Устройство для измерения амплитуды напряжений случайного процесса
Союз Саветскии
Соцкалкстическнк
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 920743
1 (51)М. Кл. (6I ) Дополнительное к ввт. свнд-ву (22) Заивлено16.07.80 (2I) 2961239/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет
ОпУбликоввно15.04.82. Ьюллетерь М 14
Дата онубликования описания 1 5.04.82
Ь 06 F 15/36
3Ьсударстианиь и комитет
CCCP ао делам изабретеиий и открытий (3) >АК681.3 (088.8) (72) Автор изобретения
A. В, Блохин
Уральский ордена Tpynoaoro Красного Знамени политехначеекий
- институт нм. С.M. Кирова (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ
НАПРЯЖЕНИЙ. СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА
Изобретение относится к статистическим
° ° измеритеЛьным средствам и предназначено для использования электронзмернтельной техники.
Известны устройства для измерения размаха напряжений случайной формы, в основе работы которых лежит принпип определения размаха через разность максимального и минимального пиковых значений, измеренных с заданной вероятно стью (3) .
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее последовательно соединенные аналого-пифровой преобразо l5 ватель и адресный счетчик импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора. Выходы дешифратора подключены к входам соответствующих схем совпадения, другйе
?О входы которых обьединены н соединены с управлякядим входом аналого-пифрового преобразователя, входом. счетчика об- . щего числа экстремумов, входом элемен-, та задержки и выходом блока выделения временного положения экстремумов. Выход элемента задержки соединен с управляющим входом адресного счетчика импульсов, а выходы схем совпадений подключены ко входу соответствующего канального счетчика (2}.
В известном устройстве запуск аналого-пифрового преобразователя (АЦП) происходит не в момент экстремума, а позже, когда момент перегиба реализапии уже прошел, что,приводит к погрешности определения размаха по причине запаздывания сигнала в блоке выделения экстремума и неучета этого запаздывания сигнала.
Цель изобретения - повышение точ ности измерений
Цель достигается тем, что в устройство для измерения амплитуды напряжений случайного пропесса, введены блок задания объема выборки и два цифровых дискриминатора, причем вход элемента задержки подключен ко входу устройства, 20743 ф реализация поступает на блок 6. Этот блок вырабатывает короткие импульсы в моменты времени, соответствуюшие текушим (локальным) экстремумам. На управляюший вход АЦП с блока 6 поо тупают импульсы, соогветствующие всем текущим экстремумам (максимумам и минимумам). На управляющий вход первого цифрового дискриминатора 4 с блока 6 поступают импульсы, соответствуюшие положению максимумов, а на управляющий вход второго дискриминатора 5 - импульсы, соответствующие только минимумам„При этом AUII срабатывает всякий раэ с поступлением ,импульсов с блока 6, если имеется разрешающее напряжение на запрещающем входе АЦП, поступающее с выхода блока 8 задания объема выборки, АЦП вырабатывает сигнал в виде времяимпульсного кода, содержашего импульсы с одинаковым периодом следования, число которых пропорционально-значению напряжения реализации на входе в момент запуска, Цифровые коды с выхода АЦП поступают на информационные входы цифровых аискриминаторов 4 и 5. Оба дискриминатора совершенно оаинаковы по схеме и работе..
Дискриминатор работает следуюшим образом.
Перед поступлением первого кода на цифровой дискриминатор со счетчика 9 вводится число А, равное коэффициенту пересчета счетчиков 9 и 10 (они одинаковы по объему), Затем на управляюший вход дискриминатора поступает импульс с блока 6 выделения. экстремумов, опережаюший сигнал AUDI. Он закрывает триггер 11. Цифровой времяимпульсный код, поступая затем на информационный вход дискриминатора, следует на оба счетчика. Так как в счетчик 9 . было введено ранее число А, то первый же импульс вызывает переполнение его, проходя на триггер и открывая его. Триггер вырабатывает разрешаюшее напряжение на временной селектор, который все импульсы поступавшего с АЦП кода пропускает на выход цифрового дискриминатора, Счетчик 10 просто запоминает поступившее на него число импульсов кода С . а b - к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами цифровых аискриминат оров, выходы которых подключены ко входу счетчика импульсов, второй выход блока выделения временного положения экстремумов соединен с управляющим входом первого цифрового дискриминатора, а третий выход - с управляюшим входом 10 второго цифрового дискриминатора и входом блока задания объема выборки, выход которого подключен к запрещаюшему входу аналого-цифрового преобразователя. 15
Цифровые дискриминаторы содержат два счетчика импульсов, триггер, временной селектор и формирователь импульсов, причем информационные входы счетчиков и временного селектора сое- 20 динены с информационным. входом цифрового дискриминатора, управляющий вход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, а 25 выход подключен к управляющему входу переменного селектора, выход которого является выходом цифрового дискриминатора и входу формирователя имлульсоа, выход которого соединен с управ- 50 ляюшим входом второго счетчикайимпульсов, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика импульсов.
На фиг. 1 . изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 - структурная схема цифрового дискриминатора, на фиг. 3 - схема блока задания объема выборки.
Устройство содержит вход 1, элемент
2 задержки, аналого-цифровой преобразователь (AUIl) 3, цифровые дискриминаторы 4 и 5, блок 6 выделения временного положения экстремумов, счетчик 7 импульсов и блок 8 задания объема выборки.
Б состав цифрового дискриминатора входят счетчики импульсов 9 и 10, триггер 11, временной селектор 12 и формирователь 1 3 импульсов.
Блок 8 задания объема выборки включает кнопку с самовозвратом, триггер 14, временной селектор 15,и делитель 16 частоты.
Устройство работает следующим о6 раэом, Реализация случайного процесса x(t) через элемент задержки 3 поступает на информационный вход АЦПЗ. Кроме того, После окончания входного кода формирователь 1 3 импульсов благодаря своей связи с выходом триггера вводит в счетчик 9 число (А- С1). При поступлении второго по счету кода С на вход
920743
Формул а
55 дискримиютора предварительно управляюшим импульсом опять закрывается триггер 11. Второй код записывается в счетчике 10, который предварительно сбрасывается на нуль, и сравнивается с числом (-C g) в счетчике 9. Если
С С,, то счетчик 9 переполняется, триггер открывается при переполнении, и временной селектор пропускает на вы» ход дискриминатора часть импульсов, превышаюшую число С1 . После окончания второго кода в счетчике 9 записывается число (А-С1 ).
Если же С i С, то переполнение счетчика 9 не происходит, состояние . триггера не меняется, к новому циклу а счетчике 9 сохраняется введенное туда ранее число А - С. Таким образом, J запись в счетчик 10 происходит с каждым новым кодом с AIL, перезапись в счетчик 9 числа (А-С ) со счетчика 10 происходит только тогда, когда (С„ г С„.4 ) ° Ha выход цифрового дискриминатора при этом проходит за все время измерения число импульсов, которое пропорционально для блока 4 среднему макисмальному, а для блока 5 среднему минимальному.
Счетчик 7 за время измерения фиксирует при этом обшую сумму импульсов, пропорциональную размаху напряжения исследуемого случайного процесса.
Продолжительюсть измерений определяется блокЬм 8 задания объема.выборки.
Коэффициент пересчета делителя 16 частоты устанавливается исходя из обеспечения заданной точности измерений.
С нажатием кнопки триггер первым импульсом с блока 6 выделения экстремумов приходит в рабочее состояние, вырабатывая разрешаюшее напряжение на
axon AIIII. При переполнении делителя частоты триггер возврашается в исходное состояние. Работа АБП и всей схемы останавливается. Для нового цикла измерений необходимо снова нажать кнопку, Bnaronaps введению элемента задержки 2 устраняется погрешность, вызванная задержкой импульса, вырабатываемого блоком 6.
Применение предложенного устройства позволяет повысить точность измерений.
Использование в устройстве цифровых дискриминаторов способствует упрощению методики измерений, так как размах и соответствуюшая ему вероятность определяются не после измерения закона
6 распределения исследуемого сигнала, а непосредственно в ходе эксперимента, автоматически останавливая его при достижении заданного объема выборки, кс торую можно устанавливать, меняя кс эффициент пересчета делителя частоты.
I из о брете ния
1. Устройство для измерения.амплит уды напряжений случайного процесса, содержашее счетчик импульсов, элемент задержки, аналого-цифровой преобразователь, управляюший вход которого соединен с первым выходом блока выделения; временного положения экстремумов, вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно содержит блок задания объема выборки и два цифровых дискриминатора, причем вход элемента задержки подключен ко входу устройства, а выход — к информационному входу аюлого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами цифровых аискримнюторов, выходы которых подключены ко входу счетчика импульсов, второй выход блока выделения временного положения экстремумов соединен с управ ляюшим входом первого- цифрового дискриминатора, а третий выход - с управляюшим входом второго цифрового дискриминатора и входом блока задания объема выборки, выход которого подключен к запрешаюшему входу аналого-цифрового поеобразователя.
2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что цифровые дискриминаторы содержат два счетчика импульсов, триггер, временной селектор и формирователь импульсов, причем информационные .входы счетчиков и временного селектора соединены с информационным входом цифрового дискриминатора, управляюший вход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого
coeлинен с выходом первого счетчика, а выход подключен к управляюшему входу временного селектора, выход которого является выходом цифрового дискримиютора, и входу формирователя импульсов, выход которого соединен с управляюшим входом второго счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика импульсов.
920743
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
l4 326306, кл.„GO6 Ь 15/36. 1973.
2. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характерис-.ик случайных процессов, М., "Энергия, 1972, с. 433 (про тотип) .
920743 фиг.2
Составитель В. Фукалов
Редактор Л. Веселовская, Texpeg А. Бабинец Корректор М. Демчик, Заказ 2345/57 Тираж 732 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4i
