Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса

(5 П 4605633/2416.11.8830.08.93. Бюл, 32И.Г, ДорухАвторское свидетельство СССР010, кл. 6 06 Р 15/36, 1979.Авторское свидетельство СССР257664, кл. 6 06 Р 15/36, 1984.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ АМП 1 УЗКОПОЛОСНОГО СЛУЧАЙНОЦЕССА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения узкополосных случайных процессов, Цель изобретения - расширение динамического диапазона амплитуд измеряемых сигналов. Устройство содержит компараторы, счетчики, усилитель-ограничитель, делитель напряжения, блок памяти, переключатели, элемент задержки, формирователи импульсов, элемент ИЛИ, элемент О И, регистр и генератор тактовых импульсов,2 ил.с Р Р Устройства осного.случ ератор 1 та ы 2 и 3, дел ь-ограничи ульсов по и ель 7 импул т 8 задер ульсов 9 и к 12 памяти т 14 ИЛИ и Изобретение относится к измерительтехнике и может быть использовано в циализированных вычислительных устствах и системах автоматического упления для измерения и контроля полосных случайных процессов. Целью изобретения является расширединамического диапазона амплитуд изяемых сигналов,На фиг. 1 приведена структурная схема длагаемого устройства; на фиг. 2 - вреные диаграммы, поясняющие его рабодля оценки амплитуды узкоайного процесса содержит ктовых импульсов, компараитель 4 напряжения, усилитель 5, формирователь 6 ереднему фронту, фармироьсов по заднему фронту, элежки, и-разрядные счетчики О, переключатели 11,1-11,п, , регистр 13, и-входовой элеэлемент 15 И, Информационный вход 16 устройства соединен с первыми входами компараторов 2 и 3 и со входом усилителя-ограничителя 5, а вход 17 опорного напряжения - непосредственно со вторым входом компаратора 3 и через делитель 4 - со вторым входом компаратора 2, Стробирующие входы компараторов 2 и 3 соединены с выходом генератора 1, выходы - со счетными входами счетчиков 9 и 10 соответственно, входы сброса которых соединены с выходом формирователя 6. Вход формирователя 7 соединен с выходом усилителя-ограничителя 5 и со входом формирователя 6, а выход - со входом элемента 8 и входом записи регистра 13, вход сдвига которого соединен с выходом элемента 15, информационные входы - с соответствующими выходами блока 12, а выходы являются выходами устройства. Выходы разрядов счетчика 10 соединены с соответствующими входамиэлемента 14 и с первыми входами соответствующих переключателей 11,1 - 11 и, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами разрядовсчетчика 9, в выходы - с соответствующими адресными входами блока 12, Выход элемента 14 соединен с управляОщими входами переключателей 11.1 - 11.п и с первым входом элемента 15, второй вход которого соединен с выходом элемента 8,Работа устройства заключается в следующем.Входной узкополосный сигнал (фиг, 2,а), форму которого в пределах одного периода можно считать синусоидальной, со входа 16 поступает на вход усилителя-ограничителя 5 и на первые входы компараторов 2 и 3.На выходе усилителя-ограничителя 5 формируется сигнал прямоугольной формы типа меандр(фиг, 2,б), который поступает на входы формирователей 6 и 7, По положительным перепадам сигнала с выхода усилителя-ограничителя 5 формирователь 6 вырабатывает короткие импульсы (фиг, 2,в), которые поступаот на входы сброса счетчиков 9 и 10, в результате чего последние обнуляются, По отрицательным перепадам сигнала с выхода усилителя-ограничителя 5 формирователь 7 вырабатывает импульсы (фиг. 2,г), которые поступают на вход записи регистра 13, в результате чего в него записывается код, поступающий на его информационные входы с соответствующих выходов блока 12, Одновременно импульсы с выхода формирователя 7 поступают на вход элемента 8. В элементе 8 поступившие на его вход импульсы задерживаются на незначительное время т достаточное для записи информации в регистр 13. Импульсы с выхода элемента 8 (фиг. 2,д) поступают на второй вход элемента 15,На второй вход компаратора 3 поступает напряжение постоянного уровня Ч со входа 17, а на второй вход компаратора 2 поступает напряжение постоянного уровня И 2, с выхода делителя 4, осуществляющего деление опорного напряжения Ч в два раза. Тактовые импульсы фиксированной частоты с выхода генератора 1 поступают на стробируемые входы компараторов 2 и 3. Компараторы 2 и 3 пропускают импульсы генератора 1 со стробируемого входа на выход, если сигнал на их первых входах превышает уровни опорных сигналов на вторых входах,Пусть амплитуда входного сигнала превышает уровень Ч (фиг, 2 а). Соответствующие этому случаю промежутки времени О, в течение которьх импульсы генератора 1 проходят на выход компаратора 3, показаны условно уровнем логической "1" на диаграмме фиг. 2,е. За укаэанный промежуток времени на счетный вход счетчика 10 поступит й импульсов генератора 1, и к мо50 импульсы генератора 1 на выход компаратора 3 не проходят, а на выход компаратора 2 проходят в течение промежутка времени тзт 4 (фиг. 2,ж), За указанный промежуток времени на счетный входсчетчика 9 поступит М импульсов генератора 1. При этом сигнал на выходе элемента 14 будет соответствовать логическому "0", элемент 15 будетзакрыт по первому входу, а переключатели 11.1-11,П установятся в такое состояние,что адресные входы блока 12 окажутся подключенными к соответствующим выходам счетчика 9. В результате на адресные входы менту окончания положительной полуволнывходного сигнала в счетчике 10 будет зафиксирован код этого числа. При этом на выходеэлемента 14 появится сигнал, соответствующий логической "1", поддействием которогооткроется элемент 15 по первому входу, апереключатели 11,1-11.п установятся в такое состояние, что адресные входы блока 12окажутся подключенными к .соответствую"0 щим выходам счетчика 10. В результате наадресные входы блока 12 поступит код числа и с выходов разрядов счетчика 10.Блок 12 осуществляет операцию преобразования кодов в соответствии с уравнени 15 ем:ччживых =и2 соз (и - )Игде Ивы - число, код которого формируетсяна выходах блока 12;й - число, код которого поступает наадресные входы блока 12,Мч - численное значение уровня Ч опорНОГО напряжения нд входе 17.М - число тактовых импульсов, формируемых генератором 1 за весь период входного сигнала.Код числа Квыпереписывается с выходов блока 12 в регистр 13 импульсом, поступающим с выхода формирователя 7, Черезвремя тв импульс с выхода элемента 8 поступает через элемент 15 на вход сдвигарегистра 13, в результате чего код на еговыходе сдвигается на один разряд, что приводит к удвоению содержимого регистра 13,так как код двоичный,Таким образом, на выходе регистра 13,а следовательно и на выходе устройства40 формируется кодчислайвых, равного численному значению амплитуды входного сигналаЙчЙвыхгв45сов ( - )МЕсли амплитуда входного сигнала непревышает уровня Ч (фиг, 2, а, пунктир), толока 12 поступит код числа й, а на выхоах блока 12 сформируется код числа Мых: авного численному значению амплитудыходного сигнала:Мч 5Йоых2 сов(л )йКод этого числа перепишется в регистр3, однако сдвигу этот код подвергнут неудет, так как импульс с выхода элемента 8врез элемент 15 в этом случае не пройдет.Таким образом, в любом случае, еслимплитуда входного сигнала не менее уровя Ч 2, на выходе устройства формируетсякод числа, равного численному значениюмплитуды входного сигнала,Помехоустойчивость в предлагаемомстройстве, как и в прототипе, обеспечиватся за счет того, что оценка амплитудыосит интегральный характер, и отдельныеревышения мгновенного деления опорноо напряжения, связанные с аддитивнымиумами, компенсируются занижениемходного уровня в другие промежутки вреени из-за влияния этих шумов,В прототипе при той же точности оцени минимальная амплитуда входного сигнаа равна М, т.е. в два раза больше, ааксимальная - такая же, как и в предлагамом устройстве, Это позволяет сделать вы Оод, что динамический диапазон амплитудбрабатываемых сигналов в предлагаемомстройстве шире, чем в прототипе. О ф У обретения енки амплитуд о процесса, со тор, первый с и генератор така памяти соед дом регистра,ормула изройство для оцого случайногрвый компараамяти, регистрсов, выход бломационным вх узко- держаетчик, товых инен с выход ло ее нф 3 первого компаратора соединен со счетнымвходом первого счетчика, выход регистра является выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона амплитуд иэмеряемых сигналов, в него введены второй компаратор, второй счетчик, элемент ИЛИ,элемент И, переключатели, элемент задержки, два формирователя импульсов, делитель напряжения и усилитель-ограничитель,вход которого соединен с информационным входом устройства и информационными входами компараторов, выход усилителя-ограничителя подключен к входу первого формирователя импульсов и через второй формирователь импульсов - к входу управления записью регистра и ко входу элемента задержки, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к входу управления считыванием регистра, вход опорного сигнала устройства соединен с входом делителя напряжения ивходом задания уровня второго компаратора,.тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и тактовому входу первого компаратора, вход задания уровня которого подключен к выходу делителя напряжения, выход второго компаратора соединен со счетным входок: второго счетчика, разрядный выход которь го подключен к первым информационным входам переключателей и входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И и управляющими входами переключателей, выходы которых соединены с адресными входами блока памяти, выход первого формирователя импульсов подключен к входам сброса второго и первого счетчиков, разрядный выход первого счетчика соединен с вторыми информационными входами переключателей.Составитель И,До ехред М,Моргент орректор А.Обруч едакт изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2867 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5