Устройство для измерения импульсных сигналов

-. с ,.;, О П ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсимиСоцмалмстмчесимзРеспублик 789809(23) Приоритет ао деном изобретений и открытийОпубликовано 23.12.80. Бюллетень РЙ 47 Дата опубликования описания 26.12.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ1Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено дляиспользования при контроле и регистрацииширокого класса импульсных сигналсв нафоне помех.Известно устройство для измеренияимпульсных сигналсе, предусматривающееих временную фиксацию и содержащее, вчастности, установленный на входе блокзапуска с фиксированным порогом по величине входного параметра 111.1 ООднако фиксированный порог запуска,который следует устанавливать перед проведением измерений, ограничивает областьприменения известного устройства. Выбор15малого уровня запуска создает опасностьложного запуска устройства одним иэ выбросов помехи, а установка высокогоуровня обусловливает частичную или потерю информации при малой амплитуде измеряемых импульсов,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения импульсных сигна 2лов, содержащее первичный электрический преобразователь, выход которого подключен ко вкоду фильтра нижних частот, аналого-щФровой преобразователь, выход которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего блока, блок запуска, один иэ входов которого подключен к выкоду усилителя, а выходк входу формирователя фиксированного временного интервала, блок управления, вход которого соединен с выходом формирователя фиксированноговременного интер вала, а выкод - с управляющим входом оперативного запоминающего блокаВ укаэанном устройсюе уровень запуска не является неизменной величиной, а пропорционален действующему значению вибрационного фона, т. е. обладает способностью адаптивного приспособления к условиям измерения.Однако при проведении измерений, когда интервал времени поиска процесса значительно превышает длительность самого импульсного сигнала, все же существуетопределенная вероятность превышения уровня запуска отдельным выбросом помехи. В результате вместо импульсного сигнала может быть зарегистрирована поме-. ха.5Кель изобретения - повышение помехоустойчивости подобного измерительного устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения импульс- .10 ных сигналов, содержащее первичный электрический преобразователь, выход которого подключен ко входу фильтра нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с информацион ным входом оперативного запоминающего блока, блок запуска, один иэ входов которого подключен к выходу усилителя, а выход - ко входу формирователя фиксированного временного интервала, блок уп равления, вход которого соединен с выходом формирователя фиксированного временного интервала, а выход - с управляющим входом оперативного запоминающего блока, вв.едены многоотводная аналоговая 25 линия задержки, блок вычисления конечных разностей и блок вычисления дисперсий конечных разностей причем аналоговая линия задержки включена между выходом фильтра нижних частот и входом аналого цифрового преобразователя, входы блока вычисления конечных разностей соединены с отводами аналоговой линии задержки, а выход - с другим входом блока запуска и со входом блока вычисления дисперсий 35 конечных разностей, выход которого подключен ко входу усилителя. 78 9809 4реализуемого в предложенном устройстве,лежит. сравнение конечной разности (Ь Чс некоторым пороговым значением Кбдд,где К = 1, 2, 3, а бд 1,1 - дисперсия конечной разности Я -го порядка.Если для нормального распределения помех вероятность неправильного обнаружения сигнала принять к примеру равной0,003, то правило обнаружения будетай ъ Ъб ьмУстройство работает следующим образом,Злектрический сигнал с выхода первичного преобразователя 1, эквивален 1ный исследуемой физической величине,через фильтр 2 нижних частот поступаетна вход аналоговой линии 3 задержки.Дискретные отсчеты с линии 3 задержки,взятые через равноотстоящие промежуткивремени, подводятся ко входам аналогоцифрсеого преобразователя 4 и блока 6вычисления конечных разностей. С выхода аналогцифрового преобразователя 4информация направляется в оперативныйзапоминающий блок 5, работающий в режиме записи. В запоминающем блоке 5при последовательном обращении к памятикаждый отсчет перемещается внутри памяти от первого адреса к последнему, после выводится иэ памяти и стирается.При таком режиме работы запоминающегоблока 5 в памяти всегда находится участок процесса, непосредственно предшествующий данному моменту времени, причемдлительность этого участка определяетсявременем прохождения одного отсчета через всю память.На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения импульсных сигналов.40В состав устройства входят первичный электрический преобразователь 1, фильтр 2 нижних частот, многоотводная аналоговая линия 3 задержки, аналоге цифровой преобразователь 4, оперативный запоми 45 нающий блок 5, блок 6 вычисления конечных разностей, блок вычисления дисперсий конечных разностей 7, усилитель 8, блок 9 запуска, формирователь 10 фиксированного временного интервала и блок 1.1 управления.Известно, что разностные методы М -го порядка обеспечивают величину оч ношения сигнал/помеха, близкую к величине, достигаемой при оптимальной фипьт 55 рации импульсного сигнапа из аддитивной смеси его с помехой. В основе обнаружения импульсных сигналов на фоне помех,Блок 9 запуска срабатывает в тот момент когда сигнал с выхода блока 6 вычисления конечных разностей превысит уровень запуска, вырабатываемый блоком 7 вычисления дисперсий конечных разностей и усилителем 8, После срабатывания блока 9 запуска через фиксированный вре- менной интервал, задаваемый формирователем 10, блок 11 управления прекращает режим записи запоминающего блока 5., После прекращения режима записи в запоминающем блоке 5 фиксируется результат измерений, который соответствует учась ку времени, непосредственно предшествовавшему моменту прерывания записи. При длительности временного интервала, формируемого формирователем 1 О, меньший времени прохождения одного отсчета через память запоминающего блока 5 на длительность переднего фронта импульса,.Тираж 1019 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушсЗаказ 9028/41 набд. 4/5 иал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,в памяти фиксируется весь импульсный процесс, включая его передний фронт.Предложенное устройство обеспечивает практически оптимальное обнаружение импульсного сигнала на фоне помех в условиях большой априорной неопределенности последних. формула и э о б р е т е н и я 10Устройство для измерения импульсных сигналов, содержащее первичный электрический преобразователь, выход которого подключен ко входу фильтра нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, выход 15 которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего блока, блок запуска, один из входов которого подключен к выходу усилителя, а выходко входу формирователя фиксированного 20 временного интервала, блок управления, вход которого соединен с выходом формирователя фиксированного временного интервала, а выход - с управляющим входом 09 6оперативного запоминающего блока, о тличающеесятем, что,с целью повышения помехоустойчивости, в него введены многоотводная аналоговая линия задержки, блок вычисления конечных разностей и блок вычисления дисперсий конечных разностей, причем аналоговая линия задержки включена между выходом фильтра нижних частот и входом аналогоцифрового преобразователя, входы блока вычисления конечных разностей соединены с отводами аналоговой линии задержки, а выход - с другим входом блока запуска и со входом блока вычисления дисперсий конечных разностей, выход которого подключен ко входу усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Митящев Б. Н, Стределение временного положения импульсов при наличии помех. М., "Сов, радио, 1962, с. 7-9.2. Авторское свидетельство СССР ф 552566, кл.6 01 Р 19 Р 04, 1976.