Устройство для измерения средней мощности случайных сигналов

/36 дц С 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 942044, кл. С 06 Г 15/36, 1980.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3451202/24,кл. С 06 Г 15/36, 1982 (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСРЕДНЕЙ МО 11 НОСТИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ,содержащее блок компараторов, блокопорных напряжений, блок ключей,блок токозадающих резисторов, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, блок усреднения, регистратори блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входомрегистратора, второй вход которогоподключен к выходу блока усреднения,управляющий вход которого соединен 801120351 с вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока усреднения, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу сумматора, вход которого соединен с выходом блока токозадающих резисторов, вход которого подключен к выходу блока ключей, первый вход которого подключен к выходу блока компараторов, первый вход которого является входом устройва, управляющий вход блока компараторов подключен к выходу блока опорных напряжений, о т л и ч а ю щ е е-с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введен блок формирования модуля сигнала, вход которого соединен с входом устройства, выход блока формирования модуля сигнала р подключен к управляющему входу блока ключей.аай10 1 1 120Изобретение относится к специализированным средствам вычислительнойтехники, предназначенным для аппаратурного определения характеристикслучайных процессов, и может бытьиспользовано для измерения среднеймощности случайных электрическихсигналов.Известно устройство для определения средней мощности случайных сигналов, содержащее последовательносоединенные входной блок, аналогоцифровой преобразователь параллельного типа, блок возведения в квадрат,инерционный блок, второй аналого"цифровой преобразователь, блок усреднения и блок цифрового отсчета, а такжеблок управления, соответствующие выходы которого соединены с управляющими входами второго аналого-цифровогопреобразователя, блока усреднения иблока цифрового отсчета Г 13.Недостатком устройства являетсяего значительная сложность, определяемая, в основном, сложным блоком циф-д 5роаналового преобразователя выходныхчисел первого аналого-цифрового преобразователя в пропорциональные имзначения квадрата напряжения,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерениясредней мощности случайных сигналов,содержащее канал измерения большихзначений средней мощности, состоящийиз блока компараторов, блока ключей,блока токозадающих резисторов, а так 35же блока нелинейно изменяющихся опорных напряжений, выход которого подключен к управляющему входу блокакомпараторов, причем входы обоих каналов измерения объединены с входомустройства, а выходы - с выходом инерционного звена, последовательно сое- .диненного с аналого-цифровым преобра-.зователем, блоком цифрового усредне 45ния, регистратором, а также блок управления.У Блок управления состоит из Формирователя временных интервалов, элемента НЕ, генератора импульсов, выход 50 которого соединен с соответствующим входом блока цифрового усреднения и через элемент НЕ с входом регистратора. Кроме того, выход генератора импульсов через формирователь вре менных интервалов подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя. 351 1 Однако наличие в известном устройстве двух режимов квантования приводит к необходимости использованияразнотипных узлов в устройстве, чтоусложняет устройство и делает его схему менее технологичной.Цель изобретения - упрощение устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройство для измерения средней мощности случайных сигналов, содержащее блок компараторов, блок опорных напряжений, блок ключей, блок токоэадающих регистров, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, блок усреднения, регистратор, блок управления, первый выход которого соединенс управляющим входом регистратора,второй вход которого подключен к вы 1 ходу блока усреднения, управляющийвход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выходкоторого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя,выход которого соединен с входомблока усреднения, вход аналого-цифрового преобразователя подключенк выходу сумматора, вход которогосоединен с выходом блока токоэадающих резисторов, вход которого подключен к выходу блока ключей, первыйвход которого подключен к выходу блока компараторов, первый вход которогоявляется входом устройства, управляющий вход блока компараторов подключенк выходу блока опорных напряжений,введен блок формирования модуля сигнала, вход которого соединен с входоиустройства выход блока Формированиямодуля сигнала подключен к управляющему входу блока ключей.На чертеже изображена структурнаясхема устройства.Предлагаемое устройство содержитблок 1 компараторов, блок 2 опорныхнапряжений, блок 3 формирования модуля сигнала, блок 4 ключей, блок 5токозадающих резисторов, сумматор 6,аналого-цифровой преобразователь 7,блок 8 усреднения, регистратор 9 иблок 10 управления, выполненный аналогично блоку управления известногоустройства,Устройство работает следующимобразом.Напряжение реализациистационарногоэргодического случайного сигнала хИпоступает параллельно на вход блока 1компараторов и вход блока 3 формироЭО Составитель И.МухинТехред С.Мигунова Корректор А. Зимокосов Редактор Н.Бобкова Заказ 7744/37 Тираж 698 Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 11203вания модуля входного сигнала. Блок 2опорных напряжений вырабатывает рядопорных напряжений, отстоящих другот друга на одну и ту же величину ЦО,тем самым достигается равномерноеквантование напряжения входного сигнала. С увеличением уровня последнего происходит последовательное срабатывание компараторов блока 1, чтоприводит к образованию на выходе10этого блока числового эквивалента,представленного в унитарном коде ипропорционального значению преобразуемого напряжения, т.е. выполняется линейное аналого-цифровое преобраэование входного сигнала,Сигналы, образующиеся на выходеблока 1 компараторов, управляет ключами блока 4, которые передают напряжение, поступающее на их управляющийвход с выхода блока 3 формированиямодуля сигнала на вход сумматора 6через токозадающие резисторы блока 5.Все резисторы блока 5 имеют одинаковое значение сопротивления. Когдазначение напряжения входного сигналапревышает начальный пороговый уровень Оо, то независимо от знака входного напряжения срабатывает первыйкомпаратор блока 1. Его выходнойсигнал поступает на управляющийвход первого ключа блока 4 и создает ток через первый токозадающий резистор блока 5, причем значение этого тока условно принято за единицу.При превышении значением напряжения35входного сигнала порогового значения 21.)о срабатывает и второй комкаратор блока 1 вследствие чего откры)ты два ключа блока 4. Так как напря 40жение на управляющих входах ключеивозросло при этом в два раза, тосумма токов, протекающих через дварезистора блока 5, в четыре раза больше условно принятой единицы.После срабатывания третьего ком ф45паратора (превышение порогов 30 )сумма токов через три резистора полу. 51 4чается в девять раз большей, чем условно принятая единица. Таким образом, увеличение входного напряжения в и раз сопровождается возрастанием суммарного тока в И раз, т.е.2осуществляется квадрирование напряжения входного сигнала. Суммирование токов, протекающих через резисторы блока 5, производится в сумматоре 6.Образующееся на выходе сумматора 6 сглаженное напряжение поступает на информационный вход аналогоцифрового преобразователя . В момент выборки, задаваемой блоком 10 управления, АЦП преобразует значение напряжения в числовой эквивалент, который подается в блок 8 усреднения. За И выборок в блоке 8 накапливается число А, пропорциональное оценке средней мощности сигнала х(1), выделенной на резисторе сопротивлением 1 Ом. При надлежащем выборе коэффициентов преобразования устройство получается прямопоказывающим.Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства состоит в том, что введение блока формирования модуля сигнала позволяет исключить блок нелинейно изменяющихся опорных напряжений, а также использовать в блоке токозадающих резисторов только одинаковые резисторы. В предлагаемом устройстве значительно более широкий диапазон входных сигналов при меньшем числе компараторов, так как в известном выбор пороговых напряжений по закону корня квадратного сужает диапазон обрабатываемых сигналов в квадрат раз по сравнению с линейным кЬантованием. Использование в предлагаемом устройстве сопротивлений одного номинала упрощает схему и повышает его технологичность, в то время как в известном устройстве при равномерном квантовании используются резисторы с номиналами сопротивлений по закону нечетных чисел.