Устройство сравнения мощности случайных сигналов

, (51)5 7/00 различий изменты ее экстрекеВ обра быть гналов и може учаиныхльзовано и, в р ачения где по сравни ным зн оастр влена функцио аемого устройного на истемах раз уги рен диосистем а также в др лежащая изме ат личина этало Устроиствов каждый из котельно соедине одержит п кан орых входят и ные усилитель атор 3 со сбр нгеграгора 3входом соотв л ически ется авт следооа 1, квад нием,Целью изобретения я ется повыше ойства 2, интегр каждог о и единен со ополнител Выход каж;сом,со .,.оприоцесг о -.ти сл ии хар также яээс точности ра ненни мощ 1 о и определен зменений, а и применени срасов чаиных и ктера ра расширенет обесп тву злиции ие об- ецения го дти ьного элементдого лемгнта амя л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБР". ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ТОРСИСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авгорское свидетельство СССР И 752173, кл. С 01 К 17/00, 1980,Авторское свидетельство СССР Н 1277001, кл. С 01 Е 17/00, 1985, (54) УСТРОЙГТ 80 СРАВ 1 ЕНИЯ МОЦНОСТИ СЛУКИНЫХ ГИ НАЛОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и монет быть использовано при обработке случайных сигналов, Цель изобретения - повышвние точности и расширение области применения - достигается введением в каждый канал дополнителы.ого фильтра нижних частот, блока выделения экст" ремумов,.канального формирователя импульсов и преобразователя цастотаИзобретение относится напряжение, а также четырех элементов И, двух триггеров, двух дополнительных счетчиков импульсов, вычислителя, и-входового элемента ИЛИ и и-.входового блока сравнения, пороговогоблока и дополнительного формирователяимпульсов, выполнением генераторатактовых импульсов с управляющим входом, а также образованием новых связей Устройство позволяет обеспечитьоптин эльный режим работы, заключающийся в том. цто при малых скоростяхизменения уровня сигнала выборки уровня мощности производятся через весьмазначительное время, при увеличениискорости изменения сигнала частотавыборок пропорционально возрастает,Кроме того, устройство позволяет оценивать характер различия измененийуровня мощности в моменты его максимального и минимального значений, атакже в моменты максимальной скоростиизменения сигнала, 1 ил,пределения характер ения мощности в мом альных значений,На цертене предст альная схема предлао мов,льсов50 цасны к быть выло напримерстрыми Флу оки 21-27 могут стейшем случае, а сигнала с быми процессами.х аналж.оаых о блок 22 выделен нове компаратор лок 25 сравнеии ены,л о ения,аиали циоии дсд 1 и иэ ;.-се- стаи1 Ог;.а, . дк, Лйия экстремумова и линии заде/я - на огиове ма уамер, на о соединен со входом соответс ующего инвертора 5 и входом элмент 6 памяти. Выход инвертора 5 и выход элемента 6 памяти каждого канала соединены с соответствующими входами сумматора 7 на два входа. Выход суммаа 7 на два входа каждого канал соединен со входом соответствующегоключа 8, выходы которых соединены ссоответствующими входами сумматора,9 на о входов, Выход сумматора. 9 наа входов соединен с входом фильтра10 нижних цастот, выход которого подсоединен к последовательно соединенным разделительной емкости 11, триггеру 12 Имитта, Формирователю 13 импульсов и счетчику 14 импульсов, Выход генератороа 15 тактовых импульсов, общего для всех каналов, соединен с входом первого элемента 16задержки и подсоединен к стирающемувходу элементов 6 памяти всех каналов, Выход первого элемента 16 задержки с единен с входом второго элемента 17 задержки и соединен с входами,управляющими записью в элементах 6памяти всех каналов. Выход второгоэлемента 17 задержки соединен с входом третьего элемента 18 задержки исоединен со стирающими входами дополнительных элементов 4 памяти всехканалов. Выход третьего элемента 18 задержки соединен со входом четвертого элемента 19 задержки и соединен со входами, управляющими записью в дополнительных элементах 4 памяти всех ,)каналов, Выход четвертого элемента задержки соединен со входом линии 20 задержки на и выходов, с входами сброса интеграторов 3 всех каналов и счетчика 14 импульсов. Выходы лиийи задержки иа п выходов соединены с управляющими входами соответствующих клюцей 8. Каждый из каналов также содержит последовательно соединенные дополнительный фильтр 21 нижних частот, блок 22 выделения экстрему канальный Формирователь 23 импу и преобразователь частота - нап ние 24, выходы преобразователей тота - напряжение 24 подсоедине входам и-входового блока 25 сравн выход блока 25 сравнения соединен сфв одг.м у-гаюлеиия цастотой генератора 15 тактовых импульсов, "ход-.в .ми управления длительностью импульсов каналь-, ных формирователей 23 импульсов и до полнительного Формирователя 27 импульсов и. с, входом. порогового блока26, выход порогового блока 26 соединен с входом дополнительного формирователя 27 импульсов. Выход дополнительного формирователя 27 импульсовсоединен с первым входом первого элемента И 28, выход которого соединенс первым входом первого триггера 29, 0 выход которого соединен с первым входом второго элемента И 30, выход которого соединен со счетным входомпервого дополнительного счетчика 31импульсов, выход которого соединен с 15 входом вычислителя 32. Вход каждогодополнительного Фильтра 21 нижнихчастотсоединен с выходом ключей 8своего канала, выходы канальных Формирователей 23 импульсов соединены с 20 соответствующими входами и-входовогоэлемента ИЛИ 33, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 34, выход которого соединенс первым входом второго триггера 35,выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И 36, выходкоторого соединен со счетным входомвторого дополнительного счетчика 37импульсов, Вторые входы первого 28 30 и третье 34 элементов И, а такжевходы сброса первого 31 и второго37 дополнительных счетчиков импульсови тактовый вход вычислителя 32 соединены с выходом четвертого элемента19 задержки.Вторые входы первого 29 и второго35 триггеров соединены с и-м входомлинии 20 задержки на и выходов, вторые входы второго 30 и четвертого 40 36 элементов И соединены с выходомФормирователя 13 импульсов, а выходыпервого 31 и второго 37 дополнительных счетчиков импульсов и счетчика14 импульсов соединены с соответст вующими входами вычислителя 32,Вычислитель 32 в простейшем случае может быть выполнен в виде трех, канального самописца, использующегов качестве меток времени тактовыеимпульсы с генератора 15.С выходов усилителей 1 каждого20 канала сигнал поступает на квадраторы 2,1 вадрированныа напряжения сигналов каждого канала суммируются в интеграторах 3 со сбросом, процесс суммирования в которых начинается после окончания импульса сброса с выхода цетвертого элемента 19 задержки, Результат суммирования в интеграторах 3 запоминается соответственно в дополнитель лых элементах 4 памяти, на которые вначале поступает импульс стирвния предшествующего значения с выхода второго элемента 17 задержки, а затем поступает импульс, управляющии записью с выхода третьеч35 го элемента 18 задержки, Предшествующие значения, записанные в дополни. - тельных элементах 4 памяти, переписываются соответственно в элементы 6памяти,Лля этого на элементы 6 памяти вначале поступает импульс стирания с выхода генератора 15 тактовых импульсов, а затеял импульс, управляющий записью с выхода первого,элемента 16 задержки, Предшествующее значение и инвертированный в инверторе 5 результат последнего интегрирования в интеграторе 3 каждого канала складываются в сумматоре 7. С выходов сум 50 матора 7 каждого канала сигналы поступают соответственно на входы ключей 8, Импульсы на управляющие входы . ключей о поступают с соответствующих вьходов линии 2 Г 1 задержки на вход ко 5г- - : - ; т,-ч ЬГ С ВЫХОда ЭГС мента 19 зсдс;.. Та":и обр: з."м. считанные последовательно во времени через интервал с значения сигналов 45 рицы и диодов, пропускающей на выходсигнал с большим по величине уровнемнапряжения,. требование к Формирователю 27 и элементу И 28 - обеспечить5длительность выходного импульса, равную периоду тактовой цастоты генера, тора 15 импульсов, он может быть выполнсн на основе ждущих мультивибраторов с управляемой длительностью 10импульса,. Однако для более общихслучаев при работе с сигналами, имеющими более широкий диапазон скоростиизменения мощности, целесообразноуказанные блоки выполнить на их функциональных аналогах на основе цифровой техники по известным схемам,Устройство работает следующим об,разом,в сумматорах 7 появляются на выходах"кючей О и далее поступают на входысумматора 9 на и входов, На выходесумматора 9 на о входов образуетсяразвернутый во рремени набор дискретных сигналов различий изменений мощности нестационарных случайных процессов. зафиксированных в сумматорах7. Этот дискретный набор сигналовпоступает на фильтр 10 нижних частот,который сглаживает дискретный наборсигналов, выполняя роль интерполято"ра На выходе фильтра 10 нижних цастот образуешься непрерывный сигнал,отображающ:лй характер различий изм; -ненир мощности нестационарных случайных процессов в в каналах, Сигнал свыхода Фильтра 10 н(лен,лх частот поступает церез разделительную емкость11 на вход триггера 12 Нмитта, На выходе триггера 12 Омитта образуетсясигнал с крутыми. Фронтами и срезами.Причем срезы этого сигнала хактеризуют цисло экстремумов сигнала на входеразделительной емкости 11. Выход триг-,гера 12 1."митта подсоединен к входуформирователя 13 импульсов по срезувходных импульсов, Таким образом, навыходе Формирователя 13 импульсое появляются импульсы, соответствуещис:срезам импульсного сигнала на .,шхер;,триггера 12 Имитта.. Подсчет этих импульсов осуществля"ет сцетцик 14 импульсов, на выходекоторого Фиксируется общее число максилумов непрерывного сигнала на г;ыходе Фильтра 10 нижних частот. Имеломаксимумов показывает характер раз-личий изменения мощности нестационар"ных случайных: процессов в каналахи используется для обработки в вычислителе 32,К выходам ключей 8 каждого канала подсоединены входы дополнительных фильтров 21 нижних частот, которые выделяют огибающую, показывающую изменение мощности в каждом канале тот сигнал поступарт на вход блока 22 выделения экстремумов, который выде- . ляет участки с наибольшей и наимень-. шей амплитудой сигнала, а канальные Формирователи 23 импульсов, ко входам кГ)трых подсо(. дн ьы е ;".од,лпэ ".св 2 выде пения э(Гп)м)мыФ 1,.руют эти участки по длительности,п")- довый блок 25 сравнения выделяет участ17075 изменени максимал ня сигнал мироватеоого доп торый пе на соотв 32. По окончании опроса импульсом с и-го выхода линии 20 задержки на и выходов первый триггер 29 сорас 1 аастся в исходное состояние. Импульсы,характеризующие наличие экстремумов ки с нэ,1-.".ьшей скоростью изменения иощност, д.",я чего импульсы с выходсз канальных Ф".-мирователей 23 каждого канала посту,-ают на входы преобразо- вателей 21 ча в ,ота - напряжение, выходы которых с.единены с соответствующими входа;ъ: и-входового блока 25 сравнения. Н.-.;.гяжение с выхода и-входового блока 25 сравнения поступает на управляющя вход генератора 15 тактовых импу :"в, выполненного, например, по и:,е.е ГУН, корректируя его тактовую ,аслоту в соответствии с максимальной сэостью изменения уровня сигнала, а -.экже поступает на управляющие входы з;.альных формирователей 23 импул .сэв, корректируя длительность внх дных импульсов, поддерживая их равны:1 и приблизительно 20 периоду тактовой частоты ", енератора 15 тактовых импульсов. Кроме того, напряжение с выхода блока 25 сравнения поступает на вход порогового блока 26, в котором задается порог срабатывания, соответствуший определен-. ной скорости изменения усов я сигнала. С выхода порогового блока 26 сигнал поступает на, вход дополнительного формирователя 27 имп. льсов, на 30управляющий вход которого подается корректирующий длительность выходного импульса сигнал с выхода п-входово 1-о блока 25 сравнения, ( Формирователю 27 предъявляются треооэания, З 5 аналогичные требованиям к Формирователям 23, Импульсом с выхода дополнительного Формирователя 27 импульсовоткрывается первый элемент 28 И, по второму входу которого проходит импульс запуска первого триггера 29, который открывает второй элемент 30 И при первом поступлени 1 импульса с выхода четвертого 19 элемента задерж" 45 ки, При этом сигналы опроса датчиков и каналов, характеризующие различиея и соответствующие моментуьной скорости изменения урова, поступают с выхода фор"ля 13 импульсов на вход пер 50олнительного счетчика 31, коред этим обнуаяетсяи далееетствующий вход вычислителя 508в соответствующем к:але с выходов канальных формирователей 23 импульсов, поступают на соответствующие входы и-входового элемента.,ИЙ 33 у с выхода которого через третий эле-мент И 3 М поступают на первый вход второго триггера 35, который запускается по приходу первого же импульса на второй вход третьего элемента И 3 М с выхода четвертого элемента 19 задержки и открь 1 вает четвертый эле" мент И 36, Через который поступают импульсы, характеризующие различие изменений мощности в моменты экстремума любого из каналов с выхода формирователя 13 импульсов на вход второго дополнительного сцетцика 37 импульсов, который перед этим обнуляется, и далее на соответствующий вход вычислителя 32. По окончании опроса импульсом с и-го выхода линии 20 задержки на и выходов второй триггер 35 сбрасывается в исходное состояние.Таким образом, устройство позволяет обеспечить оптимальный режим работы, заключающийся в том, цто при малых скоростях изменений уровня сигнала выборки уровня мощности производится через весьма значительное время, при увеличении скорости изменения уровня сигнала цастота выборок пропорционально возрастает. Кроме того, устройство позволяет оценивать характер разлиция изменений уровня мощности в моменты его максимального. и минимального значений, а также в моменты максимальной скорости изменения уровня сигнала, что существенно расширяет область его применения. формула изобретенияУстройство сравнения мощности случайных сигналов по авт,св. . 1277001, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения устройства, в него вверены в каждый канал последовательно соединенные дополнительный Фильтр нижних частот, блок выделения экстремумов, канальный Формирователь импульсов и преобразователь частота - напряжение, а также четыре элеиента И, два триггера, два дополнительных счетчика 1 мпулсов цыц сл -, " и-иходовый элемент ИЛ и аследоиатель:;о соединенные и-входовый блок сравнения, по1 С 17075,О Составитель С. Хромоверактор Н, Лазаренко Техред А.Кравчук Корректс Пилипенко ир каз 265 дписное ытил,фл при Г,1 Т С Ч/. 11 ЛИ Г":;,;"р ведл-.го оите 113035, Мое", з по и.обветсниям , отк г, о 1 уск. я н-о в здательский комбинат "Патснт" г, Ужгород, ул. Гвгвринв 1 роизводствен роговый блок и дополнительный Формирователь импульсов, а генератор тактовых импульсов выполнен управляемым,при этом вход дополнительного фильтранижних цастот в каждом канале соединен с,выходом ключа, выход каждогопреобразователя цастота - напряжениесоединен с соответствуюпим входома"входового блока сравнения, выходкоторого соединен с управляющими входами генератора тактовьх импульсовканальных формирователей и дополнительного формирователя импульсов,выход дополнительного формирователяимпульсов соединен с первым входомпервого элемента И, выход которогосоединен с первьм,входом первоготриггера, выход которого соединен спервым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом первого дополнительного сцетцика импульсов, входы и-входового элемента ИЛИсоединены с выходами соответствующих канальных форлирсвателей импуль-;сов, а его выход - с первым входомтретьего элемента И выход которого 5 соединен с первым входом второготриггера, выход которого соединен спервым входом четвертого элемента И,выход которого соединен с входом второго дополнительного сцетцика импуль сов, вторье входы первого и третьегоэлементов И и входы сброса первого ивторого дополнительных счетчиковимпульсов обьединелы и соединены свыходом четвертого элемента задержк,л 5 и тактовым входом вычислителя, вторыевходы второго и четвертого элементовИ,соединены с выходом формирователяимпульсов, вторые, входы первого ивторого триггеров соединены с и-и 20 вь 1 ходом линии задержки на и выходов,а выходы всех счетчиков импульсовсоединены с соответствующими входаливычислителя,