Устройство для определения центра тяжести повторяющихся импульсов

СОЮЗ СОНЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИ СПУБЛИН 13905(193 (11зю а 10/04 3": ит.1"г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ идетельство СССР10/04, 1974.етельство СССР10/04, 1977. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПОВТОРЯЮТ.ИВАСЯ ИМПУЛЬСОВ, содержацеепреобразователь напряжения в частоту и пороговый элемент, входы которых объединены и подключены к входу устройства, выход преобразователя напряжения в частоту соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к счетным входампервого и второго счетчиков, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента И и входом формирователя импульсов, выход второго счетчика подключен к первому входу первого блока сравнения, о т л и ч аю ц е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, в него введены генератор импульсов, второй элемент И, блок "огласования, два регистра, третий счетчик, второй блок сравнения, накапливаюций сумматор, элемент задержки и элемент ИЛИ, , причем выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемен-та И, второй вход которого подключен к выходу порогового. элемента, а вйход - к счетному входу третьего счетчика и первому входу блока согласования,выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора, второй вход которого подключен к уста- новочному входу третьего счетчика, выходу элемента задержки, .первому входу элемента ИЛИ и установочному входу первого счетчика, выход которого соединен с входом первого регистра, выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, а сдвиговый вход - к выходу Формирователя импульсов, входу элемента задержки и сдвиговому входу второго регистра, вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выходс первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подклю- Е чен к выходу третьего счетчика и третьему входу накапливавцего сумматора, выход первого блока сравнения подключен к второму входу блока согла- С сования и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, выход второго блока сравнения является выходом устройства.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а в щ е е с я тем, что блох согласования содержит Й 5-триггер, эле- ( ф мент И и два пбследовательно соеди- цр ненных одновибратора, причем первый вход элемента И является первым 4 ф входом блока, второй его вход соеди- фТа нен с выходом Е 5-триггера, а выход подключен к входу первого одновиб- . ратора, выход второго одновибратора является выходом блока и подключен к Р-входу К 5-триггера, 5-вход которого является вторым входом блока. Фф10 20 Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системах автоматики и контроля.Известно устройство для определения центра тяжести повторяющихсяимпульсов, содержащее интегратор,дискриминатор нуля, измеритель временных интервалов, генератор калиброванных импульсов, интегратор идискриминатор 13.Недостатками этого устройства являются низкие быстродействие идиапазон входных сигналов.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является 15устройство, содержащее преобразователь напряжения в частоту, пороговыйэлемент., элемент И, два счетчика,блок сравнения и, формирователь импульсов 2 .Известное устройство спосоФНоопределять центр тяжести симметричного во времени входного импульса,однако оно не определяет центр тяжес, ти импульсов произвольной формы. 75Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет возможности определения центра тяжести повторяющихся импульсовпроизвольной формы.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для определения.центра тыкести повторяющихся импульсов, содержащее преобразователь напрчжения в частоту и пороговый элемент, входы которых объединены и подключены к входу устройства, выход преобразователя напряжения в частоту соединен с первым ,входом первого элемента И, выход ко,торого подключен к счетным входам 40первого и второго счетчиков, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента И и входом формирователя импульсов, выход второго счетчика подключен к первому входу первого блока сравнения,введены генератор импульсов, второй элемейт И, блок согласования, дварегистра, третий счетчик, второй блоксравнения, накапливающий сумматор 50 .элемент задержки н элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход - к счетному входу треть 55 его счетчика и первому входу блока согласования, выход которого соединен с первым входом накапливаюцего сумматора, второй вход которого подключен кустаковочному входу 60 третьего счетчика, выходу элемента задержки, первому входу элемента ИЛИ ,и установочному входу первого счетчкка, выход которого соединен с входом первого регистра, выход которого 65 подключен к второму входу первогоблока сравнения, а сдвиговый вход -к выходу формирователя импульсов,входу элемента задержки и сдвиговому входу второго регистра, вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выход - с первымвходом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходутретьего счетчика и третьему входунакапливающего сумматора, выход первого блока сравнения подключен к вто.рому входу блока согласования и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, выход второго блока сравнения является выходом устройстваПричем блок согласования содержит85-триггер, элемент И и два последовательно соединенных одновибратора,причем первый вход элемента И является первым входом блока, второй еговход соединен с лыходом К 5-триггера,а выход подключен к входу первогоодновибратора,. выход второго одновибратора является выходом блока иподключен к К-входу 85-триггера,5-вход которого является вторым входом блока.На фиг, 1 представлена функцио-нальная схема устройства; на фиг.2функциональная схема блока согласования.Устройство содержит вход 1, преобразователь 2 напряжения в частотупороговый элемент 3, элемент 4 И,счетчик 5, регистр б, блок 7 сравнения, счетчик 8, элемент 9 ИЛИ,формирователь 10 импульсов, элемент11 задержки, генератор 12 импульсов, элемент 13 И, счетчик 14, накапливающий сумматор 15, регистр 1 б,блок 17 сравнения, блок 18 согласования и выход 19 устройства, Блок 18согласования содержит элемент 20 И,й 5-триггер 21, одновибраторы 22 и 23.Алгоритм работы устройства состоит в следующем.Определяют полную площадь 5 ц,анализируемого импульоа,Находят величину , где ивекицелое число ряда 2, 4,.8, 1 б,реализуемое в устройстве путем соответствующего сдвига соединительных шин. При в=2 йа выходе блока 7будет формироваться сигнал, отмечающий центр площади анализируемогоимпульса. При определении центратяжести число и должно существеннопревышать величину 2, так как эточисло будет определять точность устройства в целом, сохраняя ее в течение,следующего импульса.Выделяют моменты времени ., в которые текуцая площадь1013905 тервале действия третьего входногоимпульса в счетчищ. 14 происходитлинейное увеличение числа (внутреннее время ) до совпадения его с числом 4-, хранимом в регистре 16,.при этом блок 17 выдаст сигнал, отмечающий центр тяжести третьего импульса, на выход 19..В дальнейшем отмечается центр тяжести каждого импульса. как былопоказано выше, в выработке выходногосигнала участвуют три последовательных входных импульса ( центртяжести третьего импульса отмечается.сигналом, полученным на основании результатов обработки двух предыдущих входных импульсов). Такимобразом, устройство может обрабатывать импульс с довольно быстрО меняющейся Формой, при этом должновыполняться лишь условие сохраненияформы в пределах допустимой точности для трех последовательных импульсов,Перед каждым измерением нет необходимости устанавливать элементыпамяти устройства в нулевое положение - после прохождения трех достоверных импульсов вся ложная инФормация будет заменена на достоверную и выходной сигнал будет пра-,вильно отмечать центр тяжести,Счетчик 14 должен быть быстродействующим, а импульс переноса информации с блока 7 должен быть коротким, что обеспечит малую вероят-.ность ложного отсчета текущего времени. Полное устранение ложного отсчета достигается применением блока18 согласования, использующего каксигналы запроса с выхода блока 7,так и сигналы изменения информациис выхода элемента 13 И.Длительность импульса одновибратора 22 должна быть не менее максимальной длительности переходногопроцесса в счетчике 14, а длительность выходного импульса одновибратора 23 должна быть достаточной дляприема информации в накапливающийсумматор 15. Задержка во времени,создаваемая одновибратором 22; обеспечивает считывание в установившемся режиме для счетчика 14, что полностью устраняет ложные отсчеты. Находят сумму моментов времени ,52 3 иОпределяют среднее время1которое и соответствует временномуположению центра тяжести анализируемого импульса.Работа устройства происходитследующим образом.Для простоты примем, что все узлы,обладающие элементами памяти, находятся в обнуленном состоянии.Первый входной импульс поступает на вход преобразователя 2 и входпорогового элемента 3, При этом выходной сигнал порогового элемента 3 20откроет элемент 4 И и выходные импульсы преобразователя 2 начнутпроходить на счетчик 5. Число импульсов, записанное в счетчике 5Рбудет соответствовать в течение действия входного импульса текущейплощади 5(с) а по окончании действия входного импульса - полной Площади 5 , Код числа 5 О будет перенесен с сдвигом в регйстр б (вЗОрегистреб будет записано число "ых,иДалее во время действия второговходного импульса ) содержимое ре гистра б будет сравниваться с содержимым счетчика 8, который будетобнуляться каждый раз через элемент 9 ИЛИ при достижении числом5импульсов на счетчике 8 величины щах1 -и 40 хранящейся в регистре б. Момент равенства этих чисел будет отмечаться выработкой блоком 7 импульсов, соответствующих моментам времениэ п, Счетчик 8 бу дет дополнительно обнуляться по окончании действия входного импульса импульсом формирователя 10, задержанным элементом задержки 11. Величины г. - йп,отсчитываемые по шкале временй, создаваемой генератором 12, элементом 13 и счетчиком 14, переносятая в сумматор 15. По окончании второго входного импульса величины Е: 1 с соответствующим сдвигом переносятся в регистр 16 число, записанное в этом регистре, будет соот. ветствовать числу) . К приходу , третьего входного импульса регистрЕ;с16 будет хранить число). В ин О 5,С) достигает значений щф",ВЯЙ,9 9п,вамЪдф 5 щыхеПредлагаемое устройство обладает достаточно высоким быстродействием и точностью и может найти широкое применение в системах, использую- . щих анализ и измерение параметров импульсов, в частности в системах контроля,1013905 Составитель Л.Плетневауган Техред Л. Пекарь КорректорС.Шекм Редактор Эакаэ 30 Филиал ППП "Патент город, ул. Проектная,/55 Тираж 409 ВНИИПИ Государственногпо делам иэобретений 3035, Москва, Ж, Ра Подписноомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/