Способ цифрового измерения импульсных сигналов и устройство для его реализации

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ ф. (22) Заявлено 21. 06, 79 (21) 2781687/18-21 с присоединением заявки Йо 2783587/18-21 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен 71) Заявит 54) СПОСОБ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ АИПЛ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНИЮВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ У ус вс Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и технике передачи информации и можев быть использовано для измерения амплитуды им"пульсных сигналов различных источников, в частности сигналов, принятыхс выхода линии передачи информациипри нестабильности коэффициента передачи тракта,10Известен способ цифрового измерения амплитуды импульсных сигналов,в котором используют квантовые информационные и вспомогательные сигналы,число мер вспомогательных сигналовпринимают равным числу мер информационных сигналов, на интервале каждого импульса определяют принадлеж-ность информационных сигналов к одной из зон по амплитуде, в соответствии с чем выбирают один иэ вспомогательных сигналов, с помощью кото"рого формируют единственный сигналкоррекции амплитуды, который и добавляют к информационномУ сигналу (13 сНедостатком способа является большое количество используемых вспомогательных сигналов, а также отсутствиереднения вспомогательных сигналов,ледствие чего возникает большая ве личина случайной погрешности и снижается точность измерения.Известен способ цифрового измерения амплитуды импульсных сигналов, по которому используют квантованные информационные и вспомогательные сигналы, при этом. применяют вспомогательные сигналЫ одной меры, усредняют .эти сигналы и формируют с их помощью сигналы коррекции амплитуды по числу зон по амплитуде, на интервале каждого импульса определяют принадлежность информационных сигналов к одной из зон по амплитуде путем сравнения с эталонными сигналами, в соответствии с чем выбирают определенный сигнал коррекцииамплитуды, которыЯ добавляют к информационному сигналу 21."Для реализации способа известно устройство цифрового измерения амплитуды импульсных сигналов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя через синхронизатор, второй выход которого соединен с первым входом блока, памяти и с входом установки счетчика,5 10 15 20 25 30 35г 40 45 0 55 выход которого подключен к входу первого вычислителя приращений, блок памяти, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения и выбора.Недостатком известного способа является невысокая точность при нелинейных по измерительной шкале изменениях амплитуды импульсов, поскольку формируемые сигналы коррекции пропорциональны амплитуде принимаемого вспомогательного сигнала одной меры, а также вследствие временного запаздывания сигналов коррекции амплитуды по отношению к информационным сигналам.Цель изобретения - повышение точности измерения.Укаэанная цель достигается тем, что в способе цифрового измерения амплитуды импульсных сигналов, основанном на использовании квантованных информационных и вспомогательных сигналов числом мер меньшим числа мер информационных сигналов, на интервале каждого импульса определяют принадлежность информационных сигналов к одной.из зон по амплитуде путем сравнения с эталонными сигналами, усредняют вспомогательные сигналы и формируют сигналы коррекции амплитуды информационных сигналов, число мер вспомогательных сигналов устанавливают не менее двух, предварительно запоминают квантованные информационные и вспомогательные сигналы и определяют принадлежность вспомогательных сигналов к одной из зон по амплитуде, а после их усреднения формируют сигналы коррекции амплитуды вспомогательных сигналов, суммируют их с вспомогатльными эталонными сигналами при определений принадлежности последующих вспомогательных сигналов к одной из зон по амплитуде, после формирования сигналов коррекции амплитуды информационных сигналов добавляют, суммируют их с информационными эталонными сигналами при определении принадлежности информационных сигналов к одной из зон по амплитуде, после чего преобразуют адрес зоны принадлежности каждого информационного сигнала в цифровой код.Устройство для цифрового измерения амплитуды импульсных сигналов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя через синхронизатор, второй выход которого соединен с первым входом блока памяти и с входом установки счетчика, выход которого подключен к входу первого вычислителя приращений, блок памяти, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения и выбора, введеныдополнительный блок сравнения и выбора,два блока формирования эталонных сигналов, дополнительный вычислитель приращений преобразователькода, блок формирования модуля разности и формирователь выходного сигнала, причем выход аналого-цифровогопреобразователя соединен с вторымвходом блока памяти, выход ключевогоблока соединен с первым входом дополнительного блока сравнения и выбора, выход которого через счетчик,первый вычислитель приращений и первый блок формирования эталонных сигналов соединен со своим вторым входом, второй выход счетчика через дополнительный вычислитель приращенийи второй блок формирования эталонныхсигналов соединен со вторым входомпервого блока сравнения и выбора, выход которого через преобразователькода и блок формирования модуля разности соединен с выходами формирователя выходного сигнала,Структурная электрическая схемаустройства приведена на чертеже.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, выход которого через последовательно соединенные блок 2 памяти, блок 3 сравнения и выбора и преобразователь 4 кода подо ключен к входу формирователя 5 выходного сигнала, синхронизатор б, выход стробирования вспомогательных сигналов которого подключен к входу управления ключевого блока 8, выход которого через последовательно соединенные блок 9 сравнения и выбора, счетчик 7, вычислитель 10 приращений и блок 11 формирования эталонных сигналов подключен к виоду блока 3, блок 12 формирования модуля разности, выход счетчика 7 через последовательно соединенные вычислитель 13 приращений и блок 14 формирования эталон-. ных сигналов подключены к входам блока 9, выход блока 3 через блок 12 формирования модуля разности соединен с вторым входом формирователя выходного сигнала 5.Устройство работает следующим образом. Смешанный поток информационных сигналов меры И и вспомогательных сигналов меры и с выхода линии пере-. дачи поступает на входы аналого-цифрового преобразователя 1 и синхронизатора б, Синхронизатор б вырабатывает цикловые сигналы, определяющие цикл усреднения вспомогательных сигналов и цикл обновления эталонных сигналов для определения эоны принадлежности амплитуды измеряемых импульсов. Весь поток информации на время цикла запоминается в блоке 2, В ключевом блоке 8 из всего потока импульсов выделяются вспомогательные сигналы разных мер. Для этого всинхронизатрре б формируются управляющие строб-импульсы. В блоке 9 приня" тые вспомогательные сигналы сРавниваются с и эталонными сигналами (эталонными цифровыми комбинациями), формируемыми в блоке 14. Сигналы с выхода блока 9 усредняются пувем накопления в счетчике 7, причем число каскадов счетчика 7 равно числу мер вспомогательных сигналов и и не менее двух.В вычислителе 13 по выходным сигналам счетчика 7 в конце каждого цикла вычисляются сигналы коррекции амплитуды вспомогательных .сигналовчисло мер которых и . Из этих сигналов в блоке 14 формируются и эталонных сигналов. Таким образом, в устройстве имеется кольцо обратной связи, что позволяет при изменении как уровня, так и шкалы измеряемой амплитуды импульсов, сформировать эталонные вспомогательные сигналы, так,чтобы вспомогательные сигналы каждой меры накапливались в своих каскадах счетчика 7, сигналы с выхода которых используются в устройстве для формирования в блоке 11 (оп-.ределения зоны принадлежности) амплитуды информационных импульсов. В вычислителе 10 по и выходным сигналам счетчика 7 вычисляются йп сигналов коррекции амплитуд, из которых в блоке 11 формируются И эталонных. комбинаций. формирование й сигналов в блоке 10 по и входным сигналам осуществляется путем интерполяции,причем добавочные (й-и) сигналов располагаютСяравномерно между и входными сигналами. Между каждыми двумя входными сигналами располагаются дополДтпнительно сигналов, а величии на приращения любого из й-и сигналов ЬМ 1 1 вычисляется по Формуле: 20 25 для экономии пропускной способностилинии передачи, а усредненные вспомогательные сигналы используются какдля коррекции амплитуд вспомогательных сигналов, так и для коррекцииамплитуд информационных сигналов,Способ измерения амплитуды импульсных сигналов позволяет повысить точность измерения, особенно при нелинейных по измерительной шкале изменениях амплитуды импульсов, поскольку приращения для коррекции ампли туд информационных сигналов формиру-ются по каждой паре ближайших к нимвспомогательных сигналов. Кроме того,отсутствует временное запаздываниемежду информационньааи сигналами и Я соответствующими сргнаЛами коррекции-амплитуд, что повышает степень соответствия корректирующих приращенийизменениям амплитуды сигнала и увеличивает точность измерения.Устройство может найти применениев измерительной технике, в одноканальных амплитудных изверителях, атакже в многоканальных (многочастотных) приемных устройствах систем пе О редачи и приема информации, в которых необходимо точно измерить величину сигнала в каждом из частотныхканалов прежде чем принять решениео выборе канала с максимальным сиг налом. где номер зоны, определяемой любой йарой соседних вспомогательных сигиапов;- номер дополнительногосигнала в зоне ьаи и ап " приращение вспомога 1 И тельных сигналов.При нестабильнрсти уровня и шкалы в канале передачи изменяются амплитуды инФормационных и вспомогательных сигналов, изменения последних усредняются и,используются для изменения эталонных сигналов эон определения принадлежности измеряемых сигналов, которое осуществляется в блоке 3. По выходным сигналам блока 3, представляющим результат измерения в позиционном коде, и преобразователе 4 формируется параллельный двоичный код,соответствующий результату измеренияамплитуды каждого импульса. Для повышения надежности измерения амплитуды импульсов наименьший иэ сигналов разности принятого сигнала и эталон 5 .ных сигналов иэ блока 3 поступает в блок 12, выходной сигнал которого соответствет модулю отклонения принятого сигнала от номинального уровня. Прн отсутствии помех в линии передачи независимо от зоны принадлежности информационного сигнала в блок 12 поступают одинаковые цифровые комбинации, соответствующие середине зоны. При наличии помех в зависимости от их уровня имеет место пропорциональ ное увеличение отклонения модуляразности на выходе блока 12, В формирователе 5 формируется выходной измерительный сигнал в цифровой форме, старшие разряды которого соответствуют квантованному значению измеряемой амплитуды, а младшие определяют надежность измерения и могуъбыть использованы для выбора данныхизмерений с выхода основного или резервного тракта, а также при обработке для отбраковки недостовернойинформации. Таким образом, при изменении амплитуды каждого импульса в процессе передачи первоначально выявляются изменения амплитуды вспомогательных сигналов, число мер которых невелико864544 Формула изобретения 7831/ное ПП Патент",од, ул. Проектная,1. Способ цифрового измерения амплитуды импульсных сигналов, основанный на использовании квантованных информационных и вспомогательных сигналов с числом мер меньшим числа мер информационных сигналов, на интервале каждого импульса определяют принадлежность информационных сигналов к одной иэ зон по амплитуде путем сравнения с эталонными сигналами, усредняют вспомогательные сигналы и Формируют сигналы коррекции амплитуды информационных сигйалов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, число мер вспомогательных сигналов устанавливают не менее двух, предварительно запоминают квантованные информационные и вспомогательные сигналы и определяют принадлежность вспомогательных сигналов к одной из эон по амплитуде, а после их усреднения формируют сигналы коррекции амплитуды вспомогательных сигналов, суммируют их с вспомогательными эталонными сигналами при определении принадлежности последующих вспомогательных сигналов к одной из зон по амплитуде, после формирования сигналов коррекции амплитуды информационных сигналов суммируют их с информационными эталонными сигналами при определении принадлежности информационных сигналов к одной из эон по амплитуде, после чего преобразуют адрес эоны принадлежности каждого информационного сигнала в цифровой код.2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя через синхронизатор,второй выход которого соединен с первым входом блока памяти и с вхОдомустановки счетчика, выход которогоподключен к входу первого вычислителя приращения, блок памяти , выходкоторого подключен к первому входупервого блока сравнения и выбора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения,о введены дополнительный блок сравнения и выбора, два блока формированияэталонных сигналов, дополнительныйвычислитель приращений, преобразователь кода, блок Формирования модуля15 разности и формирователь выходногосигнала, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен свторым входом блока памяти, выходключевого блока соединен с первым2 О входом дополнительного блока сравнения и выбора, выход которого черезсчетчик, первый вычислитель приращений и первый блок Формирования эталонных сигналов соединен со своимвторым входом, второй выход счетчикачерез дополнительный вычислитель приращений и второй блок формированияэталонных сигналов соединен со вторымвходом первого блока сравнения и выбора, выход которого через преобра-.l)зователь кода и блок формированиямодуля разности соединен с входамиформирователя выходного сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Алиев Т.М. и Сейдель Л.Р,Автоматическая коррекция погрешностейцифровых измерительных приборов. М.,