Устройство для определения центра площади видеоимпульсов

ельство СССР8/00, 1979.ьство СССР10/ОО, 1986 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЦЕНТРА ПЛОШАДИ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике, Целью изобретенияявляется сокращение времени определения площади видеоимпульсов, Цельдостигается введением в устройствогруппы элементов 13-13дифФеренцирования, триггеров 19 и 20, элемента25 задержки, трех групп элементов И21,-21, И 26-2, И 28 - 28 Е, элемента ИЛИ 29, группы элементов ИЛИ23 -23сумматора 24 и блока 27умножения, Устройство содержит такжегенератор 6 импульсов, триггер 7,элемент И 9, элементы 10 и 12 задержки, счетчик 11 импульсов, группу элементов НЕ 14 -14 п, амплитудный квантователь 8, группу элементов И 15 -15 и элементы ИЛИ 16-18,222 илИзобретение относится к измерительной технике,Цель изобретения - сокращение времени определения площади видеоимпульсов.На фиг, 1 приведена структураясхема устройства для определенияцентра площади видеоимпульсов; нафиг, 2 - временная диаграмма,Устройство содержит вход 1 эталонного напряжения Б , вход 2 "Стоп",вход 3 "Старт", вход 4 информационныйБб, группу входов 5-5ввода константы, генератор 6 импульсов, триггер 7, амплитудный квантователь Я,элемент 9 И, элемент 10 задержки,счетчик 11 импульсов, элемент 12 задержки, группу элементов 13-13дифференцирования, группу элементовНЕ 14-14, группу элементов И 1515 элементы ИЛИ 16-18, триггеры 19и 20, группу элементов И 21-21,элемент ИЛИ 22, группу 23 элементовИЛИ 23,-23, сумматор 24, элемент25 задержки, группу элементов И 26, -26 блок 27 умножения, группу элементов И 28, -28, элемент ИЛИ 29,группу информационных выходов 30-30,Амплитудный квантователь 8 состоит иэ последовательно соединенногоделителя напряжения, реализованногона сопротивлениях К-К, и группыкомпараторов 31-31,Вход 1 устройства соединен с первым входом амплитудного кнантонателя8, второй вход которого подключен квходу 4 устройства, вход 3 которогосоединен с единичным входом триггера7, нулевой вход которого подключенк входу 2 устройства и входу элемента 12 задержки, а прямой выход триггера 7 соединен с первым входом элемента И 9, Выход генератора 6 импульсов подключен к второму входуэлемента И 9, выход которого соединен с первыми входами первой группыэлементов И 15, -15 и входом элемента 10 задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика 11импульсов, установочный вход которого соединен с выходом элемента 12задержки, а информационные выходыс 1-го по щ счетчика 11 импульсобподключены к вторым входам группыэлементов И 15,-15, соответственно,третьи входы которых объединеы исоединены с прямым выходом триггера19, а выходы подключены к входам элемента ИЛИ 16, информационые выходы счетчика.11 импульсов со второго по щ подключены к вторым входамвторой группы элементов И 21-21,первые входы которьгх объединены исоединены с выходом элемента И 9, аОтретьи объединенные входы группыэлементов И 21-21, подключены кпрямому выходу триггера 20, а выходыгруппы элементовИ 21,-21, и дключены к первым входам группы элементовИЛИ 23,-23 соответственно, вторыевходы которых соединены с выходами15 группы элементов И 15, - 15, соответственно, а выходы группы элементовИЛИ 23-23, подключены соответственно к входам с 1 по (щ) сумматора 24, вход ы которого подключенк выходу элементов И 15,Выходы амплитудного квантонателяЯ с 1 по и соединены соответственнос входами группы элементов дифференцирования 13 в .25 Выходы группы элементов дифференцирования с 13 по 13 , непосредственно и через группу элементов НЕ14-14 , соответственно подключенык входам элемента ИЛИ 17, выход ко 30 торого соединен с единичным входомтриггера 19, а выходы группы элементов 13 -13 дифференцирования непосредственно и через группу элементовНЕ 14-14подключены к входам элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с единичным входом триггера 20,а выходы элементов ИЛИ 16 и 22 подключены к нулевым входам соответственно триггеров 19 и 20, кроме того,40 выход элемента НЕ 14 подключен квходу элемента 25 задержки, отводкоторого соединен с первыми входамигруппы элементов И 26-26 , вторыевходы которых подключены соответст 45 венно к выходам с 1 по и сумматора24, а выходы соединены с первой группой входов с 1 по щ блока 27 умножения, вторая группа входов которогос 1 по К подключена к входам усч ойства 5-5, отвод элемента 25 за;ержки соединен с первыми входами гр ппыэлементов И 28-28, вторые нхоц,которых подключены к выходам 1 п 1бгока 27 уможения, а ньгходы сое,и 55неы с выходами 30 -30 устройстваи подключены к входам э емета ИЛИ29, выход которого соедие с установочными входами блока 27 уможенияи сумматора 24, а вых эдырупы эле92342 2 (и) 5 14ментов И 21 -21 ( подключены к входам элемента ИЛИ 22,Определение центра площади видеоимпульсов осуществляется путем апроксимации площади исследуемого видеоимпульса суммой площадей равновысоких трапеций с основаниями, параллельными оси абсцисс (фиг,2),Значения величин абсцисс точек(фиг,2) пересечения пороговых уровй П( НН с фрдом видеоимпульса равны соответственно А, и В;, где 1 = 1, 2.п,причем Н; - Н = Ь, а Н - Ц1ф л-((0,98-0,99 ) Ь, что позволяет апроксимировать видеоимпульс выше уровнятрапеций и сохранять условие равновысотности, Из-за наличия шумов ибольшей погрешности определения точки пересечения фронтом и спадом видеоимпульса первого порогового уровня площадь видеоимпульса, ограниченную осью абсцисс и первым пороговымуровнем, при определении центра площади видеоимпульсов учитывать нецелесообразно,Прямая, проведенная через точку Тц центра площади видеоимпульса параллельно оси ординат, делит видео- импульс на две равные по площади части,При этом из условия равенства площадей положение центра площади видеоимпульса определяется зависи- мостью и.(А(+ В +Ар+ ВА +В +=г 2 Таким образом, для определения центра площади видеоимпульса необходимо определить моменты времени пересечения фронтом и спадом видео- импульса выбранных пороговых уровней,Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на вход 1 подается эталонное напряжение, равное максимальному значению напряжения видеоимпульса, При этом на выходах амплитудного квантователя 8 нулевые уровни, Триггеры 7, 19 и 20 устанавливаются в нулевое состояние, Генератор 6 запущен, Нулевой уровень с прямого выхода триггера 7 запирает по первому входу элемент И 9, Нулевыми уровнями с прямых выходов триггеров 19 и 20 запираются по третьим входам соответственно элементы И 15 15 и И 21,-21 Сумматор 24 обнулен. В блок 27 умножения по входам ЬТ5,-5 введен код величины2 (и)где п - количество уровней кванто 10вания; ЬТ - период следования импульсов генератора 6 импульсов,Одновременно с поступлением навход 4 входного исследуемого видеоимпульса на вход 3 подается старт 15импульс, по которому триггер 7 переключается в единичное состояние иотпирает элемент И 9 для прохожденияимпульсов генератора 6 импульсов насчетный вход счетчика 11,20Входнои видеоимпульс через вход4 устройства поступает ца второй входамплитудного квантователя 8,При совпадении напряжения фронта25видеоимпульса с напряжением первогоуровня квантования на первом выходеамплитудного квантователя 8 формируется единичный положительный перепад,по которому первым элементом 13 дифференцирования формируется импульс30Фкоторый через элемент ИЛИ 18 переключает триггер 20 в единичное состояние.Единичный уровень с прямого выхода триггера 20 по третьим входам от 35 пирает элементы И 21 -21( в.(фПо очередному ближайшему импульсус выхода генератора 6 импульсов, поступающему ца выход элемента И 9,осуществляется считывание значения40 кода счетчика 11 импульсов, которыйчерез отпертые элементы И 21-21,и элементы ИЛИ 23,-23 поступаетна входы с 1 по (ш) сумматора 24,работающего в режиме накопления, При45 этом с целью исключения операцииделения на два считывание значениясчетчика производится со второгомладшего разряда с последующим сдвигом полученного кода ца единицу впра"50 во (в сторону младшего разряда)Импульс с выхода элемента И 9,задержанный в элементе 10 задержкина время считывания, поступает насчетный вход счетчика 11 импульсов,55 увеличивая его содержимое на единицу,Кроме того, импульсы с выходов элементов И 21(-21 объединяютсяэлементом ИЛИ. 22 и, поступая на нулевой вход триггера 20, переключаютего в нулевое состояние, запирая потретьему входу элементы И 21, -21При совпадении напряжения фронтавидеоимпульса с напряжением второго,5третьего, , (и)-го уровней кваьстования на соответствующих выходахамплитудного квантователя 8 последовательно формируются единичные поло"жительные перепады, по которым соответствующими элементами 13-13 ,дифференцирования формируются импульсы, которые поступают на входы элемента ИЛИ 17.По каждому импульсуу проходящемучерез элемент ИЛИ 17, триггер 19 переключается в единичное состояние,Единичным уровнем с прямого выходатриггера 19 по третьим входам отпираются элементы И 15-1520По очередному ближайшему импульсус выхода генератора 6 импульсов счиТывается полноразрядный код значениясчетчика 11 импульсов, который черезотпертые элементы И 15,-15, и элементы ИЛИ 23 с -23 , поступает на входы сумматора 24, работающего в режиме накопления.Импульсы с выхода элементов И 15 с -15объединяются элементом ИЛИ 16,импульсом с выхода которого по нулевому входу обнуляется триггер 19,Сзапирая по третьим входам элементысИ 15-15При совпадении напряжения фронтавидеоимпульса с напряжением и-гоуровня квантования алгоритм работыустройства аналогичен режиму совпадения напряжения фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантования,При совпадении напряжения спадавидеоимпульса с напряжением и-го,(и)-го.первого уровней квантования на соответствующих выходахамплитудного квантователя 8 последовательно формируются единичные отрицательные перепады напряжения, покоторым соответствующими элементами.13-13, дифференцирования формируются импульсы, которые инвертируютсясоответствующими элементами НЕ 14 д 14 с. Импульсы с выходов элементовНЕ 14 со второго по (и) через элемент ИЛИ 17 переключают в последовательные моменты времени триггера19 в единичное состояние, а импульсыс выходов первого и и-го элементовОк 14 используются для переключения через элемент ИЛИ 18 триггера 20 вединичное состояние,Импульс с выхода первого элемента НЕ 14 поступает на вход элемента25 задержки, в котором задерживаетсяна суммарное время считывания значения счетчика 11 импульсов и времявыполнения операции сложения в сумматоре 24, Импульсом с выхода элемента 25 задержки отпираются элементы И 26-26, и осуществляется считывание результата с информационныхвыходов сумматора 24, который поступает на входы блока 27 умножения,который осуществляет умножение егоЬТна код числа2(и)Дополнительно задержанный в элементе 25 задержки на время выполнения операции умножения в блоке 27умножения импульс с вьсхода элемента25 задержки отпирает элементы И 2828 и считывает код центра площадивидеоимпульса с выходов блока 27 умножения и выдает его на выходы 30, -30 устройства,Импульсы с выходов элементов И28 -28объединяются элементом ИЛИ29, выходной импульс которого обнуляет сумматор 24 и осуществляет начальную установку в блоке 27 умножения,На этом цикл измерения заканчивается и устройство готова к определению центра площади очередного видеоимпульса,По завершению измерений на вход2 устройства подается импульс, который переключает триггер 7 в нулевоесостояние и, задержанный элементом12 задержки на период следованияимпульсов генератора 6, обнуляетсчетчик 11,Изобретение позволяет уменьшитьвремя определения центра площадивидеоимпульса до величины временизадержки третьего элемента задержки,Формула изобретенияУстройство для определения центраплощади видеоимпульсов, содержащеегенератор импульсов, первый триггер,элемент И, два элемента задержки,счетчик импульсов, группу элементовНЕ, амплитудный квантователь, группуэлементов И, четыре элемента ИЛИ,первый вход амплитудного квантова 1492342теля является первым входом устройства, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержкиФ выход каждого из элементов И первой г руппы элементов И подключен к соот.5 ветствующему входу первого элемента ИЛИ, а прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени определения площади видеоимпульсов, в него дополнительно введены группа элементов дифференцирования, второй и третий триггеры, третий элемент задержки, вторая, третья и четвертая группы элементов И, пятый элементОИЛИ, группы элементов ИЛИ, сумматор, блок умножения, третья и четвертая входные шины, причем второй вход 20 устройства соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого подключен к третьему входу устройства, четвертый вход которого соединен с вторым входом амплитудно го квантователя, выход генератора импульсов подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами первой группы элементов И и входом второго 30 элемента задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а информационные выходы с первого по в-й подключены к вторым35 входам соответственно с первого по ш-й элементов И первой группы элементов И, третьи входы которых объединены и соединены с прямым выходом второго триггера, информационные выходы счетчика импульсов с второго по щ-й подключены к вторым входам с первого по (щ)-й элемент И второй группы элементов И соответственно первыеУ 45 входы которых объединены и соединены с выходом первого. элементаИ, а объединенные третьи входы элементов И второй группы элементов И подключены к прямому выходу третьего триггера, выходы элементов И с первого по (ш)-й первой группы элементов И подключены к первым входам группы элементов ИЛИ с первого по (щ)-й, вторые входы которых соединены с выходами элементов И второй группы элементов И с первого по (т) -й, а выходы группы элементов ИЛИ с первого по (щ)-й соединены с соответствующими входами сумматора, ш-й вход которого подключен к выходу т-го элемента И первой группы элементов И, выходы амплитудного квантова-, теля с первого по и соединены с входами соответствующих элементов дифференцирования, выходы которых с второго по (и) -й напрямую и через элементы НЕ группы элементов НЕ с второго по (и)-й соответственно подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггераУ а выходы первого и и-го :лементов дифференцирования напрямую и через первый и и-й элементы НЕ соответственно соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу третьего триггера,а выходы первого и четвертого элементов ИЛИ соединены с нулевыми входами соответственно второго и третьего триггеров, выход первого элемента НЕ группы элементов НЕ подключен к входу третьего элемента задержки, отвод которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а выходы соединены с первой группой входов блока умножения, вторая группа входов которого служит группой входов устройства, выходы третьего элемента задержки подключены к первым входам всех элементов И четвертой группы элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока умножения, а выходы являются группой выходов устройства и подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами сумматора и блока умножения, причем выходы элементов И второй группы элементов И подключены к входам четвертого элемента ИЛИ,1492342 444 В,В,Составитель Ю,Шишкинактор Г,Волкова Техред М.Дйдык Корректор М. Самборская Гагарина, 1 тельский комбинат "Патент", г. Ужгород Произв енноЗаказ 3876/50 Тирак ВНИИПИ Государственного ко 113035, Мо3 Подписное ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР а, Ж, Раушская наб., д. 4/5