Адаптивный временной дискретизатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(59 Н 03 К 13 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим, В. И.ульянова (Ленина).и СевероЗападный заочный политехническийинститут(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 660239, кл. Н 03 К 13/17, 1979,Авторское свидетельство СССРж 767962, кл. Н 03 К 13/02, 1980.(54):(,57) 1. АДАПТИВНЫЙ ВРЕМЕННОЙДИСКРЕТИЗАТОР, состоящий из Ь каналовсжатия, каждый из которых содержит первый преобразователь напряжение-код, вторые. входы-выходы которого соединены с .первыми выходом-входомшестого управляюцего регистра, первый блок шин, пятые вход-выход кото-.рого соединены через пятый управляющий регистр с первыми выходом-входом,первой микроЭВМ, вторые входы-выходыоканалов сжатия соединены через тринадцатые управляющие регистры соответственно с первыми Ь -тыми выходомвходом второго блока шин,( Ь +11 -евход-выход которого соединены черездвенадцатый управляющий регистр свыходом-входом пятой микро ЭВМ ( блокпрограммного управления), о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и быстродействиямногопараметрического адаптивногопреобразования формы случайных сигналов, в каждый из каналов сжатия дополнительно введенй управляемыйделитель напряжения, управляемыйусилитель, первый и второй блоки дискриминаторов уровней, второй преобразователь напряжение-код, преобра"зователь код-напряжение, первый ивторой вентили, первый и второй ре.ЯО 1 О 95386 А веривные счетчики, первый-четвертый, седьмой-одиннадцатый управляющие регистры, вторая, третья, четвертая микроЭВМ (процессоры 1, причем первый вход управляемого делителя напряжения является первым входом канала сжатия, второй вход управляемого делителя напряжения соединенс первым выходом первого реверсивного счетчика, выход управляемого дели" теля напряжения параллельно соединен с первым входом управляемого усилителя и входом первого блока дискриминаторов уровней, выход которого соединен параллельно с вторыми входами первого вентиля и первого реверсивного счетчика, первый вход которого Я соединен с. выходом первого вентиля, второй вход управляемого усилителя, соединен с выходом преобразователя код-напряжение, третий вход соединен с первым выходом второго реверсивного счетчика, выход соединен параллельно с входами первого и второгр преобразователей напряжениекод и второго блока дискриминаторов уровней, выход которого паралельно соединен с вторыми входами второго вентиля и второго реверсивного счет чика, первый вход которого соединен с выходом второго вентиля, выход второго преобразователя напряжениекод соединен параллельно с первыми входами первого и второго вентилей и третьего управляющего регистра, вторые выходы первого и второго реверсивных счетчиков и вход преобразсвателя код-напряжение соединены соответственно с первыми входами первого, второго и выходом четверто управляющих регистров, вторые входывыходы первОго-четвертого управляющих регистров соединены соответственнно с первыми-четвертыми выходамивходами первого блока шин, первые ивторые входы-выходы второй микроЭВФ 1соединены через седьмой и восьмой1095386 управляющие регистры соответственно с вторыми выходами-входами первой н третьей микроЭ 1 М;, первые вход-выход которой соедийены с вторыми выходомвходом шестого управляющего регистра, первые вторые и третьи входы-выходы четвертой микроЭВМ соединены через 1Изобретение относится к средстваь. электроиэмерительной техники, в частности к измерительно-вычислительным устройствам комплексной статистической обработки, предназначено для многопараметрического адаптивного преобразования формы кваэистационарного широкополосного случайного сигнала с произвольной формой графиков текущих оценок спектральной плотности и характеристической функции на участках стационарности, и может быть использовано в распределенных системах сбора и обработки телеметрической информации, системах испытания и диагностики сложных объектов в машиностроении, самолетостроении, системах управления сложными технологическими процессами в химической и мета;ургической промышленности для решения задачи повьааения эффек тивности точности и быстродействиями адаптивного преобразования формы сложных сигналов.Известен адаптивный временной дискретиэатор, содержащий канал сжа тия, состоящий из преобразователя напряжение-код, вход которого соединен с входной клеммой канала сжатия, арифметический блок и блок программного управления 13. 30Однако низкая точность и достоверность сжатия данных о многомерных случайных сигналах вследствие невозможности одновременного сжатия многомерных сигналов и дополнительной статистической обработки снижает точность и достоверность комплексного сжатия данных о многомерных случайных сигйалах.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является адаптивный временной дискретизатор. содержащий Ь каналов сжатия, вторые входы-выхожу которых соединены через управляющие регистры с первыми Ь-тыми выходами-входами второго блока шин, Ь +1) -е вход-выход которого соединены с выходом-входом второго блока программного управления через его управляющий регистр, причем каждый канал сжатия содержит преобразо ватель напряжение-код, первый вход девятый, десятыи и одиннадцатый управляющие регистры соответственно с третьими выходами-входами первой,второй и третьей микроЭВМ, а чет, вертые вход-выход являются выходом и вторым входом канала сжатия. которого является первым входом канала сжатия, первый выход является первым выходом канала сжатия, третий вход соединен с первым входом преобразователя интервал-код, первый выход которого является четвертым выходом канала сжатия, третьим выходом которого является третий выход преобразователя код-интервал, вторые вход- выход преобразователя напряжение-код, преобразователя код-интервал, преобразователя интервал-код, входы-выходы арифметического блока и первого блока программного управления соединены через их управляющие регистры соответственно с первыми-пятыми входами-выходами пеРвого блока шин, шестые вход-выход которого являются вторыми входом-выходом канала сжатия 23.Недостатки данного устройства заключаются в низкой точности и быстродействии процесса адаптивного преобразования формы широкополосных кваэистационарных случайных сигналов со сложной формой текущих оценок графиков спектральной плотности и характеристической функции из-за отсутствия априорных данных о них.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия многопараметрического адаптивного преобразования формы случайных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный временной дискриминатор, состоящий из Ь каналов сжатия, каждый иэ которых содержит первый преобразователь напряжениекод, вторые входы-выходы которого соединены с первыми выходом-входом шестого управляющего регистра, первый блок шин, пятые вход-выход которого соединены через пятый управляющий регистр с первыми выходом-входом первой микроЭВМ вторые входы-выходы каналов сжатия соединены через тринадцатые управляющие регистры соответственно с первыми ) -тыми выходом- входом второго бл 9 ка шин,( , +11 -е вход-выход которого соединены через двенадцатый управляющий регистр с выходом-входом. пятой микроЭВМ, .яблок программного управления), дополнительно введены в каждый канал сжатия управляемый делитель напряжения, управляемый усилитель первый и второй блоки дискриминаторов уровней, второй преобразователь напряже 1 ние-код, преобразователь код-напря жение, первый и орой вентили, пер,вый и второй реверсивные счетчики, первый-четвертый, седьмой-одиннадцатый управляющие регистры, вторая, третья, четвертая микроЭВМ про цессоры 1, причем первыйвход управляемого делителя напряжения является первым входом канала сжатия, второй вход управляемого делителя напряжения соединен с первым выходом перво го реверсивного счетчика, выход управляемого делителя напряжения параллельно соединен с первым входом управляемого усилителя и входом первого блока дискриминаторов уровней, выход которого соединен параллельно с вторыми входами первого вентиля и первого реверсивного счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого вентиля, второй вход упРавяемого усилителя соединен с выходом преобразователя код-напряжение, третий вход соединен с первым выходом второго реверсивного счетчика, выход соединен параллельно с входами перво- го и второго преобразователей напряжение-код и второго блока дискриминаторов уровней, выход которого параллельно соединен с вторыми входами второго вентиля и второго реверсивного счетчика, первый вход которого соединен с выходом второго вентиля, выход второго преобразователя напряжение-код соединен параллельно с первыми входами первого и второго вентилей и третьего управляющего 40 регистра, вторые выходы первого и второго реверсивных счетчиков и вход преобразователя код-напряжение соединены соответственно с первыми входами первого, второго и выходом чет вертого управляющих регистров, вторые входы-выходы первого-четвертого управляющих регистров соединены соответственно с первыми-четвертыми выходами-входами первогоблока шин, йервые и вторые входы-выходы второй микроЭВМ соединены через седьмой и восьмой управляющие регистры соответственно с вторыми выходами-входами первой и тРетьей микРоЭВМ, первые вход-выход которой соединены с вторыми выходом-входом шестого управляющего регистра, первые, вторые и третьи входы-выходы четвертой микро- ЭВМ соединены через девятый, десятый и одиннадцатый управляющие регистры соответственно с третьими выходами- входами первой, второй и третьей микроЭВМ , а четвертые вход-выход являются выходом и вторым входом канала сжатия. 65 На чертеже представлена электрическая структурная схема адаптивного временного дискретизатора.Адаптивный временный дискретизатор состоит из Ь каналов сжатия 1- 1, каждый из которых содержит управляемый делитель напряжения 2, первый вход которого является первым входом канала сжатия, первый блок 3 дискриминаторов уровней, управляемый усилитель 4, второй блок 5 дискриминаторов уровней, первый реверсивный счетчик 6, второй реверсивный счетик 7, второй преобразователь 8 напряжение-код, первый 9 и второй 10 вентили, преобразователь 11 коднапряжение, первый преобразователь 12 напряжение-код, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16, управляющие регистры, первый блок 17 шин, пятый 18 и шестой 19 управляющие регистры, первую микроЭВМ 20, седьмой управляющий регистр 21, вторую мик- роЭВМ 22, восьмой управляющий регистр 23, третью микроЭВМ 24, девятый 25, десятый 26 и одиннадцатый 27 управляющие регистры, четвертую .микроЭВм 28, четвертые входы-выходы которой являются соответственно вторым входом и выходом канала сжатия каждого из Ь тринадцатых управляющих регистров 29 -29, пятой микроЭВМ 30, выполняющей функции блока программного управления, двенадцатого управляющего регистра 31 и второго блока шин 32, Причем второй вход и выход каждого из Ь каналов сжатия 1 -1 соединены через соответствующие тринадцатые управляющие регист- " ры 29 -29 соответственно с первыми Ь-тыми выходами-входами второго блока 32 шин, Ь +11 -е вход-выход которого соединены через двенадцатый управляющий регистр 31 с выходом-входом пятой микроЭВМ, ( блок программного управления) 30. Второй вход управ-, ляемого делителя напряжения 2 соединен с первым выходом первого реверсивного счетчика 6, выход соединен параллельно с первым входом управляемого усилителя 4 и входом первого блока 3 дискриминаторов уровней, выход которого соединен с вторыми входами первого вентиля 9 и первого реверсивного счетчика 6, первый вход которого соединен с выходом первого вентиля 9, второй вход управляемого усилителя 4 соединен с выходом преобразователя 11 код-напряжение, третий вход соединен с первым выходом второго реверсивного счетчика 7, выход параллельно соединен с входами первого 12 и второго 8 преобразователей напряжение-код и второго блока 5 дискриминаторов уровней, выход которого соединен с вторыми входами второго вентиля 10 и второго реверсивного счетчика 7, первый вход которо 109538650 го соединен с выходом второго вентиля 10, вторые вход-выход первогопреобразователя 12 напряжение-код.оединены через шестой управляющийрегистр 19 с первыми выходом-входомтретьей микроЭВМ 24, выход второгопреобразователя 8 напряжение-код соединен параллельно с первыми входамипервого 9 и второго 10 вентилей,вторые выходы первого 6 и второго 7реверсивных счетчиков, выход второгопреобразователя 8 и вход преобразователя 11 код-напряжение соединенысоответственно с первыми входамипервого 13, второго 14, третьего 15и первым выходом четвертого 16 управ ляющих регистров, вторые вход-выходкоторых соединены соответственно спервыми-четвертыми выходами-входами,первого блока шин 17, пятые входвыход которого подключены через пятый управляющий регистр 18 к первым.Ъ.выходу-входу первой микроЭВМ 20,первые, вторые и третьи входывыходы второй микроЭВМ 22. соединены соответственно через седьмой 21, 25восьмой 23 и десятый 26 управляющиерегистры с вторыми выходами-входами первой 20, третьей 24 и четвертой28 микроЭВМ., первые и третьи входывыходы которой соединены через девятый 25 и одиннадцатый 27 управляющие регистры соответственно с третьими в:;ходами-входами первой 20 итретьей 24 микроЭВМАдаптивный временной дискретизаторз 5работает следующим образом,Сигнал К,)поступает на вход управляемого делителя напряжения 2, навыходе которого формируется сигналф) =ЬМ, где Ь=1, 1/2, 1/3, 401/15 - масштабный коэффициент,СигналК) с выхода управляемого делителя напряжения 2 поступает на входы управляемого усилителя 4 и перво-го блока 3 дискриминаторов урбвней,которые срабатывают при превышениисигналомИ)границ диапазона(=ф,При этом первый блок 3 дискриминаторов уровней Формирует импульсм+1" на втором суммирующем входепервого реверсивного счетчика 6. атакже блокирует по второму входупервый вентиль 9. На выходе управляемого усилителя 4 формируется сигналя(1) =Ь- Ь( Ь 1 фа где- 1; 2, , 15 - масштабный коэффициент. Сигнал й (О с выходауправляемого усилителя 4 поступаетна входы второго преобразователя 8напряжение-код, пебвого преобразователя 12 напряжение-код, второго 60блока 5 дискриминаторов уровней, которые срабатывают при превышениисигналом и И) границы диапазона ( Я г,Е т ), и Формируют импульс "1" на втором вычитающем входе второго ре версивного счетчика 7 и ыа это времяблокируют по второму входу второйвентиль 10.Второй преобразователь 8 напряжение-код преобразует с грубым шагом квантования по амплитуде 6 И сигнал Е Ы)=Ь ВЩ в сщественные отсчеты 8; / о шагом, минимальное значение которого ь с ъ 10 мкс, Величина Ь 1 определяется суммой переходных процессов в управляемом делителе напряжений 2 (измерительныхключей, управляющих "сеткойм образцовых сопротивлений ), в управляемом уеилителе 4, в первом 3 и втором 5 блоках дискриминаторов уровней (определяется временем "гашениямизмерительных усилителей, работающих в момент компарирования в режиме возбуждения), а также во втором преобразователе 8, который также содержит "сетку" параллельно работающих измерительных усилителей, работающих в момент компарирования в режиме возбуждения.При передаче отсчетов а;С) с выхода второго преобразователя 8 напряжение-код на вход третьего управляюще 1 го регистра 15 формируются сопровождающие импульсы "-1", поступающие через первый вентиль 9 на первый (вычитающий) вход первого реверсивного счетчика б, и м+1",поступающие с выхода второго вентиля 10 на первый ( суммирующий) вход второго реверсивного счетчика 7, масштабные коэффи циенты ( и 1 д - в первый 13 и второй 14 уйравляющие регистры. Такое построение обеспечивает ослабление или усиление текущего размаха сигналаИ) в следящем режиме за интервал времени ь В, причем адаптация к выходу за граничные значения(уш= 1) выполняется за интервал времени порядка 0,3 О . Масштабные коэффициенты Ь), Ьги отсчеты (2 с с первого- третьего управляющих регистров 13- 15 через первый блок шин 17 и пятый 4 управляющий регистр 18 поступают с интервалом ь 1 в память данных первой микроЭВМ 20. В каждом цикле длительностью /Ф по программам, поступающим с памяти программ первой микроЭВМ 20, в ней вычисляются текущие оценки средних значений существенных отсчетов 1 г; ) и их интервалов 9по рекурентным алго 1 С)ритмамфо в=6; +2 (г;-в; ) ье,=ье,. +2 оье, -ье,. где В;, щ;, и ь 6 и Й 61 . - Оаенки текущих средних значений в -м циклеТираж 862Государственногоелам изобретений иМосква, Ж, Рауш Подпиомитета СССРоткрытийкая наб., д.