Устройство для измерения характеристик выбросов случайных процессов

 

УСТРОЙСТЭО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ , содержа|цее аналого-цифровой преобразователь, вход запуска которого соединен с выходом генератора Bbt6opoK, последовательно соединенные переключатель, цифровой дискриминатор , мастотомер, о тли ч а е с я тем, что, с целью повышения точности излучения ирасширения функциональных возможностей, в него введены блок пересчета, блок ввода числа, первый и второй селекторы , блок определения экстремума. первый, и второй триггеры, расширитель , причем вход блока пересчета соединен с первым входом первого селектора и с выходом аналбГо-цифрового преобразователя, управляющий вход блока пересчета соединен с выходом блока ввода числа, вход которого соединен с первыми входами первого триггера, второго триггера, второ го селектора и с выходом генератора выборок, второй вход первого триггера соединен с выходом блока пере-счета ,а выход первого триггера подключен к второму входу первого селектора и через рас1ииритель импульсов к второму входу второго Триггера, первый выход которого соединен с втог СО рым входом второго селектора, а второй выход второго триггера соедис: нен с первым входом блока определения экстремума и с вторыми входами цифрового дискриминатора и частотомера , второй вход .блока определения экстремума/подключен к выходу .. первого селектора, выходы первого триггера, селекторов и блока опредеЬ5 10 ления экстремума через переключатель соединены с первым входом цифрового , дискриминатора.

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСйУБЛИК 1 Р G 06 F 15/36

0AHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ . щф Я4@„

":"фл:авиив е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3392166/18-21 (22) 04. oz А2 (46) 07.06.83.Бюл. И 21 (72) А. И. Блохин (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им; С. -И. Кирова (53) 6z1.317 (088.8)-(56). 1. Иирский Г, Я, Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. И., "Энергия", 1972, с. 419, 2. Авторское свидетельство СССР

Н .658495, кл. G 01 R 23/16, 1976. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ IlPOЦЕССОВ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход запуска которого соединен с выходом генератора вйборок, последовательно соединенные переключатель, цифровой дискриминатор,. частотомер, о т л и ч а ющ.е е с я тем, что, с целы повышения точности иэлученйя и расширения функциональных возможностей, в него введены блок пересчета, блок ввода числа, первый и второй селекторы, блок определения экстремума, „„SU„„1022170 А первый- и второй триггеры; расширитель, причем вход блока пересчета соединен с первым входом первого селектора и с выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход блока пересчета соединен с выходом блока ввода числа, вход которо\ го соединен с первыми входами перво". го триггера, второго триггера, второ

ro селектора и с выходом генератора выборок, второй вход первого триггера соединен с выходом блока пере-. счета, а выход первого триггера подключен к второму входу первого селектора и через расшйритель импульсов к второму входу второго триггера, первый выход которого соединен с вто-. рым входом второго селектора, а .вто рой выход второго триггера соединен с первым входом блока определения экстремума H c вторыми входами цифрового дискриминатора и частотомера, второй вход, блока определения экстремума. подключен к выходу .. первого селектора, выходы первого -:" . триггера, селекторов и блока определения экстремума через переключатель соединены с первым входом цифрового, дискриминатора.

1 . 10221

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для статистических измерений.

Известны устройства анализа ста тистических характеристик случаиных 5

" процессов, содержащие блоки выделения выбросов реализаций, сравнивающие ана-. логовые схемы, преобразователи параметров во временные интервалы и цифровые измерители временных интерва- 1О лов P) .

Недостатком является то, что погрешность известных устройств относительно велика из-за нестабильности параметров аналоговых схем. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения временных параметров выбросов, содержащее вход. ной каскад, формирователь прямоуголь- 20 ных импульсов, аналого-цифровой преобразователь, вход запуска которого соединен с выходом генератора выборок, последовательно соединенные пере ключатель, цифровой дискриминатор, . 25 частотомер, а также счетчик, преоб-. разователь время - число, источник порогового напряжения, пиковый детектор, логические элементы j2) .

Погрешность этого устройства опре- зо деляется аналоговой частью, а более всего пороговой схемой, При аппара турной реализации ее неизбежны погрешности, определяемые неточностью. установки порогового напряжения, нестабильностью. его во времени, конечной чувствительностью пороговой схемы, .недостаточным быстродействием ее, отклонением формы выходных импульсов от прямоугольной. В результате те 40 высокие метрологические характеристики, который имеют цифровые бло.- . ки обработки,не позволяют всему уст; ройству в целом обеспечить высокую .точность измерений.. " 4$

Цель изобретения - повышение точ..ности измерений и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения характеристик выбросов случайных процессов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход запуска которого соединен с выходом генератора выборок, последовательно. соединенные переключатель, цифровой дискриминатор частотомер, введены блок пересчета, блок ввода числа, первый и второй селекторы, блок on70 1

l ределения экстремума, первый и второй триггеры, расширитель, причем вход блока пересчета соединен с первым входом первого селектора и с вы-. ходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход блока пересчета соединен с выходом блока ввода числа, вход которого соединен с первыми входами первого триггера, второго триггера, второго селектооа и с выходом генератора выборок, второй вход первого триггера соединен с выходом блока пересчета, а выход пер» вого триггера подключен к второму входу первого селектора и через расширитель импульсов к второму входу второго триггера, первый выход которого соединен с вторым входом второго селектора, а второй выход второго триггера соединен с первым входом блока. определения экстремума и с вторыми входами цифрового дискриминатора и частотомера, второй вход блока определения экстремума подключен к выходу первого селектора, выходы:первого триггера, селекторов и блока ойределения экстремума через переключатель соединены с первым входом. цифрового дискриминатора.

На фиг. 1 показана структурная . схема устройства; на фиг. 2- временные диаграммы, поясняющие, работу устройства,(а -, реализация x(t) и пороговый уровень К; б - импульсы генератора выборок; в- сигнал с аналого-цифрового преобразователя; . г - пороговый уровень К в виде времяимпульсного кода; д - сигнал на выходе блока пересчета; е - сигнал на выходе триггера б; ж сигнал на выходе расширителя импульсов; з - сигнал на выходе триггера 8, и- времяимпульсный код па раметра. 6 ; к- времяимпульсный код параметра А).

Устройство для измерения характеристик выбросов случайных процесоов содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, генератор

2 выборок, блок 3 пересчета, блок

4 ввода числа, селектор 5, триггер 6, расширитель 7, триггер 8,селектор 9, блок 10 определения экст-. ремума, переключатель 11, цифровой дискриминатор 12, частотомер 13.

Устройство измеряет параметры выбросов реализаций случайных . .с процессов: длительностей выбросов

3 1022170 4 интервалов между выбросами 9,: жением выброса реализации длителвамемтуды вйбросов А, площади выбро- — ностью (.. Время, в течение котороcoat S. - ro триггер. 8 остается в нулевом сщтоУстройство работает следующим янин, соответствует (с точностью обРазомя - 5 до интеРвала дискРетизации ) ДхЫ-.

Напряжение исследуемой реализа- тельности интервала 9 (фиг., 2a), уп- .. ции x(t-} (фиг,2) поступает на АЦП 1, равляющие импульсы выбросов во время» . который запускается импульсами от импульсном коде -(Фигни 2е), поступа- . генератора 2 выборок. ют через переключатель 11 на. вход

При -аиалиттзе длительностей выбро- 10 цифрового дискриминатора 12. сов с .переключатель 1I (фиг.1.) ставят . Для формирования параметра & пев первое положение. Формирование па- —. реключатель 11 (фиг.3) включают Во раметра происходит следующим образом .. второе положение . Код, .характериНа вход блока 3 с АЦП 1,, запускае- зующий параметр 8 выбросов, образумого .импульсами выборок (фиг.2б), 15 ется на выходе второго временного поступают пачки импульсов (фиге2в) : селектора 5 при пропускании- через

Число импульоов в пачке пропор- . него импульсов выборок и селектироционально мгновенным значениям . вания их сигналом ñ плеча триггереализации x (t) в момент выбор- .. ра 6, противоположного форйирующему ки (фиг..2а). Эти пачки следуют 20 управляющий сигнал (Фиг. 2и). Прина блок 3 пересчета. Ввод в блок 3- третьем положении переключателя.11 на: пересчета числа .K производится цик- сигнальный выход расширителя 7 пос,лически импульсами -генератора выбо- тупают коды, характеризующие ппо" рок (фиг.:Zr). Если число импуль- щади выбросов, Для этого из исходоов а пачке больше К, то на выходе 5 ного сигнала АЦП 1 выделяются пвч. блока 3 появляются переполняющие . ки импульсов, превышающие уровень импульсы (фиг. 2д)е Эти импульсы:, К. Эту операцию осуществляет ïeðвозвращают в нулевое. состояние вый временной селектор 5 (фиг. 2д.), первый триггер 6 (Фиг. 2е).; который -пропускающий. часть времяиипульсиых .в единичное состояние вводится им- . кодов АЦП 1, характеризующих мгнопульсам выборки, Поскольку импуль- венные значения реализаций, превышна" сов в пачке всегда больше К, когда ющих порог сравнения К: выборки совпадают с выбросом (фиг.2а), то. на выходе. первого триггера 6 6y- - m = .Ь x(ti) - К

J дут. импульсы;(Фиг. 2е), появляющиеся. периодически :- (c периодом вы- .где Ь - коэффициент пропорцйонально»

35 борок),число которых и пропорцио- . : сти, нально длительности текущего выбро- Площадь g -го выброса определяетл.. са c:, -"n Т, где Тя-. период импуль- - ся как: сов,выборки, %

5 -с (x(t((- К ТВ

Для работы цифрового дискриминатора 12 (фиг, 1) формируется управ- . где Те- период:импульсов выборок. ляющйй импульс, определяющий нача- .. Пусть за один выброс через вра- ло выброса. Импульсы с. выхода пер- менной селектор 5 пройдет и ййпульсоВ

45 р вого триггера Ь через расширитель 7. причем за выброс было K выборокЛогда: импульсов (фиг. 2ж). взводят в еди- . в .винное состояние второй триггер 8. и = вскт(Й. к1.

Иа другой вход триггера 8 следуют.импульсы выборок. Поскольку .расширен- При этом. площадь выброса равна: нйе импульсы (фиг.:2ж) перекрывают 50 "в во времени .импульсы вытборки (Фиг. 2б) Ъ р

: то возврат .триггера 8 в исходное .. лючателя 1.1 с определения экстремуиа состояние- возможен s отсутствие им- IO поступает код А =(х(й ) - К,макпульсов с триггера 6, т.е, -когда аимальный .среди. прочих за один выб. акончится выброс. Триггер S формиру- 55 рос (фиг. 2x). Функция блока 10 закл+ ет импульс a < (Фиг. 2з), положе- лючается в. выделении ив времяимпульс», ние которого с точностью-до интер- ных кодов, Формируемых в АЦП 1 (и вала дискретизации совпадает с поло-:пропорциональных мгновенным значе5 1022!70 4 ниям:реализаций, превысивших уро- от режима его. работы, параметры выбвень анализа К), кода, соответству- р9сов ь, 6, 8 или А, в цифровом ющего максимальному значению рвали-, виде . с определенным уровнем в двух зации за текущий выброс, или другими режимах работы - определения 4унксловами, соответствующего. амплитуде Э ции распределения или-плотности расп-. выброса А. Эта операция осуществля- ределения вероятностей параметров ется запоминанием .кодов на один такт выбросов. Цифровой дискриминатор и и сравнением их с последующим. электронно-.счетный, частотомер явЗапоминание происходит во время лается типовьвю элементами цифровой выброса, для чего на блок 1Î кроме <в техники, используащимися в типокодов поступает управляющий импульс вом режиме. с триггера 8. После окончания выброса происходит выдача максималь- В устройстве отсутствует основного кода, соответствующего ампяиту-,ной источник погрваностей прототипаде выброса на четвертый вход и сброс. 1> аналоговая схема Формирования прямона ноль запоминающего устройства бло- угодных импульсов. 6 предлагаемом . ка 1О определения экстремумов. ° устройстве попревность преобразоваВ цифровом дискриминаторе 12 про- ния опредепяется погреаностью дискреисходит сравнение времяимпульсных тнзации, которая может быть выбрана кодов, характеризующих в зависимости 20 достаточно малой . ozz lo

Составитель 8. Новоселов

Редактор Ю. Середа Техред Л. Пекарь Корректор 10. Макаренко

LC

Заказ 4046/42 Тираж 706 . Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4