Устройство для определения гистограмм распределения длительностей выбросов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (11 512473

{61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10. 11.74 (21) 2073960/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.т

906 Р 15/36

Гасударственный неинтвт

СоаеТа Мнннвтров СССР нв двлаи нзвврвтвннй п вткрвпнй (23) Приоритет(53) УДК 681.3(088,8) (43) Опублнковано30.04.76,Бюллетень №16 (4б) Дата опубликования описания30.06.77

Ю. Б. Виленкин, Б. В. Козловский, Б. П. Марков, Е. Ф. Пузако н Ю. О. Штеренберг (72) Авторы изобретения (21) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИСТОГРАММ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ ВЫБРОСОВ

Изобретенне относится к области вычис.лительной техники н может быть использовано для анализа случайных процессов. в океанология, радиолокации н т.д.

Известно устройство для определення 5 гнстограмм, содержащее генератор снгналов квантования, выход которого подключен к первым входам детектора пересечений уровня н днскримннатора длительностей выбросов, вторым входом соединенного с IO выходом детектора пересечений уровня, второй вход которого подсоединен к выходу устройства, блоки текущего усреднения н первую н вторую группы элементов "И, выходы которых связаны с входами блоков текущего усреднения.

Цель изобретения — повышение точностн определения гистот рамм прн сохраненнн простоты реализапнв текущего усреднения н регистрации результатов анализа. 20

Это достигается тем, что в устройство введены первое наборное. поле, входы которого соединены с кодовыми выходамн гейератора сигналов квантования, блок совпадения, входом подсоединенный к выходу 25

2 первого наборного поля, трнггер, первый вход которого подключен к выходу блока совпадення, а второй вход — к выходу генератора снт палов квантов&пня делнтфль, ВхОд которого соединен с выходом генератора снгиалов квантования, второе наборное по ле, входы которого подключены к разрядным выходам делнтеля.

Кроме того, устройство содержнт блок запаздывання, первый вход которого подсоединен к выходу детектора пересеченнй уровня, а второй вход — к выходу генератора сигналов квантования, блок уцравлення, первый н второй входы которого.связаны с выходами детектора пересечений уровня н второго наборного поля соответственно а первый выход — c первымн входамп второй группы элементов И, первую труппу трнггеров. Еднннчные входы триггеров соединены с первыми разрядными выходамн дискриминатора длительностей выбросов, нулевые входы - с вылодом блока запаздывання, а выходы - с первымн входами первой группы элементов

"И" соответственно. Устройство содержнт

512473 также вторую группу триггеров, единичные., входы которых соединены с вторымк разряднымк выходами дискркмкнатора длительностей выбросов, нулевые входы - с ..торым выходом блока управленкя, единичные выходы - с вторымк входами второй группы элементов И соответственно, а пу» левые выходы - с информационными вхо дами блока управления. Вторые входы пер-, вой труппы элементов "И к третьи входы !

9 второй группы элементов И подключены к выходу триггера, третьи входы первой группы элементов "И к четвертые входы вто-, рой группы элементов И - к другому входу устройства, четвертые входы первой 76gб пы элементов И" к пятые входы второй группы - к. шине нулевого потенциала.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Источник сигнала исследуемого процесса чо х (t ) соединен с дегекгором 1 пересечений уровня, генератор 2 скт налов квантования с детектором 1, делителем 3 к дискриминатором 4 длительностей выбросов. Детектор 1 связан с входом цискримкнатора 4 длн щ тельностей выбросов к блоком 5 запаздывания, второй вход которого соединен с генератором 2, Выходы дискриминатора 4 под« ключены к единичным входам первой к вто-. рой групп триггеров 6-9. Общий вход сбро:,30 са триггеров 6,7 подсоединен к выходу бло ка 5, выходы триггеров 6-9 к элементам

"Й" 10-13, аналоговые входы которых сое дкыены с источником эталонного напряжения н землей. Выходы элементов "И 10-13 85 подключены к блокам 1417 текущего усреднения, выходы труппы триггеров 8,9к входам блока 18 управления, остальные входы которого соединены с детектором 1 н терез наборное поле 19 - c выходами де-40 лителя 3. Выходы блока 18 связаны с элемектамк "И 12, 13 к обткм входом сброса группы тркгт еров 8, 9. Генератор 2 представляет собой переечетную схему е переключаемым коэффициентом пересчета . 45

Высокостабкльный, например кварцевый,, опорный генератор 20 .соединен со счетным входом счетчика 21, выходы разрядов счеч чика через тумблерный регистр 22 к блок

23 совпадения — с входом сброса счетчи- ОО ка 21. Выход блока 23 является источником сигналов квантования. Выходы разрядов счетчика подключены также через наборное поле 24 к блоку 25 совпадения, выход по» следнего «к нулевому входу триггера 26, 66 единичный вход которого соединен с выходом блока 23. Нулевой выход триггера 26 соединен с входами запрета отпирания элементов "И" 10-13.

Устройство работает следующим образом. 6э

Детектор 1 формирует сигнал окончании выброса, если в момент прихода очередного снгнала от генератора 2 знак сигнала

Х (Ь ) отлнчаетея от его значенкя в момент предыдуптего квантованкя, По атому скгналу дискриминатор 4 устанавлквает .в едкнкчное состоянке один кз тркггеров 6-:

9, соответствукяпкй номеру градации за« кончившегося выброса. Если этот номер не превосходкт номер, соответствующий триггеру 7, то после устновкн одного кз триггеров 6, 7 он будет сброшен ровно через один интервал квантования сигналом . от блока 5. Прк этом соответствукяпкй, элемент И посылает кмпульс эталонного напряжвнкя длктельностью,в один интер:вал квантоеанкя в соединенный с нкм блок текущего усреднения.

Если дкскркмннатор 4 устанавливает в единичное состояние -.один кз. триггеров 8, то сигнал окончания выброса с детектора 1 переводит блок 18 в состояние ожкдания полного положительного полупериода снгнала с выбранного на наборном поле разряда делителя 3. Прн появлении положительного сигнала на выходе набориоt î поля он передается на вход блока 18 к поступает на элементы И"; элемент И",, соответствукяций градации закончившегося выброса, соединяет вход соответствующего блока усреднения с источником эталонного напряжения. По окончании положительного полуперкода сктнала. с наборного поля 19 блок 18 переходит в исходное состоянке, посылая на триггеры 8, 9 снг» нал сброса к переключая вход блока усреднения на землю. Таким образом, в один кз блоков 16,17, соответствующий номеру градации закончившегося выброса, генернруется нмнульс эталонного надряженкя, длительность которого постоянна с высо,кой точностью, так как определяется по- лупер кодом сигнала, образованного делекием частоты высокостабнльнот о генера» тора.

Выходные сигналы блоков 14, 15 определяются формулой

У тт. Ч

Ф пит гск > где U „- выходное напряжение -й схемы усреднения;

- частота выбросов 4 -й градацкк длительностей;:

U„» — эталонное напряжение; т„ „ - период импульсов генератора сигналов квантования.

Выходные сигналы блоков 16,17 определяются формулой

U =т U 7 -и. тт 7 пСК "

5 12473 где Ty — длительность полупериода ситна- ла делителя частоты; р - номер разряда делителя частоты, подключенного через наборное поле 19 н блок 18. б

Таким образом, выходные сигналы блоков 16,17 имеют увеличенную в 2 раз величину по сравнению с выходными сигналами блоков 14,16.

С точки зрения повышения точности же- Ю лвтельно, чтобы длытельности импульсов, посылаемых в схемы усреднения, были возможно большими. Соответственно номер р разряда делителя 3, подключаемого к блоку

18, определяется иэ следующих соображений. . Импульс, посылаемый в блок усреднеиия, должен закончиться до появления следующего выброса, градация длительности которого соответствует одному из триггеров, соединенному с блоком18. Поэтому за время наименьших длительностей соответствующей группы градаций блок 18 должен придти в исходное состояние.. В худшем случае, ко1 да в момент конца выброса положительный полупериод сигнала с делителя 3 только что начался, могут потребоваться три полупериода.

Соответственно 3Т 4 2Т или у А

3- тек < 2 "мин °

По последнему соотношению подбирается .максимально возможный номер разряда де- лителя р.

В зависимости от числа градаций изме ряемых распределений в измерителе гистограмм может быть несколько логических схем ,аналогичных блоку 18. В ыекоторых случаях может быть целесообразно (если жела тельно в каждой градации иметь максималь- + ную амплитуду выхода) уменьшить число градаций, обьединенных в группу вплоть до одной. В атом случае аналогичный блок 18 соединяется с выходом только одного тригtepa. Эквивалентная постоянная времени каж-5 дого канала усреднения регулируется скважностью отпирания вентильной схемы как при подключении входа блока усреднения на зем.лю, так и на источник аталонного напряжения. Интервал квантования генератора 2 за- ка дается числом периодов генератора 20. По окончании установленного на регистре 22 числа периодов сигнала генератора 20 счет чик 21 сбрасывается и вновь начинает счет

0Т нулевого состояния. Сигнал сброса счет щ чика 21 переводит в единичное состояние триггер 26. Этот триггер устанавливается в нулевое состояние через заданное на наборном поле 24 число периодов генератора .20 после момента сброса счетчика 21. Та- щ ким образом, триггер 26 включается в единичное состояние со скважностью pt равной отношению двоичного числа, установленного на регистре 22, и числа, установленного на наборном поле 24. При включении триггера 26 на его нулевом выходе исчезает напряжение запрета, подаваемое в остальную часть интервала квантования иа элементы И .

Эквивалентная постоянная времени схем усреднения при подаче на вентильные схемы сигналов запрета определяется формулой; т,„, =кс,. где%С - йостояннвя времени ЙС - цепи усреднения.

При постоянной установке наборного поля 24 изменение регистра 22 пропорционально изменяет постоянную времени усреднения, интервал квантования и границы градаций длительностей. Поэтому при изменении временного масштаба исследуемого процесса перестройка измернтЬля гистограмм осуществляется черезвы сайно просто.

Формула иэобре тения

Устройство для определения гистограмм распределения длительностей выбросов, содержашее генератор сигналов квантования, выход которого подключен к первым входам детектора пересечений уровня и дискриминатора длительностей выбросов, второй ьход которого соединен с выходом детектора пересечений уровня, второй вход которого подключен к входу устройства, блоки текущего усреднения, первую и вторую группу элементов "И выходы которых соединены с входвмы блоков текушего усреднения соответственно о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит первое наборное поле, входы которого соединены с кодовыми выходами генератора сйгналов квантования, блок совпадения, вход которого подключен к выходу первого наборного поля, триггер, первый вход которого подключен к выходу блока совпадения, а второй вход — к выходу генератора сыгналов квантования, делитель, вход которого подключен к выходу генератора. сигналов квантования, второе наборное поле, входы которого подключены к разрядным выходам делителя, блок запаздывания, первый вход которого

f подключен к выходу детектора пересечений уровня, а второй вход - к выходу генератора сигналов квантования, блок управления, первый и второй входы которого соединены с выходами детектора пересечений уровня и второго наборного поля соответственно, а

512473

7 первый выход - с первыми входами второй группы элементов "И", первую группу тритгеров, единичные входы которых соединены с первыми разрядньамн выходами диск, имииатора длительностей выбросов соответствен« но нулевые входы - с выходом блока запаздывания, а выходы - с первыми входами первой труппы элементов И соответственно, вторую группу триггеров, единичные входы которых соединены с вторыми разряд- и ными выходами дискриминатора длительностей выбросов, соответственно нулевые входы - с вторым выходом блока управления, единична.ч выходы - с вторыми входами вте р М группы элементов гь соответс твенно, нулевые выходы - с информапионными входами блока управления, вторые в: оды первой группы элементов И и тр;-.,ьа входы второй группы элементов И соединены с выходом тригге9а, третьи входы первой груп пы элементов и и четвертые входы второй группы элементов И подкл)очены к другому входу устройства„четвертые входы нер вой группы элементов И и пятые входы второй группы элементов И" подключены к шиве нулевого потенциала.

Составитель Э. Сечина

Редактор И. Груэова ТехредИ. Асталош Корректор Е. Скучка

Заказ 956/508 Тираж 864 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4