Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса

 

ОПИСАНйж

H30SVexvn S

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>780010

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08. 01. 79 (23) 2708127/18-24 к„з

G 06 F 15/36 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный «оиитет

СССР оо делаи изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.11,80. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 17. 11. 80 (53) УДК 681. .3(088.8) (72) Автор изобретения

О. Б. Скворцов (71) Заявитель

Изобретение относится к устройствам для оценки мгновенного значения амплитуды узкополосного случайного процесса и может использоваться в системах автоматического управления и контроля.

Известен анализатор пиковых значений выбросов случайных процессов, содержащий усилитель, вход которого . соединен с входом анализатора, а выход подключен к входам элементов сравнения, выходы каждого иэ которых подключены к соответствующим двум формирователям импульсов, выходы первых формирователей каждой пары подключены к первым входам соответствующих элементов И, выходы которых подключены к соответствующим блокам накопления-регистрации, а выходы первых формирователей каждой пары соединены с входами первого элемента

ИЛИ, который соединен с входом элемента дифференцирования, выходы вторых формирователей каждой пары подключены к входам второго элемента

ИЛИ, а также сод ржащий триггер, первый вход которого соединен с выходом элемента дифференцирования, а второй — к входу второго элемента ИЛИ, единичный выход триггера соединен с вторыми входами соответствующих элементов И j1).

Недостатками этого устройства является относительно большой обьем не5 обходимого оборудования и невозможность получения оценки амплитуды узкополосного случайного сигнала в цифровом виде. I

Наиболее близким техническим реlO шением к предложенному является устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса, со.. держащее делитель, блок квантования, по уровням, первый и второй измери-тели, преобразователи и регистрсчетчик, выход которого соединен с выходом устройства, вход блока квантования по уровням, первые входы измерителей и преобразователя соеди20 нены с входом устройства, первый ,выход блока квантования по уровням соединен с вторыми входами измерителей и преобразователя, а второй ,выход соединен с третьим входом

25 второго измерителя, выход первого измерителя соединен с третьим входом преобразователя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом

30 второго измерителя, выход делителя (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДЫ УЗКОПОЛОСНОГО

СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

780010 чайного процесса.

-соединен с входом выходного регистра-счетчика (2 ).

Следует отметить, что блок квантования по уровням и измерители, под ключенные к выходу этого блока, представляют собой по существу аналогоцифровые преобразователи.

Недостатком этого устройства яв-ляется сравнительно низкое быстродей "ствие, что ограничивает возможности анализа быстропротекающих процессов этим устройством. действительно, в этом устройстве в течение одного пе риода узкополосного случайного про= цесса необходимо провести заполне -йие счетчиков, содержащихся в измерителях, тактовыми импульсами для

"каждого уровня квантования.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для -оценки амплитуды узкополосного слуПоставленная цель достигается тем, что в устройство для оценки " айплитудй узкополосного случайного процесса, содержащее счетчик, разрядные" выходы которого, кроме одного, являются первой группой выходов устройства, и аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого"яв ляется первым входом устройства, " введены компаратор, триггер и элемент НЕ, выход и вход которого сое"дийены соответственно с входами сброса и установки триггера, вход установки которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход соединен с первьвк входом аналого-цифрового преобраэо - -вателя", выходы которого являются второго группой выходов устройства, а второй вход соединен с выходом переноса счетчика, первый вход которо гб является тактовым входом устрой"" ства, -вход разрешения вычитания счетчика соединен с входом тактовых импульсов счетчика и инверсным выходом триггера, прямой выход которого"соединен с входом разрешения

" odâàéèÿ и импульсным входом сброса счетчика.

/ I

Структурная схема устройства для

Й ейкй амйлитуды узкополосного случайного процесса показана на чертеже °

Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса содержит аналого-цифровой преобразователь 1, компаратор 2, элемент

НЕ 3, триггер 4 и счетчик 5. Вход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с входом б устройства и входом компаратора 2, другой вход которого соединен с опорным входом

7 устройства, выход компаратора

2 соединен с входом установки триггера 4 и входом элемента HE 3, выход которого соединен с входом сбро4 са триггера 4,- прямой выход которого

"соединен с- входом разрешения суммирования и импульсным входом сброса счетчика 5, первый тактовый вход которого соединен -с тактовым входом

8 устройства, первая группа выходов

9 iso oporo соединена с выходами счетчика 5, выход заема которого соединен с тактовьМ входом аналогоцифрового преобразователя 1, выходы которого соединейы с вторыми выходами

30 устройства, а инверсный выход триггера 4 соединен "с входом разрешения вычитания и вторым импульсным тактовым входом счетчика 5. устройство для оценки амплитуды

)$ узкополосного случайного процесса работает следующим образом.

Сигнал, характеризующий иссле,дуемый узкополосный случайный процесс, подается на вход б устройства.

На вход 7 устройства подается нулевой сигнал, если исследуемый узкополосный сигнал имеет нулевое среднее значение или сигнал от устройства усреднения, характеризующий среднее значение узкополосного случайного процесса". На вход 8 подается такто вый сигнаЛ, частота которого суще- . ственно превышает частоту исследуемого узкополосного случайного процесса.

З© При анализе работы устройства рассмотрим случай равенства нулю среднего значения узкополосного слу чайного процесса. И этом случае на выходе компаратора 2 сигнал имеет значение логической единицы, если входной сигнал, поданный на вход б, отрицательный, и логического нуля, если входной сигнал положительный.

В соответст вии с этим триггер 4 ус40 танавливается в состояние логической единицы или логического нуля соответственно. При переходе триггера 4 в единичное состояние, что соответствует приходу отрицательной

45 олуволны нсследуемогб процесса, по переднему фронту импульса с единичного выхода триггера 4 проводится сброс счетчика 5 в нулевое логическое состояние и он переходит в

30 состояние суммирования и считает тактовые импульсы, поступающие на ràêòîâûé вход 8. После окончания отрицательной полуволны триггер 4 переходит в нулевое логическое состояние и на его инверсном выходе появляется сигнал, соответствующий логической единице, причем по переднему фронту этого сигнала, поступающего на второй импульсный тактовый вход счетчика 5, производится сдвиг

40 информации, накопленной в счетчике

5 на один разряд в сторону младших разрядов, что соответствует делению, на два. Так как в данный момент информация, накопленная в счетчике 5, характеризует период исследуемого

780010

ЗО узкополосного случайного процесса, то получаемая оценка периода может считываться с первой группы выходов

9 устройства. После перехода триггера 4 в нулевое логическое состояние счетчик 5 переходит в режим вычитания и код, зафиксированный им, уменьшается и при достижении нулевого значения на выходе перено-. са (заема ) счетчика 5 формируется импульс, причем момент появления этого импульса можно оценить как середину положительной полуволны нсследу емого узкополосного случайного про цесса, и для этого момента производит ся оценка мгновенного значения узкополосного случайного процесса с 1$ помощью аналого-цифрового преобразователя 1, запускаемого импульсом, поступающим на его тактовый вход, Полученная оценка поступает на вторую группу выходов 10 устройства. зп

Таким образом, предложенное уст ройство обеспечивает получение оценок амплитуды и периода на каждом из периодов исследуемого узкополосного случайного процесса, причем для получения оценки требуется только один цикл срабатывания аналого-цифрового преобразователя, т.е. максимальная частота анализируемого процесса определяется по существу быстродействи ем аналого-цифрового преобразователя.

Формула изобретения

Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса, содержащее счетчик, разрядные выходы которого, кроме одного, являются первой группой выходов устройства, и аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого является первым входом устройства> о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит компаратор, триггер и элемент НЕ, выход и вход которого соединены соответственно с входами сброса установки триггера, вход óñтановки которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого является втОрым входом устройства, а второй вход. соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются второй rpynnoN выкодов устройства, а второй вход соединен с выходом переноса счетчика, первый вход которого является тактовым входом устройства, вход разрешения вычитания счетчика соединен с входом тактовыхимпульсов счетчика и инверсным выходом триггера, прямой выход которого соединен с входом разрешения суммирования и импульсным входом сброса счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 491953, кл. С 06 F 15/36, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 488214, кл. G Об F 15/36, 1975 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9327/15

Тираж 751 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4