Стохастическии цифровой измеритель отношения двух сигналов

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК В 19/10 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ У СВИДЕТЕЛЬС ТО Дами ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(71) Азербайджанский институт нефти и химии им, М, Азизбекова(56) Авторское свидетельство СССРУ 488147, кл. 6 01 В 19/10, 1975,Авторское свидетельство СССР У 112952кл, 6 01 В 19/10, 1983.(54) (57) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ СИГНАЛОВ,содержащий цифроаналоговый преобразователь,вход которого объединен с входом регистрапамяти, а выход соединен с первым входомкомпаратора, выход которого соединенс первым управляющим входом первого сумматора, информационный вход которого соединен с выходом блока задания шага, генераторы тактовых и случайных сигналов, о тличающийся тем,что,сцельюповышения точности за счет коррекции ин. 801205040 А струментальных погрешностей и расширения функциональных возможностей, в него введены второй сумматор, формирователь импульсов, элемент задержки, триггер и переключатель, причем входы переключателя соединены с входами устройства, а его выход - с аналоговым входом цифроаналогового преобразователя, цифровой вход которого соединен с выходом второго сумматора, входы кото. рого соединены с выходами регистра памяти и первого сумматора, второй управляющийвход которого вместе с управляющими, входами переключателя, цифроаналогового преобразователя и формирователя импульсов подключен к прямому выходу триггера, инверсный выход которого соединен с третьимуправляющим входом сумматора, а счетный вход соединен с выходом тактового генера. тора и объединен с входом элемента задерж. (ф ки, выход которого соединен с входом стробирования компаратора; выход формиро. Я вателя импульсов соединен с управляющими входами генератора случайных сигналов, блока ьвы задания шага и регистра памяти.рЮИзобретение относится к информационно.измерительной технике и может быть использовано для измерения как постоянных ипеременных сигналов произвольной формы,гак и их отношения,Цель изобретения - повышение точностиизмерения за счет коррекции инсгрументаль.ных погрешностей путем сравнения входныхсигналов со значениями выходного уровнягенератора случайных сигналов и расШирениефункциональных воэможностей. 1205040 1га - кода У (к 1, задаваемого блоком 7, и регистр 3 памяти, фиксирующий код 2.,полученный на выходе сумматора 8 в реэуль: тате осуществлейия предыдущих (-1) циклов сравнения, Кроме того, по сигналу триггера 11 сумматор 6 настраивается на режим сложения, в ЦАП 2 записывается некоторый код 2, а переключатель 1 устанавливается в верхнее положение, при котором сигнал х1 О поступает на аналоговый вход ЦАП 2, гдеФункциональная схема стохастическогоцифрового измерителя отношения двух сигналов изображена на чертеже.Измеритель содержит переключатель 1, вхосды которого соединены с входами устройства,а выход - с аналоговым входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 2, цифровойвход которого соединен с выходом регистра3 памяти, а выход - с входом компаратора4, другой вход которого соединен с выходомгенератора 5 случайных сигналов, а выход -с первым управляющим входом сумматора6, информационный вход которого соединенс выходом блока 7 задания шага, а выход -с, входом второго сумматора 8, выход которого соединен со своим входом через регистр3 памяти, и блок управления, состоящий из,тактового генератора 9, элемента 10 задержки,триггера 11 и формирователя 12 импульсов,при этом выход генератора 9 соединен свходами элемента 10 задержки и триггера 11,а выход элемента 10 соединен с входомстробирования компаратора 4, прямой выходтриггера 11 соединен с управляющими вхо"дами переключателя 1, ЦАП 2, сумматора 6и формирователя 12 импульсов, инверсныйвыход триггера 11 соединен с третьим управ.ляющим входом сумматора б, а выход формирователя 12 импульсов соединен с управляющими входами генератора 5, регистра 3в блока 7 задания шагаПринцип работы устройства основан насравнении взвешенных значений входныхсигналов М, и Х в общем случае являющих.ся функциями времени, со значениями выходной величины генератора 5 случайных сигналовт;, изменяющимися в тактовые моментывремени. При этом каждый цикл сравненияосуществляется в два такта, определяемыхсостоянием триггера 11,Начало первого такта И .го цикла сравне.ния соответствует переходу триггера 1 1 вединичное состояние. Этот момент отмечаетформирователь 12 импульсов, по сигналукоторого подготавливаются новое значениеслучайного сигнала 9, генерируемого с помощью генератора 5, очередное значение ша.преобразуется к виду - х,( где 2. максимальное значение кода 7, преобраэуемого с помощью ЦАП .2),По прошествии некоторого времени, определяемого элементом 10 задержки и служащегодля установления сигналов на входе компаратора 4, производится сравнение сигналовЦАП 2 и генератора 5. При этом, если, т. е, если йн-Г х,срабатывает компаратор 4 и код (п), эада ваемый блоком 7, слагается с содержимымсумматора б, накопленным в результате осуществления всех предьщущих циклов сравнени В противном случае, т. е. если компаратор 4 не срабатыи 5 И - " 7 -4 вает и сложение не производится.Следующий импульс генератора 9, перебра.сывающий триггер 11, фиксирует начало вто 1рого такта преобразования. При этом сумматор 6 перестраивается на вычитание, в ЦАП 2вводится код 2, с выхода регистра 3памяти, а переключатель 1 переводится в нижнее положение, соответствующее подключениюсигнала К . Состояние же регистра 3, генера.40тора 5 и блока 7 остается прежним. На вы.ходе ЦАП 2 при этом формируется сигнал,значение которого равно уз 2. Этотсигнал сравнивается компаратором 4 с темже значением случайной величины д, Еслих,- -1"-А, т,е, если 3" у ифу 1то компаратор 4 срабатывает снова и код 13(И) вычитается из содержимого сумматора б;в противном случае вычитание не производится.Таким образом, код, накопленный в сумматоре б к концу И -го цикла сравнения, равен551205040 Рассмотрим влияние инструментальных погреш.ностей измерительного тракта на результат преоб.разования. Для этого представим с учетомотносительной мультипликативной с и абсо.5 лютной аддитивной ф погрешностей характе, ристики преобразования:ЦАП 2 в виде(1+ ) - +Р а на выходе сумматора 8 и= 1 и- н 1 О 20 Хи я - +В-д, .21 п Тогда в соответствии с (3) получим25 откуда М(Х) 1 (Х,) где у определяет коэффициент взвешивания30 измеряемого отношения.Отметим, что если переключателем 1 управлять так, чтобы в первом такте всех циклов сравнения подключался сигнал Х., а во втором Х, то код с фиксируемый в регистре 3, равен35 И(Х )Е аЕо 11(Х(1) пропорциональна разности математическихожиданий первых слагаемых аргумента подзнаком Яр(). Следовательно, в установив.шемся режиме получим или, вынося постоянные за знак математического ожидания,-ЫХ) = -М (х,1 (З) генератора 5 - (1+ .) А+ Ра ькомпаратора 4 - ,Вэ,При этом выражение под знаком Ми ()примет вид+1 ХР 1 2 3 ),а И+или о д + мв 3=пА - ," т)+мщ откуда найденое для 2,выражение тождествен.но (4),Таким образом, результат преобразованияв предлагаемом устройстве не зависит от инстру.ментальной погрешности измерительного тракта,включающего ЦАП 2, компаратор 4 и генератор 5 случайных сигналов. Измерению при этоммогут быть подвержены как постоянные, таки гармонические переменные и эргодиаижие.случайные сигналы.1205040 оставитель В, ЩубТехред Т. Дубинчак едактор И, Рыбченко тор Л, Пилипенк К Заказ 852 Тираж 747 ИПЙ Государственного комитета делам изобретений и открытии Москва, Ж.35, Раушская нйбдписное Н 1130 д. 4 ектная Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул