Устройство для измерения амплитуды напряжений случайного процесса

Союз СоветскииСоциалкстическнкРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 92043(22) Заявлено 16.07.80 (21) 2961239/18-24с присоединением заявки М(51)М. Кл Ь 06 1 15/36 Ьсударстщниый комитет 3) Иркоркт СССР ао делам изабретеиий и открытииОпубликовано 1Дата опубяик еиь М 1 504 82 04,82, Ькм ния описания 3) УЙК 681.3(71) Заявитель ральский ордена Трудового Красного Знаме.институт нм. С.М. Кирова) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ НАПРЯЖЕНИЙ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА зобретен та задержки и выходом временного положения э ход элемента задержки ляющим входом адресно пульсов, а выходы схем ключены ко входу соотв канального счетчика 12В известном устройс го-цифрового преобразо происходит не в момент позже, когда момент и блока выделения стремумов. Выс управика иь- ний подеди о сч впа тствующег ал тве запуск аателя (АЦП) экстремума, ерегиба реал угие ены фровоа об-.относится к статистическимЛююсредствам и предназначевания элект онзме нтель измеритеЛьнымев но для нспользо Р р ной техники.Известны устройства для измеренияразмаха напряжений случайной формы,в основе работы которых лежит принципопределения размаха через разность максимального и минимального пиковых значений, измеренных с заданной вероятно-стьюЩ.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является устройство, содержащее последовательносоединенные аналого-цифровой преобразователь и адресный счетчик импульсов,выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора. Выходыдешифратора подключены к входам соответствующих схем совпадения, дрвходы которых обьединены и соединс управляющим входом аналого-ци го преобразователя, входом .счетчикщего числа экстремумов, входом эл ции уже прошел, что,приводит к погрешности определения размаха по причине запаздывания сигнала в блоке выделения экстремума и неучета этого запаздывания сигнала.Цель изобретения - повышение точ ности измеренийЦель достигается тем, что в устройство для измерения амплитуды напряжений случайного процесса, введены блок задания объема выборки и два цифровых дискриминатора, причем вход элемента задержки подключен ко входу устройства,920743 фреализация поступает на блок 6, Этотблок вырабатывает короткие импульсыв моменты времени, соответствуюшиетекушим (локальным) экстремумам. Науправляюший вход АЦП с блока 6 поотупают импульсы, соответствующие всемтекущим экстремумам (максимумам иминимумам). На управляющий вход первого цифрового дискриминатора 4 сблока 6 поступают импульсы, соответствующие положению максимумов, а науправляющий вход второго дискриминатора 5 - импульсы, соответствующиетолько минимумамПри этом АЦП срабатывает всякий раэ с поступлением,импульсов с блока 6, если имеется разрешающее напряжение на запрещающемвходе АЦП, поступающее с выхода блока 8 задания объема выборки, АЦП вырабатывает сигнал в виде времяимпульсного кода, содержашего импульсы с одинаковым периодом следования, число которых пропорционально. значению напряжения реализации на входе в моментзапуска, Цифровые коды с выхода АЦПпоступают на информационные входыцифровых дискриминаторов 4 и 5. Обадискриминатора совершенно одинаковыпо схеме и работедискриминатор. работает следуюшимобразом.Перед поступлением первого кода нацифровой дискриминатор со счетчика 9вводится число А, равное коэффициентупересчета счетчиков 9 и 10 (они одинаковы по объему), Затем на управляюший вход дискриминатора поступает импульс с блока 6 выделения. экстремумов,опережаюший сигнал АЦП. Он закрываеттриггер 11. Цифровой времяимпульсныйкод, поступая затем на информационныйвход дискриминатора, следует на обасчетчика. Так как в счетчик 9 . быловведено ранее число А, то первый жеимпульс вызывает переполнение его,проходя на триггер и открывая его. Триггер вырабатывает разрешающее напряжение на временной селектор, которыйвсе импульсы поступавшего с АЦП кодапропускает на выход цифрового дискриминатора, Счетчик 10 просто запоминаетпоступившее на него число импульсовкода С. а вьход - к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами цифровых дискриминаторов, выходы которых подключены ко входу счетчика импульсов, второй выход блока выделения временного положения экстремумов соединен с управляющим входом первого цифрового дискриминатора, а третий выход - с управляюшим входом 10 второго цифрового дискриминатора и входом блока задания объема выборки, выход которого подключен к запрещающему входу аналого-цифрового преобразователя. 35Цифровые дискриминаторы содержат два счетчика импульсов, триггер, временной селектор и формирователь импульсов, причем информационные входы счетчиков и временного селектора сое о динены с информационным. входом цифрового дискриминатора, управляющий вход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, а 25 выход подключен к управляющему входу переменного селектора, выход которого является выходом цифрового дискриминатора и входу формирователя импульсов, выход которого соединен с управ- ЗО ляющим входом второго счетчика 0 импульсов, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика импульсов. На фиг. 1, изображена структурная35схема устройства, на фиг, 2 - структурная схема цифрового дискриминатора,на фиг, 3 - схема блока задания объемавыборки.Устройство содержит вход 1, элемент2 задержки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, цифровые дискриминаторы 4 и 5, блок 6 выделения временногоположения экстремумов, счетчик 7 импульсов и блок 8 задания объема выборки.45Б состав цифрового дискриминаторавходят счетчики импульсов 9 и 10, триггер 11, временной селектор 12 и формирователь 13 импульсов,Блок 8 задания объема выборки включает кнопку с самовозвратом, триггер 14,временной селектор 15,и делитель 16частоты.Устройство работает следующим об 55разом,Реализация случайного процесса хфчерез элемент задержки 3 поступает наинформационный вход АЦПЗ, Кроме того,После окончания входного кода формирователь 13 импульсов благодаря своей связи с выходом триггера вводит в счетчик 9 число (А- С 1). При поступлении второго по счету кода С на вход920743 Формул а 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 дискриминатора предварительно управляющим импульсом опять закрывается триггер 11. Второй код записымется всчетчике 10, который предварительносбрвсымется на нуль, и сравниваетсяс числом (А-С ) в счетчике 9. ЕслиСС то счетчик 9 переполняется,триггер открымется при переполнении,и временной селектор пропускает на выход дискриминатора часть импульсов,превышающую число С После окончания второго кода в счетчике 9 записывается число А-С 1).Если же С . С 1, то переполнениесчетчика 9 не происходит, состояниетриггера не меняется, к новому циклу всчетчике 9 сохраняется введенное тударанее число А - С. Таким образом, .запись в счетчик 10 происхоаит с каждымновым коаом с АБГ 1, перезапись в счетчик 9 числа (А-С) со счетчика 10 происходит только тогда, когда (С г С.4 )На выход цифрового дискриминатора приэтом проходит за все время измерениячисло импульсов, которое пропорционально для блока 4 среднему мвкисмальному,а для блока Ь среднему минимальному.Счетчик 7 за время измерения фиксируетпри этом общую сумму импульсов, пропорциональную размаху напряжения исследуемого случайного процесса.Продолжительность измерений определяется блокЬм 8 задания объема.выборки.Коэффициент пересчета делителя 16частоты устанавливается исходя из обеспечения заданной точности измерений.С нажатием кнопки триггер первйм импульсом с блока 6 выаеления экстремумов приходит в рабочее состояние, вырабатывая разрешающее напряжение нввход АЦП, При переполнении делителячастоты триггер возвращается в исходное состояние. Работа АБП и всейсхемы останавливается. Для нового цикла . измерений необходимо снова нажать кнопку,Благодаря введению элемента задержки 2 устраняется погрешность, вызваннаязадержкой импульса, вырабатываемогоблоком 6. Применение предложенного устройства позволяет повысить точность измерений,Использование в устройстве цифровых дискриминаторов способствует упрощению методики измерений, так как размах и соответствующая ему вероятность определяются не после измерения закона 6распределения исследуемого сигнала, а непосредственно в ходе эксперимента, автоматически останавливая его при достижении заданного объема выборки, ко торую можно устанавливать, меняя коэффициент пересчета делителя частоты. 1изобретения 1. Устройство для измерения.амплит уды напряжений случайного процесса, содержащее счетчик импульсов, элемент задержки, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выхоаом блока выделения; временного положения экстремумов, вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно содержит блок задания объема выборки идвв цифровых аискриминатора, причем вход элемента задержки подключен ко входу устройства, а выход - к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выхоа которого соединен с информационными входами цифровых аискриминвторов, выходы которых подключены ко входу счетчика импульсов, второй выход блока выделения временного положения экстремумов соединен с управ- ляющим входом первого- цифрового дискриминатора, а третий выход - с управляющим входом второго цифрового дискриминатора и входом блока задания объема выборки, выход которого подключен к запрещающему входу аналого-цифрового поеобразомтеля. 2, Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что цифровые дискриминаторы содержат дм счетчика импульсов, триггер, временной селектор и формирователь импульсов, причем информационные .входы счетчиков и временногоселектора соединены с информационнымвходом цифрового дискриминатора, управ .ляющий вход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которогосоединен с выходом первого счетчика,а выход подключен к управляющему входу временного селектора, выход которогоявляется выходом цифрового дискриминатора, и входу формирователя импульсов,выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика импульсов,разрядные выходы которого подключенык разрядным входам первого счетчикаимпульсов,920743 7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 326306, кл,606 Ь 15/36, 1973, 82. Мирский Г, Я. Аппаратурное определение характерис-.ик случайных процеосов, М., "Энергия", 1972, с. 433 (прототип),920743 Составитель В. фукаловдактор Л. Веселовская, Техред А.Бабинец ректор М. Демчик ПодСР 345/57 Тираж 732ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская ака