Устройство для определения параметров симметричных импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНЬК ИМПУЛЬСОВ, содерж,а1цее три интегратора, блок деления, блок сравнения и квадратор, вход которого соединен с входом второго интегратора, а выход - с в-ходом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнения и деления, другие входы этих блоков соединены соо-тветственно с выходами первого и третьего интеграторов, выход блока сравнения является первым выходом устройства , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения определения положения амплитуды импульса, в него введены три ключа, два масштабирующих блока, цифровой фильтр, инвертор знака, удвоитель, сумматор и блок управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выходы - с управляющими входами ключей , вход устройства через первый ключ соединен с входами цифрового фильтра, удвоителя и второго интегратора , выход цифрового фильтра через инвертор знака соединен с первым входом сумматора, с вторым входом которого соединен выход удвоисл теля, выход сумматора соединен с входом первого интегратора, выходы второго интегратора и блока деления соответственно через второй и третий ключи соединены с входами первого и второго масштабирующих блоков, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства. 00 00 4 СЛ

CON3 СОВЕТСНИХ

О%И

РЕСПУБЛИК

А ее ао

3(51> G 01 R 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3526528/18-21 (22) 20.12.82 (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) П.К. Ланге и И.В. Шафранский (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева (53) 621.317.726(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 175563, кл. G 01 R 19/04, 1964.

2. Грязнов М.М. Интегральный метод измерения импульсов. М., "Советское радио", 1975, рис. 1.1.1, с. 12 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

GAPAMETPOB СИММЕТРИЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее три интегратора, блок деления, блок сравнения и квадратор, вход которого соединен с входом второго интегратора, а выход — с входом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнения и деления, другие входы этих блоков соединены coo âåòственно с выходами первого и третьего интеграторов, выход блока сравнения является первым выходом устройства,отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения определения положения амплитуды импульса, в него введены три ключа, два масштабирующих блока, цифровой фильтр, инвертор знака, удвоитель, сумматор и блок управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выходы — с управляющими входами ключей, вход устройства через первый ключ соединен с входами цифрового фильтра, удвоителя н второго интегратора, выход цифрового фильтра через инвертор знака соединен с первым входом сумматора, с вторым вхо- Е дом которого соединен выход удвоителя, выход сумматора соединен с входом первого интегратора, выходы второго интегратора и блока деления соответственно через второй н третий ключи соединены с входами первого и второго масштабирующих блоков, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства.

1078345

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в аналитических информационно-измерительных системах (хроматографических, масс-спектрометрических и т.д.), предназначенных для определения состава и свойств сложных смесей веществ. Сигналы на ныходе первичных преобразователей в этих системах представляют собой симметричные медленноменяющиеся импульсы напряжения, которые искажаются шумами, возникающими как в первичном преобразователе, так и в других элементах системы. Задачей системы обработки сигналов яв- 15 ляется определение некоторых интегральных параметров импульсов (амплитуды, площади и т.д.), а также определение положения амплитуды импульса. 20

Известно устройство для изменения амплитуды импульсов тока и напряжения н широком диапазоне частот и длительностей, содержащее два идентичных тракта, состоящих из детек- 25 тора конденсатора и катодного повторителя, на входы которых подано напряжение (1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения параметров симметричных импульсов, содержащее три интегратора, кнадратор, блоки деления и сравнения, причем вход кнадратора соединен с входом второго интегратора, а выход с входом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнения и деления, другие входы этих блоков соединены соответственно с выходом первого и третье- 40 го интеграторов, выход блока сравнения является первым выходом устройства (2) .

Недостатком известных устройств являются ограниченные функциональ- 45 ные воэможности, поскольку устройство не измеряет положение амплитуды импульса.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем 50 обеспечения определения положения амплитуды импульса.

Поставленная цель достигается тем, что,в устройство, содержащее три интегратора, блок деления, блок сравнения и квадратор, вход которого соединен с входом второго интегратора, а выход — с входом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнения и деления, другие нходы этих блоков соединены соответственно с выходами первого и третьего интеграторов, выход блока сравнения янляется первым выходом устройства, введены три ключа, дна масштабирую- 65 щих блока, цифровой фильтр, инвертор знака, удвоитель, сумматор и блок управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выходы с управляющими входами ключей, вход устройства через первый ключ соединен с входами цифрового фильтра, удноителя и второго интегратора, выход цифрового фильтра через инвертор знака соединен с первым входом сумматора, с вторым входом которого соединен выход удвоителя, выход сумматора соединен с входом первого интегратора, ныходы второго интегратора и блока деления соответстненно через второй и третий ключи соединены с входами первого и второго масштабирующих блоков, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема. устройства.

Устройство, вход которого на чертеже обозначен позицией 1, содержит квадратор 2, первый 3, второй 4 и третий 5 интеграторы, блок б деления, блок 7 сравнения, цифровой фильтр 8, инвертор 9 знака, сумматор 10, удноитель 11, блок 12 управления, первый 13, второй 14 и третий 15 ключи, масштабирующие блоки 16 и 17. Первый, второй и третий выходы устройства обозначены соответственно 18-20.

Все блоки этого устройства, кроме блока 12 управления, предназначены для работы с цифровыми входными сигналами, т.е. выполнены в цифровом виде. Это связано с тем, что ординаты измеряемого импульса, подаваемого на вход 1 устройства, представлены в цифровом коде.

При этом вход 1 устройства через ключ 13 соединен с входом квадратора 2, выходом подключенного к входу интегратора 5, выход которого соединен с одним из входов блока б деления, другой вход последнего соединен с выходом интегратора 4 и с первым входом блока 7 сравнения, а через ключ 14, соединенный с масштабирующим блоком 16, — с выходом 19 устройства. Выход интегратора 5 соединен через ключ 15 с входом масштабирующего блока 17, выход которого является выходом 20 устройства. Выход ключа 13 соединен с нходами интегратора 4 цифрового фильтра 8, удноителя 11. Выходы цифрового фильтра 8 и выход удвоителя 11 соответственно через инвертор 9 знака и непосредственно соединены с входами сумматора 10. Выход сумматора 10 через интегратор 3 соединен с вторым входом блока 7 сравнения. Выход блока 7 сравнения янляется выходом

18 устройства, а также соединен с входом блока 12 управления, управляю1078345 щие входы которого соединены с вхо- ления в блоках 16 и 17, производит дами управления ключей 13-15. ся следующим образом. Предположим, Работа устройства заключается в что необходимо измерить параметры следующем. колоколообразного импульса, описываВ исходном положении ключ 13 замк- емого функцией Гаусса нут, а ключи 14 и 15 разомкнуты.

-у

На вход 1 устройства поступает y(t)=c ° ехр(), (1) (tизмеряемый импульс y(t), и через ррах ключ 13 он подается одновременно на где с — амплитуда; входы квадратора 2, интегратора 4, среднеквадратичная ширина; цифрового фильтра 8 и удвоителя 11. J0 T — положение амплитуды имЦифровой фильтр 8, инвертор 9 зна- пульса. ка, сумматор 10 и удвоитель 11 осу- Блок 6 деления производит делеществляют преобразование, в резуль- ние результатов интегрирования возтате чего на выходе сумматора 10 веденного в квадрат импульса на инпоявляется суженный импульс. Резуль- 15 теграл от исходного импульса таты текущего интегрирования исходного импульса и суженного, осущестт г

T (t -Т) (2) вляемого интеграторами 3 и 4, подаJ (уМ) dt J с еьр(-, )dt ются на входы блока 7 сравнения.

В момент времени, соответствующий 2П (,1 а Г положению амплитуды исходного импуль. J ditldt Jc вьр()dt са, результаты интегрирования срав-Ю -C0 няются и блок 7 сравнения выдает Эта величина появляется ь. выходе си гнал (например, в виде короткого блока 6 деления в момент замыкания импульса), который поступает на вы- 75 ключа 15. Поэтому чтобы получи д у ройства и на вход блока 12 истинное значение амплит у Р . Одновременно с преобрап авления. са, необходимо эту величин ие амплитуды импульо эту величину умножить зованием исходного импульса произво- на " 2, что и осуществляет блок 17. дятся возведение его в квадрат квад- На выходе интегратора 4 в момент заратором 2 и интегрирование. Резуль30 мыкания ключа 14 б улет величи на таты текущего интегрирования исходного импульса и возведенного в квадрат поступают на входы блока 6 деления. В момент времени, соответствующий положению амплитуды импульса, блок 12 управления изменяет состоя- 35 Тогда, для получения истинного ние своих выходов: на выходе д потен- значения площади, в блоке 16 необхоциал становится равным 0, на выхо- димо умножить эту величину на 2. де  — ранвым 1. В результате этого Таким образом, предлагаемое устзамыкаются ключи 14 и 15 и к второ- ройство осуществляет измерение инм 19 у 9 и третьему 20 выходам устройст- 40 тегральных параметров импульса (амва через блоки 16 и 17 подключают- плитуду и площадь) и положения амся выходы интегратора 4 и блока 6 плитуды импульса, т. е. оно расширяделения. В результате этого на выхо- ет функциональные воэможности изде 19 устройства получаем значение вестного устройства. площади импульса, а на выходе 20 — 45 Технико-экономический эффект от величину амплитуды импульса. применения предлагаемого устройстПоскольку в момент замыкания ва заключается в том, что оно позключей 14 и 15 и 15 ключ 13 размыкает- воляет решить задачу обработки аналися, то на вход интеграторов 3-5 тического импульса с помощью одного прекращается поступление каких-либо 50 УстРойства. КРоме того, использовасигналов. Поэтому на выходах 18-20 ние интеграторов для определения поустройства в течение времени, пока ложения амплитуды повышает помехозамкнуты ключи 14 и 15, измеренные устойчивость способа измерения по параметры импульса не изменяются. сравнению со способом дифференцироЧерез некоторое время, которое ус- вания, используемым в известных усттанавливается заранее и выбирается ройствах. Это позволяет повысить точбольшим половины длительности изме- ность измерения положения амплитуды. ряемого импульса, но меньшим перно- Так как в аналитических измерительда следования импульса, блок 12 уп- ных системах положение амплитуды равления размыкает ключи 14 и 15 и импульса определяет тип анализируезамыкает ключ 13. Устройство готово 60 мого вещества, то повышение точноск измерению параметров следующего ти измерения этого параметра улучимпульса. шает достоверность анализа. НаприВыбор постоянных коэффициентов, мер, в серийно выпускаемой в СССР на которые умножаются выходные ве- системе типа И-02, которая принята личины интегратора 4 и блока 6 де- 65 за базовый объект, для обработки

1078345

Состави тель A. Сотникова

Редактор О. Бугнр Техред M.Tenep Ксрректор А. Зимокосой

Заказ 950/38 Тираж 711 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 результатов хроматографического анализа используются отдельные модули для определения площади импульса и определения положения его амплитуды. Работа второго модуля основана на дифферендировании импульса. При соотношении сигнал/шум, равном 50 (отношение амплитуды импульса к дисперсии шума), погрешность опреде лення положения амплитуды в системе

И-02 составляет з 5% от среднеквадратичной ширины импульса. В этих же условиях, погрешность опредеЛения положения амплитуды с помощью предлагаемого устройства составляет 1,5%.