Устройство для вычисления “центра тяжести” импульсов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистически к Республик(23) Приори оаударатоаввыВ иоиита оооата Ывввотроо СОС ио .доваээ иэооратоиийи открытии(088.8) но 15,04,78,Бэо 43) Опублик 45) Дата опу ень Мэ 1 кования описания 28037(72) вторы ИЗОбрЕТЕНИЯ 11.А. Тревогин, Р,В. Агеев и Е.Б. Рих 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИИМПУЛЬСОВ Р э е ере ами ифр 25ьи о и емен оваза Изобретение относится к областирадиоизмерений.Известно устройство для вычисления центра тяжести импульсов,содержащее многоотводную линию задержки элементы НЕ, И и ИЛИ. Это устройство по своей технической сущностинаиболее близко к заявляемому изобретению. Нормированный по амплитуде импульс с выхода порогового устройства 10поступает на вход многоотводной линиизадержки, В зависимости от длительности импульса происходит совпадениена одном иэ элементов И. Импульс свыхода элемента ИЛИ характеризует наличие середйны импульса, так как только при симметричном расположении импульса относительно среднего отводамногоотводной линии задержки можетпроизойти совпадение 1,20Известное устройство, определяющеес дины импульсов, обладает недостатк , обусловленными его аналоговоц оной структурой:многоотводная линия задержки огран чивает возможности обработки импулс в конечной длительности из-за огран ченного числа отводов;возможность потери информациислучае поступления на вход линии держки импульсов, совпадающих по длительности с временем задержки между отводами, вследствие несрабатывания элементов И из-за ограниченной частотыНаиболее близким по технической сущности к заявленному является устойство, содержащее логический элеент Запрет, один вход которого через лемент задержки соединен со входом устройства, второй вход соединен с выходом блока управления, третий вход соединен с выходом логического элемента И и первыми входами двух последовательно соединенных сумматоров, а выход логического элемента Запрет соединен со входом реверсивного счетчика, выход которого подключен ко входу логического элемента И 21.Однако известное устройство отличается недостаточной точностью.Целью изобретения является повьюние точности,Цель достигается тем, что в устройство, содержащее логический элемент Запрет, один вход которого через элемент задержки соединен со входом устройства, второй вход соединен с выходом блока управления, третий вход соединен с выходом логического эл та И и первыми входами двух последтельно соединенных сумматоров, а выходлогического элемента Запрет, соединенсо входом реверсивного счетчика, выхоДкоторого подключен ко входу логического элемента И, введены блок кодирова- .ния, блок суммированйя и вычитания,арифметический вычислитель и цифровойпороговый элемент, причем вход блокакодирования соединен со входом устройства, а его выход подключен ко второму входу первого из упомянутых сумматоров и первому входу блока суммирования и вычитания, второй вход которогосоединен с выходом логического элемента И, третий вход через цифровой пороговый элемент соединен с выходом арифметического вычислителя, .а выход блока суммирования и вычитания соединенсо вторым входом реверсивного счетчика, при этом первый и второй входыарифметического вычислителя соединеныс выходами упомянутых сумматоров, атретий вход арифметического вычислителя соединен с выходом логического элемента И.Структурная электрическая схемаустройства приведена на чертеже,Устройство содержит блок кодирования 1, элемент задержки 2, логический блок Запрет 3, сумматор 4, блоксуммирования 5, сумматор б, арифметический вычислитель 7, цифровой поро"говый элемент 8, реверсивный счетчик 9, логический .элемент И 10, блокуправления 11,На вход 12 подан входной сигнал,а выходной сигнал снимается с выхода 13.Источники питания и сигналов начертеже не показаны.Работа устройства состоит в следующем.Импульс произвольной формы и длительности поступает на входы блока 1и элемента 2 задержкй, ПреобразованныйИмпульс в виде последовательности рав ноотстоящих значений Х ,Х, ,Хпредставленных в виде двоичного параллельного кода, поступает на вход сумматора 4,в котором каждое. очередное значение Х прибавляется к ранее накопленной сумме и, таким образом, последовательно формируются величиныя = Е, (1)(тц1,2,) которые подаются на входсумматора 6, в котором формируетсяпоследовательность сумм второго порядка, т.е. последовательность величинФт Ь =К х, (2)( ъ 1,2,), Величину Т, после простых преобразований можно записать ввидеиТ "Е (и+1)х;Е Сигналы с сумматоров 4 и 6 посту,пают на вход арифметического вычислителя 7. Здесь текущие суммы 5 и Ти,сравниваются между собой, но не нея фосрвдственно Т сдвинута относител(- но Ь, вправо на фиксированное число Кдвоичных разрядов. Это равносильносравнению между собой величин Ьи и.2 "Т. Момент времени, когда осущест 1 р вится неравенствои 2)и (Ь)фиксируется цифровым пороговым эле"ментом 8.Чискло К априорно выбирается так,чтобы величина 2 превысила половинукмаксимальной длительности входного импульса.Пусть и - момент строгого выполне 20 ния неравенства (3)-ки иС учетом равенства (2) имеемЪ, и-кч(следует помнить, что Х( = 0 при)из, но в сумматоре б суммы продолжают увеличиваться и с моментадо и 1,Введем обозначения:3011 рр= , М=1:Величину Р можно интерпретироватькак вес, а М- как статический момент35 импульса. Отношение М/Р есть абсцисса центра тяжести импульса. Вэтих обозначениях соотношение (4) запишется в видеР = 2 (. (,т+ 1) Р - М 1,40,откудаФМ(Б)Равенство (5) показывает, что мо мент совпадения суммы Ь с суммой Тсдвинутой вправо на К двоичных разрядов, запаздывает по отношению к моменту прохождения центра тяжестиимпульса на 2 - 1 единиц квантования 50 времени, Другими словами, искомыймомент находится вычитанием постояннойвеличины 2 к из момента совпадениясумм.Момент совпадения величин Яп и 65 2 Т фиксируется цифровым пороговымэлементом 8. Параллельно с накоплением сумм в сумматорах 4 и б с выходаблока 1 в блок 5 суммирования и вычитания записывается число квантов домомента срабатывания. порогового элемента 8. Импульс с выхода этого эле"мента прекращает запись числа квантов по входу сложения и одновременноиз накопленного числа квантов вычитается число 2"- 1. Разность чисел с вы хода блока 5 суммирования и вычитания602873 ЦНИИПИТираж 111 аказ 1841/4одписное Патент, ул. Проектная, 4 лиал Ужг переписывается в реверсивный .счетчик 9. Входной импульс, задержанный элементом 2 задержки на время, не меньшее ожидаемой максимальной длительности импульса, подает импульс раз-я решения на блок 3.Импульсы частоты квантования с выкода блока управления через блок 3 постуяают на вход вычитания реверсивного счетчика. При числе тактов, рав ном числу, записанному в реверсивный начетчик, на нулевых выходах разрядов счетчика (не показаны) установятся единичные потенциалы, подающие разрешение на элемент И, на выходе которого д 6 импульс соответствует прохождению цеитра тяжести входного импульса с систематической временной погрешностью, равной длительности задержки элемента задержки 2, Импульс с выхода элемента И 10 стирает остаточную информацию с сумматоров 4 и 6, арифметического вычислителя 7, с блока 5 и приводит в исходное состояние блок 3.25Таким образом, устройство позволяет с систематической временной задержкой и методической погрешностью, не превышающей одного кванта, определять центр тяжести импульсов произволь"30 ной формы и длительности, что приобретает особую значимость в связи с возрастанием требований к точности определения. координат объектов.Структурное построение устройства на элементах. цифровой техники расшив. 35 ряет область его применения и повышает технологичность при эксплуатации.Формула изобретенияУстройство для вычисления центра тяжести импульсов, содержащее элемент Запрет, один вход которого черезэлемент задержки соединен со входомустройства, второй вход элемента Запрет соединен с выходом блока управления, третий вход элемента Запретсоединен с выходом элемента И и первыми входами двух последовательносоединенных сумматоров, а выход элемента Запрет соединен со входом реверсивного счетчика, выход которого подключен ко входу элемента И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, в него дополнительно введены блок кодирования, блоксуммирования и вычитания, арифметический вычислитель и пороговый элемент, причем вход блока кодированиясоединен со входом устройства, а выходблока кодирования подключен ко второму входу первого сумматора и первому входу блока суммирования и. вычитания, второй вход которого соединен свыходом элемента И, третий вход блокасуммирования и вычитания через пороговый элемент соединен с выходом арифметического вычислителя, а выход блока суммирования и вычитания соединенсо вторым входом реверсивного счетчика, при этом первый и второй входыарифметического. вычислителя соединеныс выходами первого и второго сумматоров, а третий вход арифметического вычислителя соединен с выходом элемента И,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР 9 476547, кл. 8 04 Р 11/08 1973. 2. Труды МАИ, 1971, вып. 207,с, 26-40.