Устройство для измерения характеристик выбросов случайных процессов

170 А своз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСЙУБЛИКР 15 госудАрственный коми ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ЕТ СССР ОТКРЫТ ЕТЕНИЯ сти рым рой ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(21) 3392166/18-21(7.1).Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический интут им; С. -М.Кирова(53) 621.317(088.8)- (56). 1, Мирский Г, Я, Аппаратурноеопределение характеристик слуцайных процессов. И., "Энергия", 1972,с. 419.2. Авторское свидетельство СССРН.658495, кл. 6 01 В 23/16, 1976.(54)(57) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащее аналого-цифровойпреобразователь, вход запуска которого соединен с выходом генераторавйборок, последовательно соединенные переключатель, цифровой дискриминатор, частотомер, о т л и ч а ющ.ее с я тем, что, с целы повышения точности иэлученйя и расширения функциональных возможностей, внего введены блок пересчета, блокввода числа, первый и второй селекторы, блок определения экстремума,первый и второй триггеры; расширитель, прицем вход блока пересчета соединен с первым входом первого селектора и с выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход блока пересчета соединен с выходом блока ввода числа, вход которо го соединен с первыми входами перво" го триггера, второго триггера, второ го селектора и с выходом генератора выборок, второй вход первого триг" гера соединен с выходом блока пересчета,"а выход первого триггера подключен к второму входу первого селектора и через расшйритель импульсов к второму входу второго триггера, д первый выход которого соединен с вто; . Е входом второго селектора, а .вто выход второго триггера соединен с первым входом блока определения экстремума и с вторыми входами цифрового дискриминатора и частотомера, второй вход, блока определения экстремума. подключен к выходупервого селектора, выходы первого :" . 1,ф триггера, селекторов и блока опреде- фф. ления экстремума через переклюца- фф тель соединены с первым входом цифрового, дискриминатора.1 . 10221Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для статистических измерений.Известны устройства анализа статистических характеристик случаиных 5" процессов, содержащие блоки выделениявыбросов реализаций, сравнивающие аналоговые схемы преобразователи параметров во временные интервалы и цифровые измерители временных интерва Олов 11 Д .Недостатком является то, что погрешность известных устройств относительно велика из-за нестабильностипараметров аналоговых схем. 15Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения временныхпараметров выбросов, содержащее вход. ной каскад, Формирователь прямоугольных импульсов, аналого-цифровой преобразователь вход запуска которогосоединен с выходом генератора выборок, последовательно соединенные переключатель цифровой дискриминатор,. 25частотомер, а также счетчик, преоб"разователь время - число, источникпорогового напряжения, пиковый детектор, логические элементы 21,Погрешность этого устройства определяется аналоговой частью, а болеевсего пороговой схемой, При аппара турной реализации ее неизбежны погрешности, определяемые неточностью. установки порогового напряжения, нестабильностью. его во времени, конечнойчувствительностью пороговой схемы,.недостаточным быстродействием ее,отклонением Формы выходных импульсов от прямоугольной. В результате те 4 Овысокйе метрологические характеристики, который имеют цифровые бло.- .ки обработки ,не позволяют всему уст. ройству в целом обеспечить высокую" 45Цель изобретения - повышение точ.ности измерений и расширение функциональных возможностей,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измеренияхарактеристик выбросов случайныхпроцессов, содержащее аналого-цифровой преобразователь вход запуска которого соединен с выходом генератора. выборок, последовательно.соединенные переключатель, цифровойдискриминатор частотомер, введеныблок пересчета, блок ввода числа,первый и второй селекторы, блок оп 70 1ределения экстремума, первый и второй триггеры, расширитель, причем вход блока пересчета соединен с пер" вым входом первого селектора и с вы-. ходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход блока пересчета соединен с выходом блока ввода числа, вход которого соединен с первыми входами первого триггера, второго триггера, второго селектооа и с выходом генератора выборок, второй вход первого триггера соединен с выходом блока пересчета, а выход первого триггера подключен к второму входу первого селектора и через расширитель импульсов к второму входу второго триггера, первый выход которого соединен с вторым входом второго селектора, а второй выход второго триггера соединен с первым входом блока. определения экстремума и с вторыми входами цифрового. дискриминатора и частотомера, второй вход блока определения экстремума подключен к выходу первого селектора, выходы:первого триггера, селекторов и блока ойределения экстремума через .переключатель соединены с первым входом. цифрового дискримина" тора.На фиг. 1 показана структурная . схема устройства; на Фиг. 2- времен- . ные диаграммы, поясняющие, работу устройства,(а -, реализация х(С) и пороговый уровень К; б - импульсы генератора выборок; в- сигнал с аналого-цифрового преобразователя; . г - пороговый уровень К в виде времяимпульсного кода; д - сигнал на выходе блока пересчета;е - сигнал на выходе триггера б; ж сигнал на выходе расширителя импульсов; з - сигнал на выходе триггера 8; и- времяимпульсный код па раметра 6 ; к- времяимпульсный код параметра А),Устройство для измерения характеристик выбросов случайных процесоов содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, генератор 2 выборок, блок 3 пересчета, блок 4 ввода числа, селектор 5, триггер 6 расширитель 7, триггер 8,селектор 9, блок 10 определения экст-. ремума, переключатель 11, цифровой дискриминатор 12, частотомер 13.Устройство измеряет параметры выбросов реализаций случайных . процессов: длительностей выбросов3 10221:70 4интервалов между выбросами 9 , : жением выброса реализации длителвамплвтуды вйбросов А, площади выбро- - ностью ( . Время, в течение которо"сов: 5, . .го триггер. 8 остается в нулевом сщто.Устройство работает следующимянин, соответствует (с точностьюобразом.5 до интервала дискретизации ) дли-.Напряжение исследуемой реализа- тельности интервала 9 (Фиг, 2 з), уп- :ции х(й.).(фиг,2) поступает на АЦП 1, равляющие импульсы выбросов во времякоторый запускается импульсами от импульсном коде (Фигни 2 е), поступа- .генератбра Й выборок.ют через переключатель 11 на.входПри айализе длительностей выбро цифрового дискриминатора 12,сов с переключатель 11 (фиг,1,) ставят . . Для формирования параметра 8 пев первое положение, формирование па- в . реключатель 11 (Фиг.3) включают вараметра происходит следующим образом. . второе положение Код, .характериНа вход блока 3 с АЦП 1 запускае- зующий параметр 8 выбросовр образумого,импульсами выборок (фиг,2 б), 15 . ется на выходе второго временногопоступают пачки импульсов (Фиг.2 в). : селектора 5 .Ори пропускании черезЧисло импульоов. в пачке пропор- .него импульсов выборок и селектироционально мгновенным значениям вания их сигналом с плеча триггереализации х(т.) .в момент выбор- ра 6, противоположного.Форйирующемуки.(фиг, 2 а). Эти пачки следуют 20 управляющий сигнал (Фиг, 2 и). При.на блок 3 пересчета. Ввод в блок 3- , третьем положении переключателя.1 на:. пересчета числа.К производится цик- . сигнальный выход расщирителя 7 послически импульсами генератора выбо- тупают коды, характеризующие ппо"рок (фигт 2 г). Если число импуль- щади выбросов, Для этого из исходоов в пачке.больше К, "то на выходе 25 ного сигнала АЦП 1 выделяются пач". блока 3 появляются переполняющие. ки импульсов, превыаающие уровеньимпульсы (фиг, 2 д)т Эти импульсы : , К, Эту операцию осуществляет первозвращают в нулевое, состояние . вый временной селектор 5 (фиг. 2 д.),первыйтриггер 6 (Фиг. 2 е ).; который -пропускающий. часть времяиипульсиык.в. единичное состояние вводится им- . кодов АЦП 1, характеризующих мгнопульсамвыборки, Поскольку импуль- венные значения реализаций, превыше"сов в.пачке всегда больве К, когда .ющих порог сравнения К:выборки совпадают с выбросом (фиг.2 а),то, на выходе. первого триггера б бу- . щ= .Ь "х(б) - К1дут импульсы (Фиг. 2 е), появляющиеся. периодически: (с периодом вы-.где Ь - коэффициент пропорцйонально 35борок),число которых и пропорцио- . сти.нально длительности текущего выбро-Площадь-го выброса определяетл.са .с:, щп Тв, где Тз-. период импуль- ся как:сов,выборки,К -с х(тт 1 - К ТВДля работы цифрового дискриминатора 12 (фиг, 1) Формируется управ-где Те- период:импульсов выборок.ляющйй импульс, определяющий нача- . . Пусть за один выброс через вре- ло выброса. Импульсы с. выхода пер- менной селектор 5 пройдет Й ййпульсоВф . -" 45рваго триггера Ь через расширитель 7. причем за выброс было К выборок Тогда:импульсов (фиг. 2 ж).взводят в еди- .ь.нинное состояние второй триггер 8, И щ Ьс.Кт( й . К 1 .Иа другой вхо триггера 8 следуют .им- . . 1=1пульсы выборок, Поскольку.расширен-. При этом. площадь выброса равна :ные импульсы (фиг,2 ж).перекрывают 50 "вво времени .импульсы выборки ( г 2 б) 5 Й Ъ - .На четвертый .вход перекр: то возврат .триггера 8 в исходное . ,лючателя 1.1 с определения вэкстремуиасостояние возможен в отсутствие им поступает код А =х(С ) - К,макпульсов с триггера 6, т,е, когда аимальный .среди прочих за один выб. окончится выброс. Триггер 8 формиру рос (фиг, 2 к). Функция блока 10 закл+ет импульс с(фиг. 2 з), положе- лючается в выделении ив времяимпульс% 102270ниям:реализаций, превысивших уро- от режима его. работы, параметры выбвень анализа К), кода, соответству- р 9 сов ь , 6 , Б или А, в циФровом ющего максимальному значению рвали-. виде . с определенным уровнем в двух зации за текущий выброс, или другими режимах работы - определения Функ- словами, соответствующего. амплитуде Э ции распределения или плотности распвыброса А. Эта операция осуществля- ределения вероятностей параметров ется запоминанием .кодов на один такт выбросов. Цифровой дискрииинатор и и сравнением их с последующии. электронно-.счетный,частотомер явЗапоминание происходит во время ляется типовыии элементами цифровой выброса, для чего на блок 10 кроме 1 В техники, испольэуащимися в типо- кодов поступает управляющий импульс вом режиме.с триггера 8, После окончаниявыброса происходит выдача максималь- В устройстве отсутствует основного кода, соответствующего ампяиту" ,ной источник погрваностей прототипаде выброса на четвертый вход и сброс 1 З анапОговая схема Формирования прямона ноль запоминающего устройства бло- угарных импульсов. 6 предлагаемом . ка 10 определения экстремумов.устройстве попреаность преобразоваВ цифровом дискриминаторе 12 про- ния опредепяется погреаностью дискреисходит сравнение времяимпульсных тизации, которая может быть выбрана кодов, характеризующих в зввиаииости 2 в достаточно малой .одписно 4/5 д пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Заказ 4046/42 Тира ВНИИПИ Государствен по делам изобр 113035, Москва, Ж