Устройство для усреднения случайной импульсной последовательности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ СЛУЧАЙНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ , содержащее распределитель импульсов, коммутаторы, группу ключей, сумматор, блок интеграторов, вход распределителя импульсов является входом синхронизации устройства, управляющие входы первого коммутатора и групД пы ключей объединены и подключены к первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, выход второго коммутатора подключен к входу блока интеграторов, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора и является выходом устройства , отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок накопительных конденсаторов, первый вход су.мматора является информационным входом устройства, второй вход сумматора подключен к выходу первого коммутатора, выход сумматора соединен с входом блока накопительных конденсаторов, выход кото (О рого подключен соответственно к входам группы ключей и второго коммутатора, вы (Л ход группы ключей соединен с шиной нулевого потенциала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G . .06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«1

«3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 37! 3981/24-24 (22) 22.03.84 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) Г1. П. Драбич (71) . Физико-математический институт им. Г. В. Карпенко (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 911351, кл. G 01 R 19/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1057963, кл. G 06 G 7/18, O 06 К 29/00, 1983. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ СЛУЧАЙНОИ ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, содержащее распределитель импульсов, коммутаторы, группу ключей, сумматор, блок интеграторов, вход распределителя импульсов является входом синхронизации устройства, управляющие входы первого коммутатора и груп„„SU„„1171817 А пы ключей объединены и подключены к первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с управляюшим входом второго коммутатора, выход второго коммутатора подключен к входу блока интеграторов, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора и является выходом устройства, отлачаюшееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок накопительных конденсаторов, первый вход сумматора является информационным входом устройства, второй вход сумматора подключен к выходу первого коммутатора, выход сумматора соединен с входом блока накопительных конденсаторов, выход которого подкл ючен соответственно к входам группы ключей и второго коммутатора, выход группы ключей соединен с шиной нулевого потенциала.

1

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для обработки случайных импульсных сигналов и может быть использовано в аппаратуре для обнаружения мест коррозии подземных трубопроводов электромагнитными методами, кроме того, устройство может использоваться в промысловой, ги фиеике при аэроэлектроразведке полезных ископаемых.

Цель изобретения — повышение точности аппаратурной обработки случайных импульсных сигналов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит сумматор 1, блок

2, состоящии из п накопительных конденсаторов, распределитель 3 импульсов, группу 4 ключей, второй коммутатор 5, блок 6 интеграторов, первый коммутатор 7, первый вход 8 устройства, второй вход 9 устройства, первый выход 10 и второй выход

11 устройства.

Устройство работает следующим образом.

На вход 9 устройства поступает. знакочередующаяся последовательность затухающих (например, экспоненциально) импульсов.

При поступлении на вход 8 положительного синхроимпульса на выходе распределителя 3 образуется последовательность из и разнесенных во времени стробирующих импульсов. В момент действия первого импульса последовательности на первый вход сумматора поступает сигнал положительной полярности, а на другой вход сумматора через первый ключ коммутатора 7 — напряжение Uq с выхода первого интегратора. В результате на выходе сумматора 1 образуется напряжения Uz< — — К A(t) - К И, где

К вЂ” коэффициент передачи напряжения сумматора по сигнальному входу, К, — коэффициент передачи напряжения по входу обратной связи.

Напряжение с выхода сумматора подается на первые обкладки накопительных конденсаторов. Действием первого стробимпульса последовательности вторая обкладка первого накопительного конденсатора через первый ключ группы 4 подсоединяется к шине нулевого потенциала, и первый конденсатор блока 2 заряжается до выходного напряжения сумматора. Следовательно, в момент t окончания первого строб-импульса конденсатор заряжается до напряжения

U — — К А - К,111, где А — значение входного сигнала.

Под действием второго строб-импульса последовательности к шине нулевого потен171817

5

2 циала подключается вторая обкладка второго накопительного конденсатора, а на второй вход сумматора через коммутатор

7 подается напряжение Ug с выхода второго интегратора. В итоге, в момент tz окончания второго строб-импульса второй конденсатор блока 2 заряжается до напряжения Usa= К А — К Uz. где А — значение входного сигнала A(t) в момент окончания второго строб-импульса.

Под действием третьего строб-импульса заряжается третий конденсатор блока 2 и т.д.

В момент 1 окончания и-го строб-импульса п-й конденсатор блока 2 заряжается до напряжения Unz=K An — KzUnМаксимальное число каналов п,„выбирается из условия п„ „ (6/f > где 8 — длительность информационных импульсов; с — длительность строб-импульсов.

По приходу отрицательного синхроимпульса на втором выходе распределителя

3 образуется последовательность стробимпульсов.

При появлении первого строб-импульса на входе управления коммутатора 5 вторая обкладка первого накопительного конденсатора блока 2 через первый ключ коммутатора 5 подсоединяется к входу первого интегратора блока 6. Поскольку после поступления отрицательного синхроимпульса на вход сумматора подается отрицательный импульс напряжения — А (1), то на выходе сумматора образуется импульс напряжения — К А(t) .

Следовательно, первый конденсатор блока 2 во время действия первого строб-импульса перезаряжается на вход интегратора от напряжения Uqa до напряжения

Uqp = - K>A(t), которое в момент t (t, =

t,) окончания первого строб-импульса определяется из соотношения.

В результате перезарядки первого накопительного конденсатора на вход первого интегратора, состоящего из усилителя постоянного тока с интегрирующим конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, интегрирующему конденсатору С, сообщается заряд р,q„= ли "С,=С<(K,А, — К,и, (1— — 1)+-К,A„) =С(2К,A„— К,Ц (i — 1)), где С -величина емкости первого конденсатора блока 2;

Л U,; — изменение выходного напряжения U (i) на первом интегрирующем конденсаторе, емкостью С, i =0,1,2,3,...

При поступлении на вход управления коммутатора 5 второго строб-импульса второй последовательности второй конденсатор блока 2 подсоединяется к входу второго интегратора блока 6 и второму интегрирующе1171817

Составитель И. Мухин

Редактор В. Иванова Техред И. Верес Корректор Л. Бескид

Заказ 4865/42 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 му конденсатору Сг сообщается заряд дс(г =ь|/г1Сг =Cг(2КgApj.- Кг11г(1-1)) и т.д.

Под действием п-го строб-импульса в п-й интегратор заносится заряд

Ь М 1)и1Стг= СИ(2К А т, - KgU s (1-1 ) ).

Решение разностных уравнений находится методом математической индукции и при начальном условии U (i = О) — Uïo, имеет вид о

U+(i) =, Ар(2К г/Кг)(1+KtCn/C лф + Umo(1К,си/С„ )", "-/г(1) =A (2K1/Kã) (1 (1 КгС1/Cq) ) +

Uïo (1-КгСг/Сг)

Ua (i) = Ag, (2Кг/Кг) (1- (1-КгСг/C;) ) + Ufo(1КС/C ) .

Выходные напряжения на выходах и интеграторов блока 6 изменяются до тех пор, пока не окончатся переходные процессы. В установившемся режиме выходные напряжения определяются из выражений 2р (А () = Ког, 1-/г(оо) =КаАг

1/л(>) =Ко и

К =2К /К =const — масштабный коэффициент измерения, т.е. выходные напряжения прямо пропорциональны средним значениям входных сигналов соответственно в t, 1г„,,t моменты времени.

Для того, чтобы переходные процессы во всех интеграторах заканчивались одновременно, необходимо выполнить условие с с с.

С; С; " СЬ

В практике физического эксперимента, например, при проведении геофизических работ по изучению месторождений твердых полезных ископаемых электромагнитными методами в районах со значительным уровнем помех от промышленной сети, частоту следованйя импульсов возбуждения исследуемого объекта следует выбирать равной или кратной частоте помехи. В этом случае работа устройства описывается уравнением гг1. = C 4, (K1 (A i+ Un) — Кг -/ (1-1) -Кг (-A i-+

U ) ) = С1(2K