Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса

ОПИСАНИж ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 08. 01. 79 (2) 2708127/18-24 кзС 06 Р 15/36 с присоединением заявки Нов Государственный оиитет СССР оо делаи изобретений н открытий(71) Заявитель Изобретение относится к устройствам для оценки мгновенного значения амплитуды узкополосного случайного процесса и может использоваться в системах автоматического управления и контроля.Известен анализатор пиковых значений выбросов случайных процессов, сбдержащий усилитель, вход которого соединен с входом анализатора, а выход подключен к входам элементов сравнения, выходы каждого иэ которых подключены к соответствующим двум Формирователям импульсов, выходы первых формирователей каждой пары подключены к первым входам соответствующих элементов И, выходы которых подключены к соответствующим блокам на" копления-регистрации, а выходы первых формирователей каждой пары соединены с входами первого элемента ИЛИ, который соединен с входом элемента дифференцирования, выходы вторых формирователей каждой пары подключены к входам второго элемента ИЛИ, а также сод ржащий триггер, первый вход которого соединен с выходом элемента дифференцирования, а второй - к входу второго элемента ИЛИ, единичный выход триггера соединен с вторыми входами соответствующих элементов И 11 .Недостатками этого устройства является относительно большой обьем не 5 обходимого оборудования и невозможность получения оценки амплитуды узкополосного случайного сигнала вциФровом виде,Наиболее близким техническим ре 1 О шением к предложенному является устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса, со держащее делитель, блок квантования,по уровням, первый и второй измери- .тели, преобразователи и регистрсчетчик, выход которого соединен свыходом устройства, вход блока квантования по уровням, первые входыизмерителей и преобразователя соеди 29 нены с входом устройства, первый,выход блока квантования по уровнямсоединен с вторыми входами измерителей и преобраЗователя, а второй,выход соединен с третьим входом25 второго измерителя, выход первогоизмерителя соединен с третьим входомпреобразователя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом30 второго измерителя, выход делителя(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДЫ УЗКОПОЛОСНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА"соединен с входом выходного регистра-счетчика 2 .Следует отметить, что блок квантования по уровням и измерители, под ключенные к выходу этого блока, представляют собой по существу аналогоцифровые преобразователи.Недостатком этого устройства является сравнительно низкое быстродей"ствие, что ограничивает возможности анализа быстропротекающих процессов этим устройством. действительно, в этом устройстве в течение одного пе-риода узкополосного случайного"процесса необходимо провести заполне-йие счетчиков, содержащихся визмерителях, тактовыми импульсами для"кайдого уровня квантования. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства дляоценки амплитуды узкополосного слуПоставленная цель достигаетсятем, что в устройство для оценки" айплитуды узкополосного случайногопроцесса, содержащее счетчик, раэряд ные"выходы которого, кроме одного, являются первой группой выходов устройства, и аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого"яв"ляется первым входом устройства," "ввейены "компаратор, триггер и элемент НЕ, выход и вход которого сое"дийены соответственно с входами сброса и установки триггера, вход устаиовки которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй вход соединен с первьоквходом аналого-цифрового преобраэо- "вателя", выходы которого являются второго группой выходов устройства,а второйвход соединен с выходом переноса счетчика, первый вход которогб является тактовым входом устройства,-вход разрешения вычитаниясчетчика соединен с входом тактовыхимпульсов счетчика и инверсным выходом триггера, прямой выход которого"соединен с входом разрешения"= суййиобвайия и импульсным входом сброса счетчика. Структурная схема устройства для="бйейкй"амйлитуды узкополосного случайного процесса показана на чертеже. Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса содержит аналого-циФровой преобразователь 1, компаратор 2, элемент НЕ 3, триггер 4 и счетчик 5, Вход аналого-циФрового преобразователя 1 соединен с входом б устройства и входом компаратора 2, другой вход которого соединен с опорным входом 7 устройства, выход компаратора 2 соединен с входом установки триггера 4 и входом элемента НЕ 3, выход которого соединен с входом сбро 4са триггера 4, прямой выход которого-"соединен с-входом разрешения суммирования и импульсным входом сбросасчетчика 5, первый тактовый вход которого соединен-с тактовым входом8 устройства, первая группа выходов9 ко:орого соединена с выходамисчетчика 5, выход заема которогосоединен с тактовьщ входом аналогоцифрового преобразователя 1, выходыкоторого соединейы с вторыми выходами 3 Ь устройства, а инверсный выход триггера 4 соединен "с входом разрешениявычитания и вторым импульсным тактовым входом счетчика 5.устройство для оценки амплитуды ф узкополосного случайного процессаработает следующим образом.Сигнал, характеризующий исследуемый узкополосный случайный процесс, подается на вход б устройства.Иа вход 7 устройства подается нулевой сигнал, если исследуемый узкополосный сигнал имеет нулевое среднеезначение или сигнал от устройстваусреднения, характеризующий среднеезначение узкополосного случайногопроцесса". На вход 8 подается тактовый сигнал, частота которого суще- .ственно превышает частоту исследуемого узкополосного случайного процесса.З При анализе работы устройстварассмотрим случай равенства нулюсреднего значения узкополосного случайного процесса. И этом случаена выходе компаратора 2 сигнал имеетзначение логической единицы, есливходной сигнал, поданный на входб, отрицательный, и логического нуля,если входной сигнал положительный.В соответствии с этим триггер 4 ус танавливается в состояние логической единицы или логического нулясоответственно, При переходе триггера 4 в единичное состояние, что соответствует приходу отрицательной 4 полуволны нсследуемогб процесса, попереднему Фронту импульса с единичного выхода триггера 4 проводитсясброс счетчика 5 в нулевое логическое состояние и он переходит в 30состояние суммирования и считаеттактовые импульсы, поступающие натактовый вход 8. После окончанияотрицательной полуволны триггер 4переходит в нулевое логическоесостояние и на его инверсном выходепоявляется сигнал, соответствующийлогической единице, причем по переднему фронтуэтого сигнала, поступающего на второй импульсный тактовыйвход счетчика 5, производится сдвиг 40 информации, накопленной в счетчике5 на один разряд в сторону младшихразрядов, что соответствует делению,на два. Так как в данный момент инФормация, накопленная в счетчике 5, д 5 характеризует период исследуемого780010 узкополосного случайного процесса, то получаемая оценка периода может считываться с первой группы выходов 9 устройства. После перехода триггера 4 в .нулевое логическое состояние счетчик 5 переходит в режим вычитания и код, зафиксированный им, уменьшается и при достижении нулевого значения на выходе перено-. са заема ) счетчика 5 Формируется импульс, причем момент появления этого импульса можно оценить как середину положительной полуволны нсследу емого узкополосного случайного про цесса, и для этого момента производит ся оценка мгновенного значения узкополосного случайного процесса с 1 помощью аналого-цифрового преобразователя 1, запускаемого импульсом, поступающим на его тактовый вход, Полученная оценка поступает на вторую группу выходов 10 устройства. зОТаким образом, предложенное уст ройство обеспечивает получение оценок амплитуды и периода на каждом из периодов исследуемого узкополосного случайного процесса, причем для получения оценки требуется только один цикл срабатывания аналого-цифрового преобразователя, т.е. максимальная частота анализируемого процесса определяется по существу быстродействи ем аналого-циФрового преобразова- ЗО тела. Формула изобретения Устройство для оценки амплитудыузкополосного случайного процесса,содержащее счетчик, разрядныевыходы которого, кроме одного, являются первой группой выходов устройства, и аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого является первым входом устройствао т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействия,оно содержит компаратор, триггер иэлемент НЕ, выход и вход которогосоединены соответственно с входамисброса установки триггера, вход установки которого соединен с выходомкомпаратора,первый вход которогоявляется втОрым входом устройства,а второй вход, соединен с первымвходом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являютсявторой группой выкодов устройства,а второй вход соединен с выходомпереноса счетчика, первый вход которого является тактовым входом устройства, вход ргзрешения вычитаниясчетчика соединен с входом тактовых .импульсов счетчика и инверсным выходом триггера, прямой выход которого соединен с входом разрешения суммирования и импульсным входом сброса счетчика,Источники информации,принятые во внимание при эксц1.Авторское свидетельство СССР9 491953, кл, С 06 Г 15/36, 1976.2. Авторское свидетельствоСССРВ 488214, кл. 6 Об Г 15/36, 1975(прототип). ВНИИПИ Заказ 9327/1 Тираж 751 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектна