Устройство выбора диапазона измерения для статистического анализа

 

УСТРОЙСТВО ВЫБОРА ДИАПАЗОН/v ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА , содержащее масштабирующий усилитель , информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен к информационному входу управляемого делителя напряжения и является информационным аналоговым выходом устройства, выход управляемого делителя напряжения соединен с управляющим входом масштабирующего усилителя , отли.чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем автоматической установки коэффициента передачи усилителя , оно содержит триггер, генера тор импульсов, элемент. И, реверсивный счетчик, регистр установки, исходного состояния, источники опорного напряжения и дискриминатор размаха , состоящий КЗ двух компараторов , двух элементов НЕ и элемента И, выход которого подключен к первому входу триггера и является управляющим выходом устройства, а входы элемента И дискриминатора размаха соединены соответственно с выходами элементов НЕ, входы которых объединены соответственно с вычитающим и суммирующим входа1У1И реверсивного счетчи- , ка и подключены к выходам соответственно первого и второго компараторов , первые входы которых объединены и подключены к выходу масштабирующего усилителя, а вторые входы W первого и второго компараторов соединены соответственно с выходами первого и второго источников опорного напряжения, при этом выход триггера соединен с информационным 5 входе элемента И, управляющий, вход которого по.дключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом реверсивного счетчика , выход которого подк.пючен к управляющему входу упрёшляемого дели теля напряжения и является информационным выходом устройства, а установочный вход реверсивного счетчика соединен с выходом регистра уста:новки исходного состояния, вход которого подключен к второму входу триггера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WIOCI

РЕСПУБЛИК. A(59 6 06 F 15 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3285485/18-24 (22) 10 ° 02.81 (46) 07.04. 83. Бюл. Р 13 (72) В.И.Жулев и Г.A.Càäîâñêèé (71) Рязанский радиотехнический ин-; ститут (53) 681.3 (088 ° 8) (56)1,Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1972, с.. 330.

2. Домарацкий:A.H..Многоцелевой статистический анализ случайных сигналов. Новосибирск, "Наука", 1975 с. 133-136.

3. Прибор для исследования корреляционных характеристик Х 6-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3.031.037 TO. Курск, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ВЫБОРА ДИАПАЗОНА

ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИ.3А, содержащее масштабирующий усилитель, информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен к информационному входу управляемого делителя напряжения и является информационным аналоговым выходом устройства, выход управляемого делителя напряжения соединен с управляющим входом масштабирующего усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем автоматической установки коэффициента передачи усили- теля, оно содержит триггер, генера,тор импульсов, элемент, И, реверсив„SU„„1010627 А ный счетчик, регистр установки. исходного состояния, источники опорного напряжения и дискриминатор размаха,.состоящий из двух компараторов, двух элементов НЕ и элемента И, выход которого подключен к первому входу триггера и является управляю.щим выходом устройства, а входы элемента И дискриминатора размаха соединены соответственно с выходами элементов НЕ, входы которых объединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика и подключены к выходам соответственно первого и второго компараторов, первые входы которых объеди нены и подключены к выходу масштаби- Е

O рующего усилителя, а вторые входы первого и второго компараторов соединены соответственно с выходами первого и второго источников опор- (,, ного напряжения, при этом выход триггера соединен с информационным Я входом элемента И, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со {, счетным входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к управляющему входу управляемого дели- () теля напряжения и является информационным выходом устройства, а установочный вход реверсивного счетчика Я соединен с выходом регистра уста:новки исходного состояния, вход которого подключен к второму входу триггера.

1010627

30 х "h С, R+(x (t)j C х (1)

-х < и (х (t)j (- х„+ полуразмахи соответ- 35 ственно положительных и отрицательных уровней напряжения х (t); — динамический диапазон анализатора; 40 ширина дифференциального коридора; число дифференциальных коридоров. где R u R

2х

h=.2х /К

Границы диапазона исследуемого о сигнала х (t) должны находиться в пределах между нулевым и первым уровнями анализа в области отрицательных значений и между последним К-м и предпоследним К-1 -м уровнями

50 анализа в области положительных значений. Поскольку при анализе используется центрированный входной сигнал, то можно ограничиться проверкой лишь одного из условий (1). Для реализации рассматриваемого условия согласования диапазонов предлагается устройство автоматического выбора коэффициента передачи масштабирующего усилителя. 60

Перед началом измерений триггер

11 находится н нулевом состоянии, что запрещает прохождение тактовых импульсон генератора 14 через элемент И 13 на ренерсивный счетчик 15. пульсов, а выходом соединенного со счетным входом реверсивного счетчика 15. Управляющие входы реверсивного счетчика 15 подключены к выходам компараторов, установочные входы соединены с регистром 12, а выход ре- 5 версивного счетчика 15, являющийся информационным цифровым выходом 16 устройства, подключен к управляемому делителю 4 напряжения. . Устройство функционирует следу- 10 ющим образом.

Напряжение реализации исследуемого центрированного процесса x (t) по шине поступает на вход масштабирующего усилителя 1. С его выхода 15 преобразованный сигнал k х (с), где — коэффициент передачй усилителя, по выходу 3 устройства подается на статистический анализатор (не показан) для дальнейшего исследования, т.е. выход усилителя 1 является,информационным аналоговым выходом устройства. Для того, чтобы максимально испольэовать динамический диапа зон анализатора,. его функциональные воэможности, объем памяти и т.п., необходимо подобрать коэффициент передачи усилителя таким образом, чтобы .размах исследуемого сигнала находился в пределах

Устройство приводится в рабочее состояние регистром 12, который выдает сигнал, устанавливающий реверсивной счетчик 15 н определенное кодовое состояние. Кодом реверсивного счетчика 15 управляется делитель 4 напряжения в цепи отрицательной обратной связи усилителя 1. Таким образом сигналом регистра 12 устанавливается начальный коэффициент передачи kt,H усилителя 1. Причем для ускорения последующего поиска требуемого значения масштаба целесообразно устанавливать не крайние значения коэффициента передачи, а, например, среднее 1 „= — „и„ где Мпп, — максималь1 ное значенИе ° Для этого в реверсивный счетчик 15 необходимо записать начальный код й„= - и „где М =2 =К максимальное значение кода счетчика, п — число двоичных разрядов счетчика.

Одновременно с начальной установкой реверсивного счетчика регистр

12 выдает сигнал, устанавливающий триггер 11 в единичное состояние, что приводит к открыванию элемента И

13, пропускающего импульсы генератора 14 на счетный вход счетчика 15.

Управление счетом осуществляется дискриминатором 5 размаха, в состав которого входят компараторы б и 62, элементы НЕ 7 и 72 и элемент И 8.

На входы компараторов б и б поступает сигнал с усилителя 0(t)=kÄÄx(t) и дна напряжения источников 9 и

9 опорного напряжения U „= х и U

3п 02 х - h. Если полуразмах напряжения 0(t ),,снимаемого с усилителя 1, не превосходит уровень U т. е.

R+fU(t)) < 0 то компаратор 6 дискриминатора 5 размаха выдает сигнал по шине > ", в результате чего реверсивный счетчик 15 будет работать в режиме сложения и при поступлении импульсов с элемента И

13 в нем будет возрастать код..В свою очередь это приводит к увеличению коэффициента деления делителя 4 напряжения и к увеличению коэффициента k передачи усилителя 1.

В противном случае, т.е ° если

R+(0(t)) 7 0<<,сигнал выдается компаратором б .z йо шине " (", что приводит к уменьшению кода счетчика

15 и коэффициента передачи усилителя. Как только выполнится условие

UO2 C R+ 50(t)l (Ut,, на выходах обоих компараторов появятся нулевые потенциалы, в результате чего элемент И 8 выдаст сигнал по шине. при этом тригrep 11 переводится в нулевое состояние, прекращается счет и, следовательно, поиск оптимального масштаба усиления.

Тем же сигналом элемента И B дается команда начала измерения статис1010627

4 Хф/

2590/38 дписное тент",,ул.Проектная,4 тическому анализатору, т.е. выход элемента И 8 (шина 10) является управляющим импульсным выходом устройства. На выходе реверсивного счетчика 15 после окончания поиска хранится код, характеризующий коэффициент передачи усилителя (масштаб по аргументу ) .п

). e;..

i=1 10 где Мо — постоянный множитель, а коэффициенты 8. могут принимать значения "0" или "1" в зависимости от состояния соответствующих разрядов счетчика. Следовательно, выход 15 реверсивного счетчика 15 является информационным цифровым выходом устройстваа.

При повторных измерениях характеристик того же процесса х (t ) ocy- 20 ществлять предварительную установку реверсивного счетчика 15 не нужно.

В этом случае на выбор оптимального масштаба будет тратиться минимальное время в пределах 1-.2 тактов (при 25 стационарном процессе время поиска рав но нулю ) .

Регистр 12 в простейшем случае представляет собой регистр с кнопочным переключателем, осуществляющий запись начального кода в счетчик 15 и кнопку "Пуск", от которой производится перевод триггера 11 в единичное состояние. Однако при таком выполнении решается только задача поиска оптимального коэффициента передачи усилителя, возможности включения статистического анализатора, работающего совместно с предлагаемым устройством выбора диапазона Измерения, в состав автоматических систем управления и контроля не имеется. Для решения этой задачи в качестве .блока начальной установки можно использовать интерфейсные блоки 3ВМ ИИС, а также блоки сопряжения других автоматических систем.

В этом случае появляется возможность управления устройством по программе

ЭВМ (или по.программе испытаний системы). В частности, можно устанавливать начальное значение коэффициента передачи k исходя из априорной информации йли на основе результатов предыдущих измерений

Таким образом, применение предла» гаемого решения позволяет сократить общее время анализа случайных процессов путем автоматизации входного устройства и использовать подобные статистические анализаторы в.системах автоматического управлення и контроля.