Устройство для формирования импульсной последовательности

)ОПИСАНИЕИЗОВЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнксоциалистическиеРеспублик о 1)752310(28) Приоритет ав делам изобретений к открытий(71) Заявитель Институт теплофизики Сибирского отделения АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Изобретение относится к измерениям пара.метров случайных процессов в условиях зависимости средней интенсивности точечного про,цесса измерений от исследуемого сигнала.К таким моделям приводит измерение параметров скорости газа и жидкости лазернымдопплеровским юмерителем скорости, времяпролетным методом с засеянными метками,измерение скорости газовой фазы в газожид.костном потоке.1 СПри определении среднего значения и дисперсии случайного процесса, например скорости потока лазерным допплеровским анемометром, при зависимых изменениях, возникаютметодические погрешности - смещения соот.15ветствуннцих оценок. Для устранения методических погрешностей-ошибок используют прореживание юмерений с использованием генератора псевдослучайных интервалов,При определении этих характеристик исполь.зуются лишь измеренные значения исследуемого процесса.Гораздо сложнее задача измерения спектральной плотности при случайных зависимых измерениях. При чисто линейной зависимости средней интенсивности точечного процесса и известной ее величине корреляционные и спектральные характеристики исследуемого непрерывного процесса связаны с корреляцией интервалов между моментами измерения, При этом нет необходимости в самых измеренных значениях полезного процесса.Другой крайний случай - чисто независи. мое измерение. В этом случае, кроме юме. ренных значений полезного процесса, необходима дополнительная информация.Известно устройство для формирования регулярной последовательности импульсных выборок из входного сигнала, состоящее из генератора импульсов и ключа 1.Такое устройство не может реагировать на случайные посылки входных сигналов наиболее близким к предложенному является устройство, позволяющее формироватьиз случайной выборочной последовательности измеренных значений случайного процесса равномерную импульсную последовательность в ус ловиях ввода ее в. ЭВМ или накопитель с752310целью определения спектральной плотности исходного непрерывного процесса 12).Это устройство содержит генератор опор. ных импульсов, подключенный к первому входу блока разрешения, выход которого соединен с входом блока дифференцирования, входом измерителя интервалов времени, коммутатор считывания, подключенный информационным входом к выходу измерителя интер. валов времени, управляющим входом - к выходу блока дифференцирования и выходом к информационному входу первого регистра, коммутатор сигналов, соединенный первым входом с входом устройства, вторым входом - с выходом блока разрешения и выходом - 15 к информационному входу второго регистра, третий регистр, информационный вход которого подключен к выходу блока дифференцирования. Управляющие входы измерителя интервалов времени первого, второго и третьего регист ров соединены с выходом генератора опорных импульсов.Такое устройство непригодно для зависимых измерений или приводит к большим методическим ошибкам при различных видах зависимости точечного процесса измерения от уровня сигнала во всем диапазоне между чисто линейной зависимостью и независимыми выборками.Цель изобретения - расширение функцио нальных возможностей устройства путем рандомизации интервалов времени между отсчетамй.Указанная цель достигается тем, что в уст 35 ройство для формирования импульсной последовательности, содержащее генератор опорных импульсов, выход которого подключен кустановочным входам первого, второго итретьего регистра, к управляющему входу бло 40 ка измерения времени и к первому входу ключа, выход которого соединен с информационным входом блока измерения времени и блока дифференцирования, выход которого подключен к информационному входу третьего45 регистра и к первому входу коммутатора считывания, второй вход которого соединен свыходом блока измерения времени, а вы.ход йодключен ко входу первого регистра, вход второго регистра подключен к вы.50 ходу коммутатора сипилов, первый вход ко.торого является входом устройства, введены триггеры, два элемента И, и генератор псевдо случайных интервалов времени, выход которого соединен с первым входом тратера,55 выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно со входом устройства и с выходом ключа, выход первого элемента И подключен ко вторым входам ключа и триггера, а выход второго элемента И соединен со вторым входом коммутатора сигналов.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фю. 2 - временные диаграммы, объясняю. щие сущность формирования импульсной по. следова тельно сти.На диаграмме О (фиг. 2) показан иссле. дуемый процесс и последовательность измерен. ных в случайные моменты времени его зна. чений, поступающих на вход устройства; на диаграмме б - импульсная опорная после. довательность н измеряемые временные интервалы; на гдгаграмме Ь - последовательность импульсов генератора псевдослучайных интер. валов; на диаграмме д - прореженная после. довательность измеренных значений нсследуе. мого процесса; диаграммы (, Е, и иллюстрируют формируемые одномерные после. довательности на каждом нз трех регистров,Устройство содержит генератор 1 опорных импульсов, подключенный к первому входу ключа 2, выход которого соединен с входом блока 3 дифференцирования и вторым входом блока 4 измерения времени интервалов, коммутатор 5 считывания, информационный вход которого подключен к выходу блока 4 измерения времени, управляющий вход - к выходу блока 3 дифференцирования, а выход - к информационному входу первого регистра 6 Коммутатор 7 сигналов включен межпу входом устройства н входом второго регистра 8, Информационный вход третьего регистра 9 подключен к выходу блока 3 дифференцирования, управляющие входы регистров б, 8 и 9 и первый управляющий вход блока изме. рения времени интервалов соединены с выходом генератора 1 опорных импульсов. Устройство дополнительно содержит элемент 10 И, включенный по первому входу между входом устройства и вторым входом ключа 2, ВЗ-триггер 11, подключенный выходом ко второму входу элемента 10 И и В-входом к выходу элемента 10 И, генератор 12 псевдослучайных интервалов времени, подключенный к 8-входу В 8.триггера 11, и второй элемент 13 И, включенный по первому входу между выходом блока 2 разрешения и управляющим входом коммутатора 7 сипилов н подключенный по второму входу к выходу ВБ-триггера 11.Устройство работает следующим образом,Импульсы опорной последовательности с генератора 1 через первый вход переводят блок измерения времени 4 в исходное состоя. ние и через ключ 2 задакт начало отсчета из.1меряемого интервала времени, Окончание из 752310меряемого временного интервала определяется моментом поступления первого значения измеряемого сигнала, поступающего на вход устройства, пришедшего вслед за импульсом, поступившим на З.вход ВЯ.триггера 11 с гене 5 ратора 12 псевдослучайных интервалов. При этом ключ 2 и триггер 11 через элемент 10 И возвращаются в исходное состояние, блок 3 дифференцирования вырабатывает импульс считыва. ния показаний блока 4 измерения времени. О Результаты через коммутатор 5 считывания поступают в регистр 6 и затем считываются с него очередным импульсом опорной после. довательности. На второй регистр 8 через коммутатор 7 сигналов попадает лишь то значение 5 измеренного сигнала из интервала опорной последовательности через вход устройства, которое непосредственно следует за моментом установки на втором входе элемента 13 И единичного потенциала. от генератора 12 псевдослучайных интервалов через 8-вход Я 8-триггера 11. После этого коммутатор 7 закрывается через элемент 13 И по первому входу до прихода следующего импульса опорной последовательности, а второму входу - 25 до появления импульса от генератора 12 псевдослучайных интервалов.Считывание данных из регистра 8 также производится импульсами оПорной последовательности. 30Логическая импульсная последовательность, формируемая в одноразрядном регистре 9, фиксирует наличие или отсутствие измеренных сигналов между импульсами опорной последовательности. 35Описанное устройство позволяет иэ последовательности измеренных в случайные моменты времени.значений непрерывного процесса в условиях зависимости средней интенсивности дискретизации от уровня исследуемого про цесса формировать три равномерные импульсные последовательности с сохранением информации об интегральных характеристиках процесса, в частности, о среднем значении, дис. персии, спектральной плотности. 45Управляя частотой генератора опорных импульсов, можно, исходя из заданной полосы спектра полезного сигнала, выбирать оптимальную скорость ввода данных в ЭВМ, а меняя среднюю интенсивность генератора псевдослучайных %0 интервалов, можно регулировать степень независимости средней скорости дискретизации от исследуемого процесса, что позволяет про изводить спектральный и корреляционный анализ турбулентных процессов при использо. ванин рассеивающих и дрчгих меток в условиях больших уровней пульсаций, а также компонент многофазных потоков, в частности, газовой фазы газожидкостного потока,Формула изобретенияУстройство для формирования импульснойпоследовательности, содержащее генераторопорных импульсов, выход которого подклточен к установочным входам первого, второгои третьего регистра, к управляющему входублока измерения времени, и к первому входуключа, выход которого соединен с информационными входами блока измерения времении блока дифференцирования, выход которогоподключен к информационному входу третьегорегистра и к первому входу коммутатора счи.тывания, второй вход которого соединен свыходом блока измерения времени, а выходподключен ко входу первого регистра, входвторого регистра подключен к выходу комму.татора сигналов, первый вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет рандомизацииинтервалов времени между отсчетами, в устройство введены триггер, два элемента И и генератор псевдослучайных интервалов времени,выход которого соединен с первым входомтрипера, выход которого подключен к первымвходам первого и второго элементов И, вторыевходы которых соединены соответственно совходом устройства и с выходом ключа, выходпервого элемента И подключен ко вторым вхо.дам ключа и триггера, а выход второго элемента И соединен со вторым входом коммутатора сигналов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Мирский Г. Я, Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., "Энергия", 1972, с, 184,2. Авторское свидетельство СССР Юф 553608, кл. 6 06 Р 1/02, 1977 (прототип).