Устройство для анализа спектрограмм

Союз СоветскихСоциапистическ ихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 8451 ОЗ)М. Кл. 789573/18-21 С 06 5 7/4 осударстаенный комитет ССС Р. по делам изобретениИ и открытийсания 07.07,(72) Автор изобретения С. В. Бирюко 1) Заявитель СТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРОГРИФ 5 5(23) Приоритет Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для моделирования сложных спектров, форма которых аналогична исходным спектрам, записанным на диаграммную ленту с выхода аналитического прибора.Известно устройство для анализа спектрограмм, содержащее блок развертки, регистрирующий прибор, сумматор и блоки формирования составляющих, причем каждый из блоков формирования составляющих содержит формирователь треугольных функций, генератор функций Гаусса, генератор функций Лоренца, резисторный элемент и смеситель 1.Однако это устройство обладает невысокой точностью.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для анализа спектрограмм, содержащее Формирователи .составляющих, каждый из которых выполнен из первого блока регулирования, первого функционального Формдрователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные сумматор, блок кЯрекции и блок развертки, выход сумматора подключен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен с вторым входом блок регистрации и с входами формирователей составляющих,к каждому из которы подключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключены к соответствующим входам сумматора Г 2Однако это устройство не позволяет непосредственно Формировать производные от моделируемых пиков и осуществлять быстрый переход от моделирования пиков, например, Гауссовой формы к режиму моделирования производных от этих пиков. Моделирование производной возможно лишь с низкой точностью и большимизатратами времени с помощью двух формирователей составляющих, моделирующих два идентичных пика разной полярности. Низкая точность моделирования обуславливается трудностью подбора параметров разнополярных пиков, смещенных относительно другдруга по координате Х, В два раза увеличиваетсячисло регулиронок, необходимых для изменения параметров производной, что определяет низкую скорость моделирования.Целью изобретения является повышение точности устройства.Достигается это тем, что в устройстве для анализа спектрограмм, содержащем формирователи составляющих, каждый иэ которых выполнен иэ первого блока регулировки, первого Функционального формирователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные сумматор, блок коррекции и блок развертки, выход сумматора подключен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен с вторым входом блока регистрации и с входами формирователей состаэляющих, к каждому из которых подключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключены к соответстнующим входам сумматора, в каждый иэ формирователей составляющих нведены второй Функциональный Формирователь, первый и второй буферные каскады, переключатель режимов формирования и дифференциальный усилитель, выход первого блока регулировки соединен с первыми входами первого и второго буферных каскадов, выход первого буферного каскада через последовательно соединенные первый функциональный формирователь и первый функциональный преобразователь подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом второго блока регулировки, выход второго буферного каскада подключен через последовательно соединенные второй функциональный формирователь и второй функциональный преобразователь к первому входу переключателя режимов формирования, второй вход которого соединен с вторым входом второго буферного каскада и с клеммой подключения внешнего источника опорного напряжения, второй вход первого буферного каскада подключен к первому выходу переключателя режимов формирования, второй выход которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя.На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - приведены диаграммы работы устройства для анализа спектрограмм.Устройство содержит формирователи составляющих 1, первые блоки регулировки 2, первые и вторые буферные каскады 3 и 4, первые и вторые 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 60 Функциональные формирователи 5 и б, первые и вторые функциональные преобразователи 7 и 8, переключатели режимов Формирования 9, дифференциаль ные усилители 10, вторые блоки регулировки 11, блок развертки 12, блок коррекции 13, сумматор 14 и блок регистрации 15.Устройство для анализа спектрограмм работает следующим образом.Напряжение развертки (в диапазоне + 10 В) подается с выхода блока развертки 12 на входы формирователей составляющих 1 и второй вход блока регистрации 15 (Х-вход двух- координатного самописца), Преобразование напряжения развертки начинается в первом блоке регулировки 2, н котором осуществляется смещение входного напряжения развертки и регулировка коэффициента передачи. Этими регулировками производят изменение положения и ширины моделируемого пика или первой производной от него. Преобразованное напряжение развертки одновременно подается на первые (инвертирующие) входы первого 3 и второго 4 буферных каскадов, осуществляющих смещение выходного напряжения первого блока регулировки 2 на постоянную величину по координате Х. За счет того, что напряжение смещения подается на противоположные входы буферных каскадов 3 и 4, их выходные напряжения смещаются в разные стороны относительно напряжения, поступающего с выхода первого блока регулировки 2. С выходов буферных каскадон 3 и 4 преобразованные напряжения разверток поступают на входы первого и второго функциональных формирователей 5 и б, в которых формируются напряжения треугольной формы, симметрично сдвинутые относительно нулевого значения выходного напряжения первого блока регулировки 2 (Х координата Фиг. 2,а).Напряжения с выходов первого 5 и второго б Функциональных формирователей поступают на входы первого 7 и нторого 8 функциональных преобразователей, каждый из которых формирует одну половину выбранной функциональной зависимости (например, функцию типа Гаусса), вторая половина симметричной кривой формируется эа счет обратного склона треугольной функции. Сформированные таким образом функциональные зависимости поступают на раэнополярные входы дифференциального усилителя 10, с выхода которогоснимается разностный спектр, моделирующий функциональную, зависимость первой производной от пика с теми же параметрами. Выходное напряжение дифференциального усилителя 10 через второй блок регулировки 11 подается510 15 2025 ЗО 35 40 45 50 55 бО 65 на один из входов сумматора 14,Суммарное напряжение поступаетна вход блока коррекции 13 и первыйвход блока регистрации 15 (У-вход,двухкоординатного самописца). Выходное напряжение блока коррекции13, пропорциональное скорости изменения моделируемого напряжения,поступает на вход блока развертки12 и управляет им таким образом,чтобы скорость воспроизведения моделируемой кривой в блоке регистрации15 не превышала максимально допустимого значения для данного типарегистратора.Для обеспечения быстрой сменырежимов моделирования в каждый формирователь составляющих введен переключатель режимов формирования 9,который управляет переключением сигналов во входных цепях первого буферного каскада 3 и дифференциального усилителя 10.В режиме формирования симметричныхпиков второй (инвертирующий) входпервого буферного каскада 3 ивторой (неинвертирующий) вход дифференциального усилителя 10 черезпервый и второй выходы переключателя режимов формирования 9 закорочены на землю. При этом вершинатреугольной зависимости, снимаемаяс выхода первого функциональногоФормирователя 5, формируется при переходе внутренней развертки (выходное напряжение первого блока регулировки 2) через нулевое положение,а сигнал с выхода второго функционального преобразователя 8 не поступает на второй вход дифференциального усилителя 10, Это обуславливает формирование одной Функциональной зависимости с максимумом, связанным с положением нуля внутреннейразвертки (нулевое положение поУ координате (фиг.2,б,в),В режимеформирования первой производной через первый выход переключателя режимов формирования 9на второй (инвертирующий) вход первого буферного каскада 3 подаетсясмещающее напряжение Ооп, а черезвторой выход переключателя режимовформирования 9 неинвертирующий(второй) вход дифференциальногоусилителя 10 подключен к выходувторого функционального преобразователя 8.Реализация такого устройства дляанализа спектрограмм позволяетточно формировать симметричные пикии первые производные от них, независимо от линейностй во временивходной развертки, поступающей свыхода блока разверткиЭто дает возможность использовать стабилизациюскорости записи и исключить погрешности, связанные в инерционнымисвойствами самописца при записи первых производных от пиков с малойшириной и максимальной амплитудой,формула изобретенияУстройство для анализа спектрограмм, содержащее Формирователисоставляющих, каждый иэ которыхвыполнен .из первого блока регулировки, первого функционального формирователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенныесумматор, блок коррекции и блокразвертки, выход сумматора подклю-чен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединенсо вторым входом блока регистрациии с входами Формирователей составляющих, к каждому иэ которых подключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждогоиэ вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего форми-рователя составляющих, выходы Формирователей составляющих подключенык соответствующим входам сумматора,. о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с .целью повышения точностиустройства, в каждый из формирователей составляющих введены второйфункциональный формирователь, первый и второй буферные каскады, переключатель режимов формирования идифференциальный усилитель, выходпервого блока регулировки соединенс первыми входами первого и второгобуферных каскадов, выход первогобуферного каскада через последовательно соединенные первый функциональный формирователь и первый,функциональный преобразователь подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которогосоединен с входом второго блока регулировки, выход второго буферногокаскада подключен через последовательно соединенные второй функциональный формирователь и второй Функциональный преобразователь к первому входу переключателя режимов формирования, второй вход которого соединен с вторым входом второго буФерного каскада и с клеммой подключения внешнего источника опорного напряжения, второй вход первого буферного каскада подключен к первому выходу переключателя режимов формирования, второй выход которогосоединен с вторым входом дифференциального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 458840, кл. С Об С 7/48, 30.10.732, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2591925/18- 24,кл. 6 Об С 7/48, 17.10.78.845163 Составитель М. Пластининедактор Е. Гончар Техред З,фанта Корректт азарова каэ 4168/4 сноСР/5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ил ТиНИИПИ Гопо делам035, Мос аж 745 дарственно иэобретени а, Ж, Р Под комитета и открытий ушская наб