Патентно-технйнеснаебиблиотека

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик.1970 ( 14 влено 31 соединением заявки Ъв -Комитет по делам изобретений и открытий г,ри Совете Укнизтрс-. оГ ч ноПриоритет УД К 681.332,5,92 (088,8)- лстень .197219,1.1972 Х 11.1971, Е Опубликова Дата опубликования описан Авторыизобретен Турчене Я. Мирский, 1 О, Н. Иртегов, Л. К. Соколова т ВСЕСОЮЗНАЯ ЦН о-ЦЯЦ БИБЛИОТЕКАЗаявит МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК0 ра Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники для аппаратурного определения статистических характеристик случайных процессов.Известно многоканальное устройство, измеряющее 1 корреляционные функции, дисперсию и Среднее значение случайного процесса, содержащее входные устройства, аналогоцифровой преобразователь, регистр сдвига, генератор тактовых импульсов, генератор пилообразного,напряжения, генератор счетных импульсов и измерительные каналы, каждый из которых образован умножителем, усреднителем, сравнивающим устройством, триггером, в 1 ременным селектором и счетчиком импульсов.Однако такое устройство не позволяет прямым путам измерять спектр мощности исследуемого,процесса.Известны также спектральные анализаторы, в которых иоследуемые процессы умножаются Ба синус и косинус задаиной частоты с квадратичным суммированием составляющих.предложено многоканальное устройство для измЕрения стагистических характеристик, которое по)мимо прямого назначения позволяет непосредственно измерять спектр мощности случайного патронесса путем совмещения некоторых вычислительных операций. С этой целью в устройстве включены генераторы, вырабатывающие гармонические колебания частот, на которых измеряются спектральные плотности мощности, электронные переключатели, объединяющие два соседних канала устройства в один канал измерения спектральной плотности мощности, и единый для всего устройства нелинейный преобр азователь.Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что первые входы всех умножителей присоединены к,выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход, каждого нечетного учмножителя подключен к синусоидальному выходу генератора гармонических колебаний частоты, соответствующей определяемой спектральной плотности, а второй вход каждого четного умножителя соединен с косинусоидальчым выходом того же генератора. К выходам двух усреднителей данного канала измерения спектральной плотности подключен электронный пЕреключатель, присоединенный управляющим входом к генератору тактовых импульсов и выходом через одну линию двухполюсного двухлинейного переключателя к первому входу канального ср авнивающего устройства, между вторым входом которого и выходовт генератора пилообразного напряжения включен посредством второй линии двухполюсного двухлинейного переключателя общий для всего устройства нелинейный преобзователь.На чертеже показана блок-схема устройства, где обозначено:1, 2 - входные клеммы, 3, 4 - входныеустройства, 5 - основной вход аналого-цифрового преобразователя (ЛЦП), б - ЛЦП, 7 - управляющий вход ЛЦП, 8 - переключатель с контактами 9 и 10, 11 - генератор тактовых импульсов, 12 - переключатель с контактами 13 и 14, 15 - регистр сдвига, 16 и 17 контакты переключателя 18, 9 и 20 - контакты переключателя 21, 22 и 23 входы канальных умножителей 24, 25 - выход генератора гармонического сигнала 26, 27 - второй выход генератора гармонического сигнала, 28 - усреднители, 29 - 31 входы электронного переключателя 32, 33 - двухполюсный двух- линейный переключатель с контактами 34 и 35, 36 - двухполюсной двухлинейный переключатель с контактами 37 и 38, В - генератор пилообразного напряжения, 40 - нелинейный преобразователь, 41 - сравниваюгцее устройство, 42 - триггеры, 43 - генератор счетных импульсов, 44 - 46 входы временных селекторов 47, 48 - схема, задающая продолжительность измерений и 49 - счетчики импчльсов.Входные клеммы 1 и 2 подсоединенысоответственно к входным устройствам 3 и 4.Входное устройство 3 связано со входом 5 аналого-цифрового преобразователя б, имеющего второй вход 7, и через однолинейный переключатель 8 в положении 9 - с регистром сдвига 15, а в положении 10 - с контактами 16 однолинейных переключателей 18, к которым присоединены первые входы 22 умножителей (число умножителей определяется числом М каналов устройства). Управляющий вход 7 преобразователя б подключен к выходу генератора 11, соединенного также с переключателем 12, который в положении 13 включен на регистр сдвига 15.Входы 17 регистра сдвига 15 через переключатель 18 связаны с канальными умножителями 24, которые, в свою очере"., через переключатель 21 в по,жении 20 соединены с генерато юм 26 (схемы умножения 24 с порядковым номером /2 г - 1/ с выходом 25 генератора 26, а схс.лы умножения с порядковым номером 2 г - с выходом 27 генератора 26, где г=1 - :М) .К выходам умножителей 24 подключаются усреднители 28, выходы которых в нечетных каналах связаны со входом 29 электронного переключателя 32 и с контактом 34 (2 г - 1)-го двухполюсного переключателя 33, а в четных каналах (2 г) подключены ко входу 30 переключателя 32 и контакту 34 (2 г)-го двухполюсного переключателя 33, Выход переключ Г чателя 32 присоединен к контакту .о переключателя 33 в нечетном (2 г - 1) канале, а управляющий вход 31 связан через контакт 14 переключателя 12 с генераторо.я 11. Выход последнего соединен с единичным входом триггера 42, управляющим входом генератора 5 10 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 со пилообразного напряжения 39 и схемой 48.В четных (2 г) каналах контакт 35 замкнут с контактом 38 переключателя Зб, в то время как в нечетных (2 г - 1) каналах контакт 38 присоединен к выходу нелинейного преобразователя 40, вход которого связан с выходом генератора 39, подключенного также к контакту 37 всех переключателей Зб, Двухполюсиые переключатели ЗЗ и Зб подсоединены к соответствующим входам сравнивающего устройства 41. Выход последнего подключен к нулевому входу триггеру 42. Единичный выход триггера 42 соединен с входом 44 времснного селектора 47, вход 45 которого присоединен к генератору 43, а управляющий вход 46 - к схеме 48. Выходы временных селекторов 47 связаны со счетчиками импульсов 49,Устройство работает следующим образом.При определении корреляционных функций переключатели 8, 12, 18, 21, 33 и 36 находятся в положении 9, 13, 17, 19, 34 и 37 соответственно. Сигнал х подается на клеммы 1 и 2 входных устройств 3 и 4. С выхода устройства 3 сигнал поступает на преобразователь б, который по входу 7 управляется генератором 11 и преобразует входной сигнал в параллельный двоичный код, подаваемый на регистр сдвига 15 через переключатель 8, Интервалы сдвига двоичного кода в регистре сдвига 15 задаются генератором 11, Сигнал, снимаемый с каждого элемента регистра сдвига, оказывается задержанным па время г Тс, где Т. - период следования тактовых импульсов, а г - номер канала.С выхода каждого элемента регистра сдвига задержанный сигнал подается через соответствующий переключатель 18 на соответствующий умножитель 24, второй вход которого подключен через переключатель 21 ко второму входному устройству 4, Умножители 24 перемножают задержанные сигналы, представлен,ные в виде параллельного двоичного кода, на незадержанный аналоговый сигнал х. Выходное напряжение каждого умножителя поступает на соответствующий усреднитель 28. Напряжение на выходе какдого г-го усреднителя 28 пропорционально соответствующей г-й ординате корреляционной функции,Для получения отсчета ординат корреляционной функции в цифровой форме используются цифровые индикаторы, состоящие из генератора тактовых импульсов 11, генератора пилообразного напряжения 39, сравнивающих устройств 41, триггеров 42, генератора счетных импульсов 43, временных селекторов 47, схемы 48 и счетчиков 49. Напряжение с выхода усреднителя 28 преобразуется во временной интервал и результате сравнения с пилообразным напряжением генератора 39, запу"каемого тактовыми импульсами, которые также устанавливаот триггеры 42 в нулевое положение. Сравнение осуществляется в сравнивающем устройстве 41. Импульс, возникающий в момент равснства двух напряжений, 323786поступает на нулевой вход триггера 42 и перебрасывает триггер в единичное положение. Импульсы, счимаемые с единичного выхода триггера, подаются на вход 44 временного селектора 47, гле заполняются счетными импульсами, число которых подсчитывается счетчиком 49. Временной селектор 47 управляется схемой 48. По истечении заданного времени Пхоказание счетчика г-го канала соответствует оценке определяемой ординаты функции корреляции.Для измерения спектра мощности переключатель 12 устанавливается в положение 14, переключатель 18 - в положение 16, переключатель 21 - в положение 20, переключатель 33 - в положение 35, переключатель 36 - в положение 38. При этом получается многоканальный анализатор с числом каналов, равным М 12,Общими для всего устройства являются входные устройства 3 и 4, аналого-цифровой ,преобразователь 7, генератор пилообразного напряжения 39, нелинейный преобразователь 40, генератор счетных импульсов 43 и схема 48.Каждый канал анализатора образуется из двух соседник умножителей 24, генератора гармоническик сигналов 26, с одного выхода 25 которого снимается синусоидальное напряжение, а с другого выхода 27 - косинусоидальное напряжение, двух усреднителей 28, электронного переключателя 32, сравнивающего устройства 41, триггера 42, временного селектора 47 и счетчика 49.Работа во всех каналак происходит параллельно, Поэтому лействие прибора ясно из рассмотрения работы олного (г-го) канала,Напряжечце реализации х(1) исследуемого случайного процесса подается через входную клемму 1 и зколное устройство 3 на вход 5 преобразователя 6, Выколной сигнал преобразователя в зиле двоичного параллельного кода поступает через переключатели 8 и 18, находящиеся соответственно в положениях 10 и 16 на вколь 22 умножителей 24. На вход 23 первого умножцтеля подается синусоидальное напряжение с выкала 25 генератора 26, а ко входу 23 второго умножителя подводится косинлсо 1 дальцос 1 апряжение с в 1.кода 27 того же генс)атсра 26. Выхоленные сигналы улнскителей интегрируются усрелнителями 28, Если 1 я в о" ка осуц;ествляется в момент 11, то через интервал Т напряжение на выходе пер.вого усрелнцтеля пропорционально величине+тх .п,1.1Оно подастся ца вход 29 переключателя 32. Выходное напряжение второго усреднителя 28,Уг;=1л(г) созв,ггг 11-, Это число фиксируется тем ке счетчиком 49. По истечении 2 Л тактовых импульсов в счетчике будет наМ К40коплено число.;= гг и;,;у1=1 1=1Отцошец 1 е числа А; к числу выборок лпропорцпсцальцо опенке спектральчой плот- НОСТЦ ЬОЩЦОСТЦ 6 (И;), ДЛЯ ТОГО Ч 1 ООЬ ЦСЛО А; непосредственно давало оцецкл спектральноц плотности мощности 6(н;), число Л выбирают равным 10 /, (это достигается с помощью скемы 48, задающей прслолжцтсльность измерений. Тогда 6(со;) = А; 1 О " и устройство получается прямопоказызающцм (число Ь опрслсляст положение запятой в пс- КаэаН 1 ГЦ СтЕТЧЦКа).Аналогичным образом работа:от осгальные1 М/2 - 1) каналов.55 Многоканальное устройство для измерениястатистических характеристик случайнык процсссов, содержащее два вкоднык устройства, одно из которык соел 1 нецэ с аналого-цифро.вым гресбразователем, двукгОлОсньш пере.клОтатель, электро;ные перекл;очатели, генератор тактовык импульсов, генератор пилообпропорциональное 1 Оличинс,) х(1,созе;1 г., поступает на вход 30 переключателя. Переключатель 32 попеременно (через интервал следования тактовых импульсов) 1+т полает либо напряжение йхзпо,Ы 1,51.+тлибо напряжение й (х(г)соваа на вход аналого-цифрового квадратора. Последний со- О стоит из сравнивающего устройства 41, генератора нелинейного напряжения У = с /, (который представляет собой сочетание генератора пилообразного напряжения 39, запускаемого тактовыми импульсами, и нелиней.ного преобразователя 40), триггера 42, временного селектора 47, генератора счетных импульсов 43. Входом аналого-цифрового квадратора служит вход 33 сравнивающего устройства 41.При поступлении первого тактового импульса на управляющий вход 31 переключателя 32 и на генератор 39, аналого-цифровой квадратор преобразует входное напряжение в импульсы, число которык т пропорционально квадрату1,+тнапряжения, т. е, пг;=дх(г)зпи,Ю.Эти импульсы поступают в счетчик 49 (при условии), что временной селектор открыт по входу 46). С приходом второго тактового импульса на выходе аналого-цифрового квадратора появляются импульсы, число которых1, т Г 1 ред.:ет цзо брет е ц ця,5 Г---- +фл ру уг б Уг в Бб Б 7 Ббю зггР г г 1 г о7г 7г 7 гО ггг гзгб уугД г 7 га л жгу лгЮ, Утехин дакт аказ 899 Изд.1795 Тирак 48 Подписио НИИПИ Комитета по дстав изобретений и огкрьпт при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушокая,наб., 4,5пография24 Гпавпопиграфпроха, Москва, Г, уп. Маркса.Энгельса, 14 разного напряжения, генераторы гармонических сигналов, нелинейный преобразователь, умножители, соединенные с усреднителями, сравнивающие устройства, триггеры и счетчики импульсов, отличающееся тем, что, с целью получения оценки спектральной плотности, первые входы всех умножителей присоединены к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход каждого нечетного умножителя подключен к синусоидальному выходу соответствующего генератора гармонических колебаний заданной частоты, а второй вход каждого четного умножителя соединен с косинусоидальным выходом того же генератора, к выходам двух усреднителей данного канала измерения подключен электронный переключатель, соединенный управляющим входом с 5 генератором тактовых, импульсов, а выходомсвязанный через одну группу контактов двухполюсного переключателя с первым входом канального сравнивающего устройства, второй вход которого соединен через вторую группу 10 контактов и нелинейный преобразователь свыходом генератора пилообразного напряжения. Х