Вычислительное устройство для первичной обработки информации

О П И С А Н И Е74656 ЯИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(23) Приоритет до делам нзобретеннй н открытий(53) УДК 681. ,335(088,8) Дата опубликования описания 08,07,80(72) Авторы изобретения В, Н, Лапенко, Н. Н. Шишкевич и . Г. Г, Золотова Московский институт электронной техники(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАБИИ Предлагаемое вычислительное устройство относится к вычислительной технике, в частности может быть использовано в устройствах преобразования аналоговых величин в цифровой код.Известны устройства, используемые5 для первичной обработки информации путем сжатия динамического диапазона при измерении амплитуд импульсов, Сжатие динамического диапазона при обработке одиночных импульсов необходимо вследствие узкого динамического диапазона детекторов, в частности пиковых, НаиболЬшее распространение для э"тих целей получщти логарифмические усилители (11 . Из известных вычислительных уст- ройств наиболее близким к предложенному является вычислительное устройство для первичной обработки информации, содержащее тз усилительных каскадов, соединенных выходами со входами сумматора ( и) элементов задержки, каждый из которых включен между соответствующими предыдущим и последующим усилительными каскадами, пиковый детектор, ключ,два пороговых блока и блок выбора порядка 12Недостатком этого устройства является то, что для определения параметровимпульсов большого динамического диапазона (120-160 дБ) требуется большое число каскадов усиления, Например,для измерения сигналов с динамическимдиапазоном в 120 дБ при разрешающейспособности пикового детектора 10 дБнеобходимо 12 усилительных каскадов,с коэфФициентом усиления 10 дБи, соответственно, 11 элементов. задержки,что очень громоздко и приводит кувеличению габаритно-весовьм характеристик устройства,Бель изобретения - уменьшение объма оборудования при обработке сигналовбольшого динамического диапазона,Поставленная цель достигается тем,что в вычислительное устройство, содержащее ет усилительных каскадов,(тт)37465элементов задержки, каждый из которыхвключен между соответствующими предыдущим и последующим усилительными каскадами, и первый сумматор, причем выходы усили 5тельных каскадов подключены к входам пер", вбго сумматора, введены второй сумматор и 1 дополнительных усилительных каскадов, последовательно соединенных другс другом через (Р -1) дополнительныхэлементов задержки, вход устройства соединен с одним из входов первого сумматора; выход первого сумматора соединенсо входом первого дополнительного усилительного каскада и с одним из входоввторого сумматора, другие входы которого подключены к выходам других дополнительных усилительных каскадов, выходвторого сумматора связан со входом блока вьборки и хранения сигнала,аналогоВЫй ВЫХОД КОтОрОГО янецяЕГСясс аиаЛОГОВЫМ 20выходом устройства, а группа разрядныхвыходов - цифровым выходом устройства,При этом блок выборки и хранения сигнала содержит элемент задержки, ключ, пиковый детектор, пороговый элемент, узел 25управления и счетчик, причем выход элмента задержки через ключ подключен ковходу пикового детектора, один выход порогового элемента соединен со счетнымвходом счетчика, а другой выход соеди- З 0нен с входом узла управления, первый ивторой выходы которого подключены ковходам ключа и пикового детектора, третий и четвертый . выходы узла управления соединены с управляющими входами 35счетчика, входы элемента задержки и пороговогоэлемента подключены ко входублока выборки и хранения сигнала, выход пикового детектора является аналоговым выходом, а группа разрядных выходов счетчика - группой разрядных выходов блока выборки и хранения сигнала,На фиг, 1 приведена структурная схема вычислительного устройства для первичной обработки информации, на фиг. 2- 45функциональная схема блока выборки ихранения сигнала, на фиг. 3 - временнаядиаграмма работы устройства,Вычислительное устройство (фиг. 1)содержит г усилительных каскадов 1,последовательно соединенных друг с другом через элементы 2 задержки, входыусилительных каскадов 1 и выход й-гокаьсскада 1"подключены ко входам сумматора 3, соединенного выходом с первым55из 1 дополнительных усилительных каскадов 4, между соответствующим предыдуюпм н псспеиуююим усипетепьными кпс69 фкапами 4 включены ( Р - 1) дополнительных элементов 5 задержки, входыусилительных каскадов 4 и выход В -гокаскада 4 подключены ко входам .сумматора 6, соединенного выходом со входомблока 7 выборки и хранения сигнала,Блок 7 выборки и хранения сигнала(фиг, 2) содержит элемент 8 задержки,ключ 9, пороговый элемент 10, узел11 управления, пиковый детектор 12и двоичный счетчик 13, причем вход элемента 8 задержки и вход порогового эле 1мента 10 являются входом блока 7 выборки и хранения сигнала, Один выход порогового элемента 10 подключен к счетному входусчетчика 13, другой выходчерез блок 11 соединен со входом ключа9 и со входоМ пикового детектора 12, выход последнего является аналоговым выходом блока 7, а группа разрядных выходов счетчика 13 является группой разрядных выходов блока 7, выход элемента 8 задержки через ключ 9 подключен ко входу пикового детектора 12.Вычислительное устройство для первичной обработки информации работаетследующим образом,Входной сигнал одновременно поступает на первый усилительный каскад 1,на первый дополнительный усилительныйкаскад 4 и на вход сумматора 6 черезсумматор 3 (фиг. За) и усиливаетсяпоследующими усилительными каскадами1 и 4. С выхода первого элемента 5 мдержки усиленный в к раз (фиг. 36)импульс поступает на вход сумматора 6через время, равное ъ эд а с выхода В -го каскада 4 - через ( Р -1) сЗО 9Время задержки т; , элемента 8 запасудержки желательно выбирать больше длительности измеряемого импульса. С выхода первого элемента 2 задержки усие+лленный в к: краз импульс (фиг. 3 )поступает на вход сумматора 3 черезвремяT =(Е +1)ъц, а с выхода д -гоусилительйого каскада 1- через время,равное (Г/-1) Тз с выхода сумматора 3 усиленные в К,к,к, " к разимпульсы последовательно поступают насумматор 6 и цепочку усилительных каскадов 4 (фиг.Зж). На выходе сумматора 6 получается последовательность равномерно разнесенных .импульсов (фиг. ЗР)упричем амплитуды двух ближайших отличаются в кл раз, Первый пришедший вовремени импульс имеет минимальную повеличине амплитуду равную Ов х ампли-вхтуда второго пришедшего импульса2, Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок выборки и хранениясигнала содержит элемент зааержки, ключ, пиковый детектор, пороговый элемент, узел управления и счетчик причем выход элемента задержки через ключ подключен ко входу пикового детектора, опии выход порогового элемента соепинен со счетным входом счетчика, а другой выход соединен с входом узла 5 74656О Ке, третьего - Ов К(0+1)-го,Овх к;(1+2)-го-О кеф" , последнего., , те+ч 1+е4Эта пачка импульсов поступает напороговый элемент 10 блока 7, которыйсрабатывает при приходе импульса с амплитупой, превышающей установленный порог срабатывания Оц, равный нижнейгранице пинамического диапазона пикового детектора (фиг, Зо) и выпает сигнал на узел 11 управления, который обнуляет пиковый детектор 12, записываетв счетчик 13 число на единицу большее,1чем количество импульсов в пачке, иразблокирует счетный вхоп счетчика 13 5на время, равноеГ(0+1+0+ 43 с о. Всчетчике 13 записанное число по приходуимпульсов с порогового элемента 10 начнет уменьшаться по тех пор, пока будутпоступать импульсы с порогового элемента 10 на счетный вход, т,е, пока измеряемый сигнал не дойдет по послепнегоусилительного каскада. После приходапоследнего импульса из пачки счетчик13 блокируется, Задержанный на времяобработки сигнала в элементе 8 задержки измеряемый сигнал проходит черезключ 9, открытый на это время узлом 11управления, на пиковый детектор 12,гае он и запоминается,Выходной сигнал представляется в полулогарифмическом виде, гпе мантиссаго; равна выходному напряжению на пиковом детекторе 12, а порядок Р; снимается с выходов счетчика 13. Такимобразом, величина входного сигнала О,э,равна; 9 6элементов задержки, каждый из которыхвключен между соответствующими предыдущим и последующим усилительнымикаскадами, и первый сумматор, причемвыходы усилительных каскааов подключены к входам первого сумматора, о т, -л и ч а ю щ е е с я тем, что с цельюуменьшения объема оборупомния при обработке сигналов большого динамическогопиапазона,в него введены второй сумматор и С дополнительных усилительныхкаскадов, последовательно соединенныхдруг с другом через ( Р -1) дополнительных элементов эапержки, вход устройства соединен с одним из входов первогосумматора, выход первого сумматора соединен со входом первого дополнительногоусилительного каскада и с одним иэ вхоаов второго сумматора, другие входы которого подключены к выходам другихдополнительных усилительных каскадов,выход второго сумматора связан со входом блока выборки и хранения сигнала,аналоговый выход которого является аналоговым выхоаом устройства, а группаразрядных выходов- цифровым выходомустройства,40 Благоааря введению новых узлов исвязей и использованию усилительных каскапов с разными коэффициентами усиления, а именно; с коэффициентами усиления, соответствующими динамическомупиапазону пикового детектора и в несколько раз превышающими его, объем обо-руаомния значительно уменьшается безухудшения точности, Ероме того, прииспользомнии предлагаемого устройства50значительно упрощается его схема, сни-,жается стоимость и улучшаются габаритно-весовые характеристики,45 Формула изобретения551, Вычислительное устройство пля пер,вичной обработки информации, содержащее и усилительных каскапов, (б -1) управления, первый и второй выходы которого пооключены ко входам ключа ипикового детектора, третий и четвертыйвыходы узла управления соединены с управляющими входами счетчика, входы элемента задержки и порогового элементаподключены ко входу блока выборки ихранения сигнала, выхоа пикового детектора является аналоговым выходом, а группа разряаных выходов счетчика - группой разрядных выходов блока выборки и хранения сигнала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США % 3662274,кл. 329-192, опублик. 1972,2. Авторское свидетельство СССР по заявке М, 2430928,кл, О 06 6 7/12, 1976 (прототип),Составитель Шелиноваехред Ж. Кастелевич Корректор С, Шекмар Жж 751 П одписноеосударственного комитета СССРизобретений и открытийосква, Ж, Раушская набд, .4 БНИИПИ по дела 113035, М