Анализатор амплитудно-временных параметров случайных сигналов

СООЗ ГОВЕ ТСКИХСО ИАЛИСТИЧЕ СКИРЕСПУБЛИК 1 б 2.,Ж 23/О с Д ГОСУДАРСТВЕННЫЛ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫГИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Оп РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ К(54) АНАЛИЗАТОР АМПЛИМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ССИГНАЛОВ(57) Изобретение относится кной технике и может быть исустройствах амплитудно-време измеритель- ОЛЬЗОВдНО В НОГО дналиИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах амплитудно-временного анализа случайных сигналов и их обработки в цифровых вычислительных машинах.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и надежности его работы,Цель достигается за счет использования адаптивной компенсации шумов фатоэлектронного датчика сигналов.На чертеже представлена структурная схема анализатора.Анализатор содержит блок 1 визуализации регистрируемого сигнала, фотодиодную матрицу 2, аналоговый коммутатор (АК) 3, АЦП 4, дополнительное и основное запоминающее устройства (ЗУ) 5 и 6, компаратор 7, блок 8 управления, генератор 9 тактовых импульсов, дополнительный и основной(56) Авторское свч. 1179228, кл. С за случаинь.х г;и, лов 1 . о. -,-:.бо 1 ки в цифродыл еычис: и 1 ельных машинах Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и надежности работы - до- СтИГаЕтСЯ ВВЕ; ЕЧИЕМ дндПОГОВОГО коммутатора 3. аналого-циорсеого 1 оеобразователя 4, дополчи епьчо;о с е;ч;,ка 5, дополнительного запоминаюег:, .,"йгтва б, компардтора 7, блокэ Я,п";:.,1 ип, видеоконтрольного чстройствд 1. Устройство так;ке содержит б. Ок 1 виэчэпгэе гии регистрируемого сигнала, фотодиодн, ю МатрИцу 2, ГРНЕ Е-., " Гдк-,егь К ИК 1 ГЧПЬ - сОВ, дополн Геп,й т 1 лк ",П :ноеной сче",чик 11, и": эендлггоеы. п,ао Одэавдтель 12, видеоко и р,; ьно ус- рс. стео 13, входнук; шину 14. шину 15Пуск", выходную шину 16, 1 ил. счетчики 10 и 11, Цное устройство (В к,Уанализатора, шинушину 16,Блок 1 визуалиэдц; . с;.Уиит д. э преобразования еходн; о с.нд д: опт,; эск й и содержит широкополосну 1 о,"- Г 1 Т гез запоминания. Это позволяет отрэждть нэ экране ЭГТ анализируемый сигнал в увеличенном масштабе,фотодиодная матрица 2 представляет собой многоэлементный матрицньй (координатный) датчик оптиескс о иэ;, че 1 Н я и служит для преобразования э рь : - оеоГо сигнапд с Выхода ОптичегкОГс : 1 г ятсра в электрический эквивалент АК 3 Осуществляет коммутацию выходных сигналов фотодиодной матрицы 2 нд вход АЦП 4, который кодирует поспедоедепьногть электрических импупьгсе,;,Лэдс Гделяющил со 1624346бой информацию элементарных ячеек фотодиодной матрицы 2. ЗУ 5 необходимо для хранения информации о геометрической неоднородности значений электрофизических параметров ("темновой фон") фотодиодных ячеек датчика 2, а ЗУ 6 служит для хранения цифрового образа изображения формы сигнала. Генератор 9 формирует тактирующие импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 10, последовательно соединенного со счетчиком 11. Данные счетчики необходимы для фоомирования диаграммы работы анализатора, ЦАП 12 в момент регистрации сигнала осуществляе. восстановление информации "темнового фона", поступающей с выхода ЗУ 5, в послг довательность аналоговых сигналов, г оступающих на вход компаратора 7, а после оегистрации формы сигнала и записи его цифрового образа в ЗУ 6 осуществляет восстановление данного сигнала в аналоговую форму для последующего наблюдения его на БКУ 13. Компарэтор 7 в момент вывода информации формы сигнала осуществляет сравнение действующего значения информации очередной ячейки и значения "фона" данной ячейки. При превышении действующего значения над "фоновым" компаратор фоомирует импульс, который осуществляет запись позиционного кода в ЗУ 6,Анализатор работает следующим образом,В момент отсутствия входнь о сигнала при поступлении сигнала "Пуск" на шине 15 ЗУ 5 находится в режлме записи информации. Серия импульсов тактового генератора 9 поступает на вход дополнительного счетчика 10, информационные выходы которого управляют работой АК 3 и ЗУ 5, АК осуществляет последовательную коммутацию информационных выходов датчика на вход АЦП 4. По окончании опроса элементов первого столбца фотодиодной матрицы 2 импульс переполнения счетчика 10 поступает на счетный вход счетчика 11, который управляет работой датчика 2, т.е. осуществляет вывод на его информационные выходы значений фотодиодных элементов в;срого столбца и т.д. АЦП 4 кодирует поступающие на его входы значения, и информация о состоянии каждой ячейки поочередно поступает на информационные входы ЗУ 5, Опрос элементов фотодиодной марицы 2 и перебор адресов ЗУ 5 синхронизированы между собой, поэтому значение информации ячейки с номером 1 поступает в ЗУ 5 с адресом 1 и т.д, Таким образом в ЗУ 5 формируетсяцифровой образ геометрической неоднородности значений электрофизических параметров ячеек фотодиодной матрицы 2.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Процесс вывода информац и фотодиодной матрицы 2 ее кодирование и запись в ЗУ 5 осуществляется постеян о до момента появления входного си 1 лд, чго позволяет отслеживать возможные изменения "темново о фона" фотодиодной матрицы 2 в завислмос;и от емпературных флуктуаций внешней среды. В данном режиме состояние ЗУ б, ЦАП 12 и комг аратора 7 не влияет на работу аналлэатора, При появлении на шине 14 анализируемого сигнала происходит блокировка работы генератора Ч и устанс ака сче, чиков 10, 11 г исходное положение, ЗУ 5 устанавливается в режим вывода информации, а ЗУ б - в режим записи. Последов,. гельность инфорРдционных слгналов фотодиодчой марицы 2 с выхода АК 3 поступает нэ первь:й вход комп; ратора 7, Синхронно с перебором элементов фотодиодной матрицы 2 осуществляется вывод инфо",мгции "темнового фона" иэ ЗУ 5, воссанпвление данной информации ЦАП 12 в последовательность аналоговых сигналов и поступление ее на второй вход компаратора 7, Таким обр 1 эом на входы компаратора 7 поступает дейстувующее значение состояния очередной ячейки фотодиодной матрицы 2 и.,ацсние состояния данной ячеики в мом,.нт отсутствия регистрирующего светового импульса. При наличии на какой-либо ячейке фотодиодной матриць 2 информации, вызванной влиянием оп 1 ического сигнала, компаратор 7 устанавливается э единичное состояние. Счетчик 11 на период вывода информации первого столбца датчлкэ устанавливает на адресных шинах ЗУ б код еДиницы, на период вывод; информации второгэ столбца - код даоики и т,д. На информационные входы ЗУ Г по мере опроса ячеек фотодиодной матрицы счетчиком 10 выставляется код порядкового номера открьного канала АК 3. а значит и опрашиваемый ячейки в столбце, Запись осуществляется в момент срабатывания компаратора 7 в единичное состояние, Если засвеченными оказались несколько рядом стоящих элементов очередного столбца фотодиодной матрицы, то записанный в ЗУ б код будет соответствовать порядковому номеру последней засвеченной ячейки.Таки: образом, в 3 б по мере опроса ячеек фотс.,одно матрицы формируется образ формы регистрируемого светового импульса. После опроса состояния последней ячейки на выходе счетчика 11 появляется сигнал переполнения, что приводит к блокировке работы генератора 9 актовых импульсов и останову процесса регистрации.5 10 15 20 25 30 35 40 Информаия о зарегистрированной форме сигнала может выводиться иэ ЗУ 6 на различные внешние устройства в цифровом виде, а также отображаться на экране ВКУ 13 для визуального наблюдения.Таким образом, данный анализатор использованием адаптивной компенсации шумов датчика с фиксированным распределением позволяет приблизить чувствительность устройства к шумам некоррелированного характера. Данные шумы на 1 - 1,5 порядка меньше шумов с фиксированным распределением и таким образом пороговая чувствительность предлагаемого анализатора более чем в 10 раэ превышает чувствительность прототипа. Кроме того, алгоритм выделения и записи информации в ЗУ о форме исследуемого сигнала повышает достоверность кодирования данного сигнала за счет исключения моментов неопределенности, которые возникают при засветке нескольких рядом стг ящих элементов столбца датчика,Формула изобретения Анализатор амплитудно-временных параметров случайных сигналов, содержащий блок визуализации регистрируемого сигнала, вход которого подключен к входной шине анализатора, фотодиодную матрицу, оптически связанную с выходом блока визуализации, цифроаналоговый преобразователь, запоминающее устройство, выходы которого объединены соответствующим образом с первой группой входов цифроаналогового преобразователя и подключены к выходной шине анализатора, генератор тактовых импульсов и счетчик, информационные выходы которого подключены к адресным шинам запоминающего устройства и входам управления фотодиодной матрицы, от л ич а ю щи йся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности работы, в него дополнительно введены аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, дополнительные счетчики и запоминающее устройство, компаратор, блок управления и видеоконтрольное устройство, причем входы аналогового коммутатора подключены к выходам фотодиодной матрицы, выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом компаратора, второй вход которого объединен с входом видеоконтрольного устройства и подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, выход компарлтсра подключен к входу управления записью запоминающего устройства, выходы ачалого-цифрового и реобразоеателя подключены к информационным входам дополнительного запоминающего устройства, выходы которого подключены к второй группе входов цифроаналогового преобразователя, входы управления запоминающих устройств объединены и подключены к первому выходу блока управления, первая группа адресных шин дополнительного запоминающего устройства подключена к информационным выходам счетчика, а вторая группа объединена с управляющими входами аналогового коммутатора, информационными входами запоминающего устройства и подключена к информационным выходак дополнительного счетчика, один вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход - со счетным входом основного счетчика, а второй вход предустановки объединен с аналогичным входом основного счетчика и подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, первый вход блска управления подключен к входной шине анализатора, второй - к шине "Пуск, а третий соединен с выходом счетчика,1624346 Составитель А,Орлов Техред М,Моргентал Редактор О,Спесивых Корректор Т,Палий Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 185 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушскаа наб., 4/5