Устройство для определения центра площади видеоимпульсов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является сокращение времени определения площади видеоимпульсов. Цель достигается введением в устройство группы элементов 13<SB POS="POST">1</SB> - 13<SB POS="POST">N</SB> дифференцирования, триггеров 19 и 20, элемента 25 задержки, трех групп элементов И 21<SB POS="POST">1</SB> - 21<SB POS="POST">M-1</SB> И 26<SB POS="POST">1</SB> - 26<SB POS="POST">M</SB>, И 28<SB POS="POST">1</SB> - 28 L , элемента ИЛИ 29, группы элементов ИЛИ 23<SB POS="POST">1</SB> - 23<SB POS="POST">M-1</SB> ,сумматора 24 и блока 27 умножения. Устройство содержит также генератор 6 импульсов, триггер 7,элемент И 9, элементы 10, 12 задержки, счетчик 11 импульсов, группу элементов НЕ 14<SB POS="POST">1</SB> - 14<SB POS="POST">N</SB> ,амплитудный квантователь 8, группу элементов И 15<SB POS="POST">1</SB> - 15<SB POS="POST">M</SB> и элементы ИЛИ 16-18,22. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

СЛГ

1aaL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4307655/24 — 21 (22) 18.09 ° 87 (46) 07.07.89. Бюл, Y 25 (72) В.П.Конищев и Н,П,Кониц<ева (53) 621.3 (088.8) 56) Авторское свидетельство СССР

Р 684501, кл. G 04 F 8/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1241182, кл, С 04 F 10/ОО, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЦЕНТРА ПЛОЩАДИ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является сокращение времени опреде„„SU„„1492342

2 ления площади видеоимпульсов. Цель достигается введением в устройство группы элементов 13< †13 „ дифференцирования, триггеров 19 и 20, элемента

25 задержки, трех групп элементов И

21,-21,„,, И 26,-2 „, И 28„— 28Е, элемента ИЛИ 29, группы элементов ИЛИ

23„ -23,, сумматора 24 и блока 27 умножения. Устройство содержит также генератор 6 импульсов, триггер 7, элемент И 9, элементы 10 и 12 задержки, счетчик 11 импульсов, группу элементов НЕ 14„ -14п, амплитудный квантователь 8, группу элементов И 15,<—

15 и элементы ИЛИ 16-18,22 ° 2 ил °

1492342

Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения — сокращение времени определения площади видеоимпупьсов.

На фиг, 1 приведена структурная схема устройства для определения центра площади видеоимпульсов; на фиг, 2 — временная диаграмма.

Устройство содержит вход 1 эталонного напряжения U, вход 2 "Стоп", вход 3 "Старт", вход 4 информационный группу входов 5(-5(, ввода константы, генератор 6 импульсов, триггер 7, амплитудный квантователь 8, элемент 9 И, элемент 10 задержки, счетчик 11 импульсов, элемент 12 задержки, группу элементов 13 -13„ дифференцирования, группу элементов

НЕ 14„-14„, группу элементов И 15115,„, элементы ИЛИ 16-18, триггеры 19 и 20, группу элементов И 21„-21 элемент ИЛИ 22, группу 23 элементов

ИЛИ 23,-23,„,, сумматор 24, элемент

25 задержки, группу элементов И 26,—

26„„ блок 27 умножения, группу элементов И 28, -28, элемент ИЛИ 29, группу информационных выходов 301-30, Амплитудный квантователь 8 состоит иэ последовательно соединенного делителя напряжения, реализованного на сопротивлениях К„-Е<, и группы компараторов 31 -31 .

Вход 1 устройства соединен с первым входом амплитудного кнантонателя

° 8, второй вход которого подключен к входу 4 устройства, вход 3 которого соединен с единичным входом триггера

7, нулевой вход которого подключен к входу 2 устройства и входу элеме(1та 12 задержки, а прямой выход триггера 7 соединен с первым входом элемента И 9, Выход генератора 6 импульсов подключен к второму входу элемента И 9, выход которого соединен с первыми входами первой группы элементов И 15, -15„„и входом элемента 10 задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика 11 импульсов, установочный вход которого соединен с выходом элемента 12 задержки, а информационные выходы с 1-го по m счетчика 11 импульсоб подключены к вторым входам группы элементов И 15,-15,„ соответственно, третьи входы которых объединены и соединены с прямым выходом триггера

19. а выходы подключены к входам элемента ИЛИ 16, информационные выходы счетчика.11 импульсов со второго по m подключены к вторым входам второй группы элементов И 21<-21„„, первые входы KQTopb(x объединены и соединены с выходом элемента И 9, а

О третьи объединенные входы группы элементов И 21„-21„„, подключены к прямому выходу триггера 20, а выходы группы элементов И 21,-21, и дключены к первым входам группы элементов

ИЛИ 23,-23,„(соответстве«но, вторые входы которых соединены с выходами

15 группы элементов И 15, — 15 „, соответственно, а выходы группы элементов

ИЛИ 231-73, подключены соответственно к входам с 1 по (m-1) сумматора 24, вход ю которого подключен к выходу элементов И 15

Выходы амплитудного квантонателя

Я с 1 по и соединены соответственно с входами группы элементов дифференцирования 13< †„.

25 Выходы группы элементов дифференцирования с 13 по 13„, непосредственно и через группу элементов НЕ

14 -14 I, I соответственно подключены к входам элемента ИЛИ 17, выход ко30 торого соединен с единичным входом триггера 19, а выходы группы элементов 13< †„ диффере«цирования непосредственно и через группу элементов

HE 14„-14 „ подключены к входам элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с единичным входом триггера 20, а выходы элементов ИЛИ 16 и 22 подключены к нулевым входам соответственно триггеров 19 и 20, кроме того, 40 в од элемента HE 14(подкл(оче к входу элемента 25 задержки, отвод которого соединен с первыми входами группы элементов И 26.„-26, вторые входы которых подключены соответст45 венно к Выходам с 1 по m сумматора

24, а выходы соединены с первой группой входов с 1 по m блока 27 умножения, вторая группа входов которого с 1 по К подключена к входам ус1 IOAства 5„-5„, отвод элемента 25 за;ержки соединен с первыми входами гр ппы элел(ентов И 28 -28<, вторые «хоц которых подключены к выходам 1 п 1 бгока 27 умножения, а н(гход((сое,и55 нень(с выходами 30 -30(устройства ( и подключены к входам э Ie((e«та ИЛИ

29, выход которого coo;i««e«с установочными входами блока 27 умножения и сумматора 24, а вых ды 1 руl(ITI I эле92342

15

25

30 и-< . А, + В, =z

А + B< +

An+ Bn

2 (и-1) 40

50

5 14 ментов И 21 -21., подключены к входам элемента ИЛИ 22, Определение центра площади видеоимпульсов осуществляется путем апроксимации площади исследуемого видеоимпульса суммой площадей равновысоких трапеций с основаниями, параллельными оси абсцисс (фиг.2).

Значения величин абсцисс точек (фиг.2) пересечения пороговых уровней Ut „ Н, ..., U с фронтом и спап дом видеоимпульса равны соответственно А; и В,, где i = 1, 2. ..,, п, причем U, - U = h a U - U

1 У л- (0,98-0,99 ) h, что позволяет апроксимировать видеоимпульс выше уровня трапеций и сохранять условие равновысотности, Из-за наличия шумов и большей погрешности определения точки пересечения фронтом и спадом видеоимпульса первого порогового уровня площадь видеоимпульса, ограниченную осью абсцисс и первым пороговым уровнем, при определении центра площади видеоимпульсов учитывать нецелесообразно, Прямая, проведенная через точку ц центра площади видеоимпульса параллельно оси ординат, делит видеоимпульс на две равные по площади части.

При этом из условия равенства площадей положение центра площади видеоимпульса определяется зависимостью

Таким образом, для определения центра площади видеоимпульса необходимо определить моменты времени пересечения фронтом и спадом видеоимпульса выбранных пороговых уровней, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход 1 подается эталонное напряжение, равное максимальному значению напряжения видеоимпульса. При этом на выходах амплитудного квантователя 8 нулевые уровни. Триггеры 7, 19 и 20 устанавливаются в нулевс е состояние.

Генератор 6 запущен. Нулевой уровень с прямого выхода триггера 7 запирает по первому входу элемент И 9, Нулевыми уровнями с прямых выходов триггеров 19 и 20 запираются по третьим входам соответственно элементы И 15

15 m и И 21, -21„,, . Сумматор 24 обнулен. В блок 27 умножения по входам

ЬТ

5,-5< введен код величины

2 (n-1) где n — количество уровней квантования; yТ вЂ” период следования импульсов генератора 6 импульсов.

Одновременно с поступлением на вход 4 входного исследуемого видеоимпульса на вход 3 подается стартимпульс, по которому триггер 7 переключается в единичное состояние и отпирает элемент И 9 для прохождения импульсов генератора 6 импульсов на счетный вход счетчика 11.

Входной видеоимпульс через вход

4 устройства поступает на второй вход амплитудного квантователя 8.

При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантования на первом выходе амплитудного квантователя 8 формируется единичный положительный перепад, по которому первым элементом 13 дифференцирования формируется импульс, который через элемент ИЛИ 18 переключает триггер 20 в единичное состояние.

Единичный уровень с прямого выхода триггера 20 по третьим входам отпирает элементы И 21,-21,„,.

По очередному ближайшему импульсу с выхода генератора 6 импульсов, поступающему на выход элемента И 9, осуществляется считывание значения кода счетчика 11 импульсов, который через отпертые элементы И 21„-21„, и элементы ИЛИ 23,-23,„, поступает на входы с 1 по (m-1) сумматора 24, работающего в режиме накопления. При этом с целью исключения операции деления на два считывание значения счетчика производится со второго младшего разряда с последующим сдвигом полученного кода на единицу вправо (в сторону младшего разряда).

Импульс с выхода элемента И 9, задержанный в элементе 10 задержки на время считывания, поступает на счетный вход счетчика 11 импульсов, увеличивая его содержимое на единицу.

Кроме того, импульсы с выходов элементов И 21 -21, объединяются элементом ИЛИ. 22 и, поступая на нулевой вход триггера 20, переключают

1492342 его в нулевое состояние, запирая по третьему входу элементы И 21, -21

При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением второго, 5 третьего, ..., (и-t)-ro уровней квантования на соответствующих выходах амплитудного квантователя 8 последовательно формируются единичные положительные перепады, по которым соответствующими элементами 13<-13 „, дифференцирования формируются импульсы, которые поступают на входы элемента ИЛИ 17.

По Ка о импульcy, проходящему через элемент ИЛИ 17, триггер 19 переключается в единичное состояние, Единичным уровнем с прямого выхода триггера 19 по третьим входам отпираются элементы И 15„ -15,„, 20

По очередному ближайшему импульсу с выхода генератора 6 импульсов счиТывается полноразрядный код значения счетчика 11 импульсов, который через отпертые элементы И 15,-15,„и эле- 2S менты ИЛИ 231 -23„, поступает на входы сумматора 24, работающего в режиме накопления, Импульсы с выхода элементов И 15 —

15., объединяются элементом ИЛИ 16 30 импульсом с выхода которого по нулевому входу обнуляется триггер 19, 1запирая по третьим входам элементы И 15„-15„,.

При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением и-го уровня квантования алгоритм работы устройства аналогичен режиму совпадения напряжения фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантования, При совпадении напряжения спада видеоимпульса с напряжением п-го, (n-1)-го, ..., первого уровней квантования на соответствующих выходах амплитудного квантователя 8 последовательно формируются единичные отрицательные перепады напряжения, по которым соответствующими элементами .13„-13, дифференцирования формируются импульсы, которые инвертируются соответствующими элементами НЕ 14>14<. Импульсы с выходов элементов

НЕ 14 со второго по (n-1) через элемент ИЛИ 17 переключают в последовательные моменты времени триггера

19 в единичное состояние, а импульсы с выходов первого и n-ro элементов

Нк 14 используются для переключения через элемент ИЛИ 18 триггера 20 в единичное состояние, Импульс с выхода первого элемента НЕ 14 поступает на вход элемента

25 задержки, в котором задерживается на суммарное время считывания значения счетчика 11 импульсов и время выполнения операции сложения в сумматоре 24, Импульсом с выхода элемента 25 задержки отпираются элементы И 26» 26,„ и осуществляется считывание результата с информационных выходов сумматора 24, который поступает на входы блока 27 умножения, который осуществляет умножение его

ЬТ на код числа

2(п-1)

Дополнительно задержанный в элементе 25 задержки на время выполнения операции умножения в блоке 27 умножения импульс с выхода элемента

25 задержки отпирает элементы И 28<28 и считывает код центра площади видеоимпульса с выходов блока 27 умножения и выдает его на выходы 30,—

30 устройства, Импульсы с выходов элементов И

28 -28 объединяются элементом ИЛИ

29, выходной импульс которого обнуляет сумматор 24 и осуществляет начальную установку в блоке 27 умножения, На этом. цикл измерения заканчивается и устройство готова к определению центра площади очередного видеоимпульса.

По завершению измерений на вход

2 устройства подается импульс, который переключает триггер 7 в нулевое состояние и, задержанный элементом

12 задержки на период следования импульсов генератора 6, обнуляет счетчик 11.

Изобретение позволяет уменьшить время определения центра площади видеоимпульса до величины времени задержки третьего элемента задержки, формула изобретения

Устройство для определения центра площади видеоимпульсов, содержащее генератор импульсов, первый триггер, элемент И, два элемента задержки, счетчик импульсов, группу элементов

НЕ, амплитудный квантователь, группу элементов И, четыре элемента ИЛИ, первый вход амплитуднс го квантова1492342 теля является первым входом устройства, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки

t выход каждого из элементов И первой

r руппы элементов И подключен к соот.5 ветствующему входу первого элемента

ИЛИ, а прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени определения площади видеоимпульсов, в него дополнительно введены группа элементов дифференцирования, второй и третий триггеры, третий элемент задержки, вторая, третья и четвертая группы элементов И, пятый элемент

О

ИЛИ, группы элементов ИЛИ, сумматор, блок умножения, третья и четвертая входные шины, причем второй вход 20 устройства соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого подключен к третьему входу устройства, четвертый вход которого соединен с вторым входом амплитудно- 25 го квантователя, выход генератора импульсов подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами первой группы элементов И и входом второго Зр элемента задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а информационные выходы с первого по m-й подключены к вторым

35 входам соответственно с первого по

m-й элементов И первой группы элементов И, третьи входы которых объединены и соединены с прямым выходом

° второго триггера, информационные выходы счетчика импульсов с второго по

m-й подключены к вторым входам с первого по (гп-1)-й элемент И второй группы элементов И соответственно первые

У 45 входы которых объединены и соединены с выходом первого. элемента И, а объединенные третьи входы элементов И второй группы элементов И подключены к прямому выходу третьего триггера, выходы элементов И с первого по (m-1)-й первой группы элементов И подключены к первым входам группы

1 элементов ИЛИ с первого по (m-1)-й, вторые входы которых соединены с выходами элементов И второй группы эле ментов И с первого по (m-1) -й, а выходы группы элементов ИЛИ с первого по (m-1)-й соединены с соответствующими входами сумматора, m-й вход которого подключен к выходу

m-го элемента И первой группы элементов И, выходы амплитудного квантова-; теля с первого по и соединены с входами соответствующих элементов дифференцирования, выходы которых с второго по (n-1) -й напрямую и через элементы HE группы элементов НЕ с второго по (п-1)-й соответственно подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера

У а выходы первого и и-го =лементов дифференцирования напрямую и через первый и п-й элементы НЕ соответственно соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу третьего триггера,а выходы первого и четвертого элементов ИЛИ соединены с нулевыми входами соответственно второго и третьего триггеров, выход первого элемента НЕ группы элементов НЕ подключен к входу третьего элемента задержки, отвод которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а выходы соединены с первой группой входов блока умножения, вторая группа входов которого служит группой входов устройства, выходы третьего элемента задержки подключены к первым входам всех элементов И четвертой группы элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока умножения, а выходы являются группой выходов устройства и подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами сумматора и блока умножения, причем выходы элементов И второй группы элементов И подключены к входам четвертого элемента ИЛИ, 1492342

Цр

Vp

Км

8 Eg Eg

Составитель Ю.Шишкин

Редактор Г,Волкова Техред М.Дйдык

Корректор М.Самборская

Заказ 3876/50 Тира1к 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101