Устройство для анализа спектрограмм

 

Союз Советских

Социанистическ их

Рас убпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >8451ОЗ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 07. 79 (21) 2789573/18-21 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 070781 Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 07. 07. 81

Р11М. Кл.

G 06 G 7/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335 (088. 8.) (72) Автор изобретения

С. В. Бирюков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРОГРАММ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для моделирования сложных спектров, форма которых аналогична исходным спектрам, записанным на диаграммную ленту с выхода аналитического прибора.

Известно устройство для анализа спектрограмм, содержащее блок развертки, регистрирующий прибор, сумматор и блоки формирования составляющих, причем каждый из блоков формирования составляющих содержит формирователь треугольных функций, генератор функций Гаусса, генера- 15 тор функций Лоренца, резисторный элемент и смеситель t1j.

Однако это устройство обладает . невысокой точностью.

Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности является устройство для анализа спектрограмм, содержащее формирователи -составляющих, каждый из которых выполнен из первого блока регулирования, первого функционального формлрователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные сумматор, блок 30 кЯ рекции и блок развертки, выход сумматора подключен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен с вторым входом блока регистрации и с входами формирователей составляющих,к каждому из которых подключен вход соответствующего пер,вого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключены к соответствующим входам сумматора Г2).

Однако это устройство не позволяет непосредственно формировать производные от моделируемых пиков и осуществлять быстрый переход от моделирования пиков, например, Гауссовой формы к режиму моделирования производных от этих пиков. Моделирование производной возможно лишь с низкой точностью и большими затратами времени с помощью двух формирователей составляющих, моделирующих два идентичных пика разной полярности. Низкая точность моделирования обуславливается трудностью подбора параметров разнополя1зных пиков, смещенных относительно друг

845163 друга по координате Х. В два раза увеличивается число регулировок, необходимых для изменения параметров производной, что определяет низкую скорость моделирования.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Достигается это тем, что в устройстве для анализа спектрограмм, содержащем формирователи составляющих, каждый иэ которых выполнен иэ первого блока регулировки, первого функционального формирователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные сумматор, блок коррекции и блок развертки, выход сумматора подключен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен с вторым входом блока регистрации и с входами формирователей состаэляющих, к каждому из которых подключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключены к соответствующим входам сумматора, в каждый иэ формирователей составляющих введены второй функциональный формирователь, первый и второй буферные каскады, переключатель режимов формирования и дифференциальный усилитель, выход первого блока регулировки соединен с первыми входами первого и второго буферных каскадов, выход первого буферного каскада через последовательно соединенные первый функциональный формирователь и первый функциональный преобразователь подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом второго блока регулировки, выход второго буферного каскада подключен через последовательно cîåдиненные второй функциональный формирователь и второй функциональный преобразователь к первому входу переключателя режимов формирования, второй вход которого соединен с вторым входом второго буферного каскада и с клеммой подключения внешнего источника опорного напряжения, второй вход первого буферного каскада подключен к первому выходу переключателя режимов формирования, второй выход которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя.

На фиг.I приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — приведены диаграммы работы устройства для анализа спектрограмм.

Устройство содержит формирователи составляющих 1, первые блоки регулировки 2, первые и вторые буферные каскады 3 и 4, первые и вторые

60 функциональные формирователи 5 и 6, первые и вторые функциональные преобразователи 7 и 8, переключатели режимов формирования 9, дифференциаль ные усилители 10, вторые блоки регулировки 11, блок развертки 12, блок коррекции 13, сумматор 14 и блок регистрации 15. устройство для анализа спектрограмм работает следующим образом.

Напряжение развертки (в диапазоне + 10В) подается с выхода блока развертки 12 на входы формирователей составляющих 1 и второй вход блока регистрации 15 (Х-вход двухкоординатного самописца). Преобразование напряжения развертки начинается в первом блоке регулировки 2, в котором осуществляется смещение входного напряжения развертки и регулировка коэффициента передачи.

Этими регулировками производят изменение положения и ширины моделируемого пика или первой производной от него. Преобразованное напряжение развертки одновременно подается на первые (инвертирующие) входы первого 3 и второго 4 буферных каскадов, осуществляющих смещение выходного напряжения первого блока регулировки 2 на постоянную величину по координате Х. 3а счет того, что напряжение смещения подается на противоположные входы буферных каскадов 3 и 4, их выходные напряжения смещаются в разные стороны относительно напряжения, поступающего с выхода первого блока регулировки 2. С выходов буферных каскадов

3 и 4 преобразованные напряжения разверток поступают на входы первого и второго функциональных формирователей 5 и 6, в которых формируются напряжения треугольной формы, симметрично сдвинутые относительно нулевого значения выходного напряжения первого блока регулировки 2 (X координата фиг. 2,а).Напряжения с выходов первого 5 и второго 6 функциональных формирователей поступают на входы первого 7 и второго 8 функциональных преобразователей, каждый из которых формирует одну половину выбранной функциональной зависимости (например, функцию типа Гаусса), вторая половина симметричной кривой формируется эа счет обратного склона треугольной функции. Сформированные таким образом функциональные зависимости поступают на раэнополярные входы дифференциального усилителя 10, с выхода которого снимается разностный спектр, моделирующий функциональную, зависимость первой производной от пика с теми же параметрами. Выходное напряжение дифференциального усилителя 10 через второй блок регулировки 11 подается

845163

55 бО

65 на один из входов сумматора 14.

Суммарное напряжение поступает на вход блока коррекции 13 и первый вход блока регистрации 15 (Y-вход ,двухкоординатного самописца). Выходное напряжение блока коррекции

13, пропорциональное скорости изменения моделируемого напряжения, поступает на вход блока развертки

12 и управляет им таким образом, чтобы скорость воспроизведения моделируемой кривой в блоке регистрации

15 не превышала максимально допустимого значения для данного типа регистратора.

Для обеспечения быстрой смены режимов моделирования в каждый формирователь составляющих введен переключатель режимов формирования 9, который управляет переключением сигналов во входных цепях первого буферного каскада 3 и дифференциального усилителя 10.

В режиме формирования симметричных пиков второй (инвертирующий) вход первого буферного каскада 3 и второй (неинвертирующий) вход дифференциального усилителя 10 через первый и второй выходы переключателя режимов формирования 9 закорочены на землю. При этом вершина треугольной зависимости, снимаемая с выхода первого функционального формирователя 5, формируется при переходе внутренней развертки (выходное напряжение первого блока регулировки 2) через нулевое положение, а сигнал с выхода второго функционального преобразователя 8 не поступает на второй вход дифференциального усилителя 10. Это обуславливает формирование одной функциональной зависимости с максимумом, связанным с положением нуля внутренней развертки (нулевое положение по

Y координате (фиг.2,б,в).

В режиме формирования первой производной через первый выход переключателя режимов формирования 9 на второй (инвертирующий) вход первого буферного каскада 3 подается смещающее напряжение Од, а через второй выход переключателя режимов формирования 9 неинвертирующий (второй) вход дифференциального усилителя 10 подключен к выходу второго функционального преобразователя 8.

Реализация такого устройства для анализа спектрограмм позволяет точно формировать симметричные пики и первые производные от них, независимо от линейностй во времени входной развертки, поступающей с выхода блока развертки. Это дает возможность использовать стабилизацию скорости записи и исключить погрешности, .связанные в инерционными свойствами самописца при записи первых производных от пиков с малой шириной и максимальной амплитудой.

Формула изобретения

Устройство для анализа спектрограмм, содержащее формирователи составляющих, каждый иэ которых выполнен .из первого блока регулировки, первого функционального формирователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные сумматор, блок коррекции и блок развертки, выход сумматора подклю- чен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен со вторым входом блока регистрации и с входами формирователей составляющих, к каждому иэ которых подключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего форми- рователя составляющих, выходы Формирователей составляющих подключены к соответствующим входам сумматора,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью повышения точности устройства, в каждый из формирователей составляющих введены второй функциональный формирователь, первый и второй буферные каскады, переключатель режимов формирования и дифференциальный усилитель, выход первого блока регулировки соединен с первыми входами первого и второго буферных каскадов, выход первого буферного каскада через последовательно соединенные первый функциональный формирователь и первый, функциональный преобразователь подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом второго блока регулировки, выход второго буферного каскада подключен через последовательно соединенные второй функциональный формирователь и второй Функциональный преобразователь к первому входу переключателя режимов формирования, второй вход которого соединен с вторым входом второго буферного каскада и с клеммой подключения внешнего источника опорного напряжения, второй вход первого буферного каскада подключен к первому выходу переключателя режимов формирования, второй выход которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 458840, кл. G 06 G 7/48, 30.10.73

2,. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2591925/18- 24, кл. G 06 G 7/48, 17.10.78.

845163

Составитель М. Пластинин

Техред З,Фанта Корректс Г Назарова т

Редактор Е. Гончар

Заказ 4168/4

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,4