Устройство для интегрирования произведения двух случайных сигналов

1 ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 1)454558 Союз Советскик Сониалнстичвскик Республик(32) Приоритет -51) Ч К б О)1 1 Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретений 2.74. Бюллетень М 4 ия описания 06.01.76 3) ДЕ 681 333(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯПРОИЗВЕДЕНИЯ ДВУХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛ с сч ециал)1 зироваци ьным устройствам ределения интеграла айных сигналов, олин лен частоте слеругой - :)ерцолу чаа часто возн 11 кдет црц 1 х,величин, например, ролукта, перекачцвдеа,время Т, в том слуасход проЛукта: ро- (1), а 11 лотность лро 1 а в орой б 1 раЦР:1 кта прон циональнаустройства ллц, в которых) лает сигнал Известнь ленной зада частотой 11( решения поставажлый импульса преобразованне 1периода равного,в цифровой кол, который посылается в счетчик, гле накапливается соответствующий код.Однако эти устройства требуют оольших аггпарату 1 рных затрат ца преобразование периода, сигнала 1 в цифровой код и большой объем счетчиков при длительном интегрировании,Предлагаемое устройство основано на использовании логических операций, на умножении:и интегрировании по методу статистических испытаний, основанных на случайности О Изобретение относитНЫМ ЦпфРОВЫМ;В 6 ЧИСЛи предназначено для опроиз 1 ведения двух слуИЗ КОТО)ЫХ Ч 1 РОПОРЦИОНдования импульсов, астоты ,(1). Такая залаизмерениях интегральнпри измерении массымого цо трубопроводу зчае, когда объемныйпорццонален частоте умножаемых;1 цнтегрцр) емых сигналов кой способ решения задачи приводит к з тельному упрощению аппаратуры ло ср ншо с цзвестнымц успройствамц.Для умножения ц интегрирования вт сигнал, пропорциональный периоду, прео зуется в последовательность импульсов, чем скважность этой;юслеловдтсльностц0,5 порццональна либо , либо 1 з (О1 з1 3 зТакое преоордзованце достигается 1),рц помощн 1 некотороц логики, которая здк:11 очдетс 1 в следующем. Задается период узких опорных импульсов, который равен пределу цзмсцсцц 11сигнала 11 и1, Запрещается,выпалацце в опорном периоде всех цпульсов с 1 гнала 11, кроме:1 сцвого 1)рц это)1 след) ет считать, что ц)1 цул 1 с выпал 1 в опорном периоде, если в этот терцол попадает хотя бы олин цз его фронтов.2. Обнаруживается и фиксируется цсрсссче 111 е первого в опорном .)ерцоде импульса сигнала 11 о)1 орным импульсом.3. Обцдруж гвается ц фиксируется чустой опорный период, т, е, такой, в котором не выпало нц одного цьмпульса сигнала 11. После1(О у преобразозанця, в соотзетстзцц с дпц"анной логикой сигнала 11, проверяются совпадения пмпульсоз преобразованного сигнала с сигналом 1, пропорциональным ,(Ц. Если это совпадение имеет место, тд на,выходной счетчик посылается:2,а. Один импульс в том случае, если импульс сигнала 11 не пересекался опорным импульсом, а предыдущий опорный период не был пустым;2,б. Два импульса, если импульс сигналя 11 пересекался опорным импульсом, а,предыдущий опорный период не был пустым, либо если импулыс сигнала 11 не пересекался Опорным импульсом, а предшествующий опорный на 1 тцод был пустым;2,в. Три импульса, если импульс сигналя 11 пересекался опорным импульсом, а прел- шествующий опорный период был пустым.В первом из указанных случаев отношение импульса преобразованного сигнала 11 к опор ному, периоду пропорционально относительной величине сигнала 11, во втором - это отношение равно 0,5, в третьем - 1/3.Так как совпадение импульсов сигнала 11 и сигнала 1 является случайным событием (поскольку частоты сигналов 1 и 11 случайны и некорректпрованы), вероятность которого ,равна отношению длительности импульсов сигнала 11 к сумме длительности импульссв Оигнала 11 и паузы между этими импульсами, то содержание,выхоГдного счетчика является оценкой величины Погрешность оценки пропдрццональна ширчзне игмпульса сигнала 1 и обратно-пропорциональна корню ивадратному из числа проверок на совпадение.На чертеже Гпризедено предлагаемое устройство,Оно содержит триггеры 1 - 4, схемы И 5 -8, схемы НЕ - И 9 и 10, цпвертор 11, дифференциальные цепочки 12 - 14, счетчик 15, генератор (6 опорных импульсов ц одновибратор 17,Первый, пункт логики реализуется при помощи следующих логических элементов; триггер 1, схема И 5, схемы НЕ - И 9, 10 и генератор 1 б.Рассмотрим раооты этой части схемы,Ситпал 11 попал в опорный,период полностью, тогда на входе к схемы И 5 до поступления импульса сигнала 11 есть разрешеиие от триггера 1, который подготовлен опорным импульсом. При этом на выходе е схемыИ 5 также есть,разрешние с выхода схемыНЕ - И 10, так как в этом, случае на:входе с -О, а на выходе схемы НЕ - И 9 - О. Поступающий импульс сигнала П проходит черезоткрытую схему И 5. При этом сигнал на выходе схемы НЕ - И 10 не меняется, так как на 5 10 15 го 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 выходе НЕ - И 9 - 0, Триггед 1 опддхпдывается от заданного фронта сигнала 11, зяырывает схему И 5 до прихода очередного опорного импульса. В случае, если в опорный период попал второй импульс сигнала 11, схема И 5 закрыта триггером 2, так как он опрокинут задним фронтом предыдущего импульса сигнала 11, При этом на выходе схемы НЕ - И 9 - 1.Прц постнленин импуль а сцГнала 11 с выхода схемы НЕ - И 10 подается запрещение на схему И 5, которое не снимается до тех идр, пока не окончится, импульс оигнала И, так как при поступлении на триггер 1 опорногд цмпульса сигнал на выходе НЕ - И 9 по- прежнему 1 потому что на его входе в -- О.На зыходе схемы И 5 голучаем последозательнссть пмпульсоз сигнала 11, соотзетстврощую иерзому пункту логики, Вторая часть схемы должна обнаружить совпадение импульсов сигналов 1 и 11 и при этом выполнить второй пункт логики.Рассмотрим работу схемы в перечисленных слмчаях.1, Импульс сигнала 1 совглал с цмпульсом сигнала 11, с которым не пересекался опорный импульс, а предшествующий опорный период не оыл пустым, Прц этол импульс сигнала 11 ядступает на шину сороса триггеров 2 - 4.Им.,ульсы цгнала 11 отзицательной пдлярндсти, поэтому на время нх длцтельностц триггеры 2 - 4 подготовлены, Если импульс сигнала 1:юступит зо время длительности импульса сигиала 11, триггер 3 перебросится в состояние 1, прц этом на выходе дифференциальной цепочки 12,сформируется импульс : олджительной полярности, котсирый поступит на вход счетчика 15. По огкончании ихгпульса с;гнала 11 триггер 3 вернется:в исходное положение, а триггеры 2 Ги 4 своеГО ООстдянця не изменят, так как триггер 2 перебрасывается при совпадении опорного импульса с импульсом сигнала 11 (в перовом случае этого совпадения пе оыло), а триггер 4 перебрасы.вается при наличии предшествующего пустого онорного периода (что также отсутствовало в первом рассматриваемом нами случае).2, Импульс сигнала 1 сезнал с импульсом сигнала 11, чрц этом опорный импульс пере. секался с импульсом сигнала П, а предшестзучощий опорный период не был пустым, в этом случае схема работает аналогично, с той лишь разницей, что:во время, длительности импульса сигнала 11 поступает не только импульс сигнала 1, который перебрасывает триггер 3, но и одрный импульс, который перебрасывает нритгер 2. При этом на выходе схемы 1 Л 7 появляется отрицательный потенциал. По окончании импульса сигнала 11 триггера 2 и 3 опрокидываются в исходное состояние, црц этом потенциал на выходе схемы И 7 становится нулевым, вследствие чего на выходе дифференциальной цепочки 13 формируется,положительный импуль.", который идет на счетчик 15. Очевидно, что в этом случае на счет гик посылается два импульса.Ежели импульс сигнала 1 совпадает с импульсом сигнала 11, импульс сигнала 11 не пересокалс 51 с опорным импульсом,и,предшесввующий период был пустым, то отсутствие импульса сигнала 11 в опорном периоде фиксируется перебрасыванием триггера 4 в состо 5 тн 5 ис 1,Это осуществляется следующим образом. Первыи опорныи импульс переорасывает триггер 1 в положение 1, тем самым подготавливается схема И 6, Если за время опорного периода идявился пмлульс сигнала 11, то он запрещает выход со схемы И 6, если же за время между двумя опорными импульсами не было импульсов сигнала 11, то очередной опор,ный импульс, поступающий на вход И б, появится на выходе схемы И 6 и триггер 4 перебросится, Если ичпульс сигнала 11 целиком помещается в опорном,периоде, то переброшенный его задним фронтом триггер 1 запретит выход со схемы И 6 и очерелной опорный импучьс нс поступит на вход триггера 4. При совпадении импульса сигнала 1 с,импульсом сигнала 11, аналогично ранее описанному случаю, на счетчик 15 сразу поступает импульс. Поскольку в данном случае и триггер 3, и триггер 4 находятся в положении 1, иа выходе схемы И 8 имеется отрицательный потенциал. По окончании импульса сигнала 1 триггеры 3 и 4 возвращаются в исходное состояние, при этом на выходе схемы И 8 появится нулевой потенциал, а на выхоле дифференциальной цепоч. ки 14 появит:я импульс, запускающий олновибратор 7, от заднего фронта импульса которого срабатывает счетчик 15.3, Иьчпульс сигнала 11 совпал с ичпульсом сигнала 1 и одорным импульсом, а предшествующий опорный период, является пустым. В этом случае радота схемы отличается ог жисанной лишь тем, что помимо срабатызаиия триггеров 3 и 4, срабатывается также триггер (ири совпадении опарного имгульса импульсом сигнала 11). По окончании импульса сигнала 11 на выходах дифференциальных цепочек 13,и 14 вырабатываются импульсы, поступающие на счетчик 15. Во избе жанне совпале)шя вд времени выходэных импульсов, дифференцирующей цепочкой 14 запускается одновэибратэр 7, который вырабатывает импульс, от заднего фронта импульса кдтд)дгд с;)адатывает счетчик 1 а.10Предмет изооретени я Устройство для интегрирования произведения лвух случайных сигналов, солержащее ге нератор импульсов, соединенный с единичным,зходдм первого триггера и с одним из вколов первой схемы И, второй, третий, четвертый т;)иггеры, единичные выходы которых подключены соответственно к двум входам второй и 20 третьей схем И; счетчик, вход которого полкпочен к первой и,второй лифференцирующим цепочкам и к олновиоратору, соединенному с т:) етьеи лич) феРен ци РУк) гцеи цепочкой, дтлйчаюи 1 ееся тем, что, с целью упрощения уст ройства, оно содержит первую и,вторую схемыНЕ - И, четвертую схему И, и инвертор, причем вход устройства подключен к одному из входов четвертой схемы И и второй схемы НЕ - И, выход последней соединен со вхо Лом педвой сх:мы НЕ - И и оЛним из входовчетвертой схемы Ивыход которой подключен к иивертдру через ,диоды - ко входам второй схемы И и к одному из входов третьей схемы И и к нулевым входам четвертого и иерЗ ного триггера, подключенного единичным выхолом к первой и четвертой схемам И и к псраой схеме НЕ - И, подключенной к одному из вколов второй схемы НЕ - И, второй вход устройства соединен с единичным входом третье го триггера, нулевой выход которого сослиненсд второй дифференцируощей цепочкой, входы первой и третьей,лифференцирующих цепочек полклиочены соответст)воино к выходам второй и третьей схем И.451418 ЦНИИ каз ПолписноСССР п. Марьк. фпл. прел. Патент Пзд ,о 899 Государственвого комитета Со по делам изобретений и о Москва, Ж, Рауьнская н