Преобразователь формы импульсных сигналов в нормализованный ряд значений напряжений

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании анализаторов спектра моноимпульсных сигналов и преобразователей форма - код. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет проведения обобщенного анализа формы моноимпульсных сигналов. Преобразователь содержит блок 1 синхронизации, генератор 2 полиномиальних функций, выполненный в виде генератора зкспоненциальных сигналов, п умножителей , информационный вход 4, п интеграторов 5,-5j,, выходы 6,-бг,, генератор 7 прямоугольных сигналов, дешифратор 8, вход 9 задания режимов работы преобразователя, генератор 10 синусоидальных сигналов, первый 11 и второй 12 коммутаторы. Использование генератора прямоугольных сигналов, генератора гармонических сигналов, двух коммутаторов и дешифратора обеспечивает возможность проведения анализа по полиномиальной, экспоненциальной и тригонометрической системам функций. 1 ил. (Л С со оо к со со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛЙСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

m4 С 06 С 7/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4033170/24-24 (22) 05.02,86 (46) 23.08.87. Бюл, N - 31 (72) А, Г. Рыжевский и Д. В. Шабалов (53) 681.3(088,8) (56) Куля В. И. Ортогональные фильтры. — Киев: Техника, 1967, с. 186 °

Авторское свидетельство СССР

11 - 1290366,, кл. G 06 С 7/19, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФОРМЫ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ В НОРМАЛИЗОВАННЫЙ РЯД

ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании анализаторов спектра моноимпульсных сигналов и преобразователей форма — код.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя эа счет проведения обоб„„SU„„1332339 А1 щенного анализа формы моноимпульсных сигналов. Преобразователь содержит блок 1 синхронизации, генератор

2 полиномиальннх функций, выполненный в виде генератора экспоненциальных сигналов, и умножителей 3 -3„, информационный вход 4, и интеграторов 5„-5» выходы 61-6„, генератор

7 прямоугольных сигналов, дешифратор 8, вход 9 задания режимов работы преобразователя, генератор 10 синусоидальных сигналов, первый Il u второй 12 коммутаторы. Использование генератора прямоугольных сигналов, генератора гармонических сигналов, двух коммутаторов и дешифратора обеспечивает возможность проведения ана лиза по полиномиальной, экспоненциальной и тригонометрической системам функций. I ил.

1 332339

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано при создании анализаторов спектра моноимпульсных сигналов и преобразователей форма — код, Цель изобретения — расширение ( функциональных возможностей преобразователя за счет проведения обобщенного анализа формы моноимпульсных сигналов по различным системам ортогональных функций, На чертеже приведена структурная схема преобразователя, Преобразователь содержит блок 1 синхронизации, генератор 2 полиномиальных функций, выполненный в виде генератора экспоненциальных сигналов, и умножителей 3, -3„, информационный вход 4, являющийся одновременно входом запуска блока 1 синхронизаций, п интеграторов 5„-5„, выходы которых являются выходами б„-6„ преобразователя, генератор 7 прямоугольных сигналов, дешифратор 8, вход 9 задания режимов работы преобразователя, генератор 10 синусоидальных сигналов, первый ll и второй 12 коммутаторы.

Преобразователь работает следующим образом, Исследуемый моноимпульсный сигнал

f(t) фиксированной длительности ь с информационного входа 4 преобразователя поступает в блок 1 синхрони— зации, выделяющий его начало и окончание, Блок 1 синхронизации запускает и останавливает генератор 7 прямоугольных сигналов, а также до момента начала действия исследуемого сигнала удерживает интеграторы 5„ -5 по установочным входам в нулевых начальных условиях. Генератор 7 пряпрямоугольных сигналов управляет генераторами 2 и 10 соответственно экспоненциальных и синусоидальных сигналов, На время действия (О, iJ моноимпульсного исследуемого сигнала

f(t) на выходах генераторов 7, 2 и

10 образуется одиночный соответственно прямоугольный, экспоненциальный и синусоидальный сигналы, Исследуемый сигнал Й(t) максимальной амплитуды 0,1 — 1 В с информационного входа

4 преобразователя поступает на один из входов первого умножителя 3„, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго коммутатора 12, и происходит умножение на один из сигналов генераторов 2, 7 и 10 в заЪ-а, Ь-а

f(t)= + k — — g; (k(- -t+a) х

М.-„

Р

b — а b — а

557P k(— х--с+а) x ) f (t)q>. 1(- -t+a) dt о

?0

?5

50 висимости от системы приближающих функций, которая используется для анализа, что определяется выходным сигналом дешифратора 8, Вход 9 задания режимов работы преобразователя посредством дешифратора 8 определяет также режим работы первого коммутатора 11, который аналогично, в зависимости от системы приближающих функций, по которой производится анализ, пропускает на один иэ входов умножителей 3 -3„ сигнал одного из генераторов 2, 7 или !О, В умножителях 3 -3„ происходит перемножение этого сигнала с многократно проинтегрированным произведением исследуемого сигнала и сигналов с выходов одного из генераторов 2, 7 или 10, Получаемые на выходах умножителей 3,-3„ произведения интегрируются на соответствующих интеграторах 5,-5„, На выходах интеграторов 5„-5„, являющихся информационными выходами б< -6 преобразователя, образуются информативные параметры, однозначно определяющие исследуемый сигнал в базисе одной из систем ортогональных функций (полиномиальной, экспоненциальной, тригонометрической), по которой производится анализ исследуемого сигнала °

Блок 1 синхронизации генерирует импульс запуска и импульс останова генератора 7 прямоугольных сигналов, определяющие начало и окончание действия исследуемого сигнала, которое может производиться, например, амплитудным компарированием, Кроме этого, начало и окончание действия исследуемого моноимпульсного сигнала могут передаваться извне.

Математическое обоснование работы преобразователя заключается в следующем, Приближение сигнала f(t) длительностью ь, ортонормированной на сегменте Ia, b) системой функций (ц (x)), весом P(x) определяется в обобщенном виде после проведения преобразователей следующим образом: где М вЂ” нормир ующий множитель; масштабирующий коэффициент

-им

В„е с1) (е ) 2=(, — t) (.

2((sin (2(( — tф

sin(z, С сов

R=о

2(( — t) ( ((2(( (— ) cos (i

Р соз

R=O

b-a l Ь-а 1 1 b-a

f (t) = k — --Ц (1(- — t+a)j ° P (k(=--t+a) х

M л ( =0

I (.

) <1 R! bа Г

x, А, (-1) (k-b) — —.- (- — ) ) dt f dt... Jf (t) dt, =о,=о (R-j )! 3 ()+1) раз

n ),t

f(t). = g(е ) 4 к ((R ()к

=о (, (R-1)1 g+((к(. х †-т-- --k (R-j-1)! о (-к1 (-к

dt) е dt...) f (t) е dt, ()+1) раз

R1 27(С вЂ” — —; — (=-) х кс (R )1 л (2л(( х sin -tdt)sin --tdt... f(t)sin - tdt, о (j+1) раз

RI 2(;=о " Ко

2((f 2и 1 27

sin --tdt)sin -tdt...) sin =--tdt f(t)dt ° о (j+1) раэ

3 133 для функций, имеющих нефинитный сегмент ортогонально сти, При исполь зовании в качестве ортонормированной системы функций ортогональных полиномов, ортонормированной системы экспоненциальных функций, тригонометрической системы функций

b-a функция (k(=--t+a) в подынтегральном выражении примет вид

Г b-a

„((,(- — g+a)) = Q А ((с(- — й+a)I (д=о

При и спользо вании ор тогонализиПри использовании тригонометриПри использовании тригонометри2339 где А, Вц, С„, Р„ — известные коэффициенты, определяемые системой приближенных

5 функций.

Подставляя эти соотношения в приведенные подынтегральные выражения, сделав замену переменной соответственно

Ъ-а -к 2(x = k(- t+a), х=е, x=cos

Ь взяв полученный интеграл R+I раз по частям и выполнив соответствующую обратную замену переменной, окончательно получаем следующие выражения.

При использовании ортогональных полиномов рованной системы экспоненциальных функций ческой синусной системы функций ческой косинусной системы функций

1332339

Если априорно известно„ что анализируемый сигнал содержит полиномиальные, экспоненциальные или гармонические составляющие, то следует через коммутаторы 4 и 12 подключить соответственно генераторы 7 прямоугольных, 2 экспоненциальных или 1О синусоидальных сигналов. При этом, если априорно известно, что сигнал содержит либо полиномиальные, либо экспоненциальные, либо синусоидальные составляющие, дешифратор 8 под заданием входа 9 преобразователя по управляющему входу первого коммутатора 11 пропускает на его выход сигнал с выхода соответствующего генератора 2, 7 или 10. Этот же сигнал пропускается под воздействием дешифратора 8 по управляющему входу второго коммутатора 12 на его выход ° Таким образом, на одни из входов всех умножителей 3, — 3„ поступает либо прямоугольный, либо экспоненциальный, I) либо синусоидальный сигнал, что отражено в соответствующих выражениях.!

О запуска с входом запуска генератора синусоидальных сигналов и с выходом

Из полученных соотношений следует, что по информативным параметрам, получаемым на выходах 6 -6„, интеграторов 5„-5„ может быть однозначно с наперед заданной точностью восстановлен исходный моноимпульсный сигнал, Погрешность восстановления сигнала определяется системой приближающих фунKций и числом информативных параметров °

Если априорно известно „что исследуемый сигнал f (г) содержит косинусоидальные составляющие, то первый коммутатор 11 пропускает со сво— его входа на вход под управлением дешифратора 8 сигнал с выхода генератора 10 синусоидальных сигналов, а второй коммутатор 12 пропускает со своего входа на выход под управлением дешифратора 8 сигнал с выхода генератора 7 прямоугольных сигналов, что отражено в последнем выражении.

Таким образом, на один и- входов первого умножителя 3» поступает прямоугольный сигнал, а на соот— ветствукицие входы остальных умножителей 3 — 3, — синусоидальный.

Формула изобретения

Преобразователь формы импульсных сигналов в нормализованный ряд зна" чений напряжений, содержащий блок синхронизации, генератор полиномиальных функций, n у м нHоoж иnт еeл ей и и интеграторов, выходы которых являются соответствующими информационными выходами преобразователя, а информационные входы подключены к выходам соответствующих умножителей, первый вход первого из которых соединен с информационным входом преобразователя и с входом запуска блока синхронизации, подключенного выходом к входам сброса интеграторов, первые входы умножителей с второго по и-й объединены между собой, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет проведения обобщенного анализа формы моноимпульсных сигналов по различным системам ортогональных функций, он содержит генератор прямоугольных сигналов, генератор синусоидальных сигналов, первый и второй коммутаторы и дешифратор, вход которого является входом задания режима работы преобразователя, а два выхода подключены к управляющим входам соответственно первого и второго коммутаторов, три информационных входа первого коммутатора подключены к выходам соответственно генератора прямоугольных сигналов, генератора синусоидальных сигналов и генератора полиномиальных функций, который выполнен в виде генератора экспоненциальных сигналов и соединен входом генератора прямоугольных сигналов, подключенного входом запуска к выходу блока синхронизации, выход первого коммутатора соединен с одним из информационных входов второго коммутатора и с объединенными первыми входами умножителей с второго по п-й, второй вход каждого 1-го (i=2,... n) умножителя подключен к выходу (i — 1) — го интегратора, другой информационный вход и выход второго коммутатора подключены соответственно к выходу генератора прямоугольных сигналов и к второму входу первого умножителя.

В1!ИИПИ Заказ 3835/46 Тираж 672 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4