Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса Советский патент 1984 года по МПК G06F17/18 

первым входом третьего элемента И и соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого подключены соответственно, к выходу генератора тактовых импульсов и к инверсному выходу второго триггера, соединенному с входом синхронизации Компаратора, выход второго элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом

первого регистра, выход которого является выходом фазы устройства, выход третьего элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, информационный вькод которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого является выходом кода периода сигнала, вход синронизации второго регистра соединен с прямым выходом второго триггера.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК УЗКОПОЛОСНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее компаратор, первый триггер, первый счетчик, аналогоцифровой преобразователь, выход которого является выходом кода амплиту да сигнала устройства, вход компаратора является входом устройства, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения фазы и периода входного сигнала, в него . введены генератор тактовых импульсов,, первый, второй, третий элементы И, второй и,третий триггеры, второй счетчик, первый и второй регистры, формирователь импульсов, элемент И-ШШ, инвертор, коммутатор, первый и второй ключи и операционный усилитель, выход которого соединен с первым входом первого ключа и с входом аналого- щ|фрового преобразователя, выход первого ключа объединен с выходом второго ключа и соединен с инверсным входом операционного усилителя, первый вход второго ключа соединен с выходом коммутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого объединен с вторым информационным входом коммутат тора и является входом устройства, управляюпцй вход коммутатора объединен с первым входом элемента И-ИПИ и подключен к прямому выходу первого триггера, который является выходом знака фазы устройства, инверсный выход первого триггера подключен к второму входу элемента И-ИЛИ, выход которого соединен соответственно с входом синхронизации второго триггера, вторым входом второго ключа, входом запуска аналого-цифрового преобразователя, первым входом третьего элемента И и является выходом периода устройства, третий вход элемента И-ШШ объединен с входом установки в 1 первого триггера, входом формирователя импульсов и подключен к -выходу компаратора, второй выход компаратора соединен с четвертым входом элемента И-ИЛИ и входом установки в О первого триггера, выход форми 1 рователя импульсов соединен с входом О СП синхронизации первого регистру и входом установки в О третьего триггера вход установки в 1 которого объединен с входом сброса первого счетчика, с входом синхронизации первого триггера, входом установки в О второго триггера, входом сброса второго счетчика, вторым входом первого ключа и является входом опорного сигнала устройства, прямой выход третьего триг- л гера подключен к первому входу второго элемента И и является выходом временного сдвига устройства, второй вход второго элемента И объединен с

1

Изобретение относится к устройствам предварительной обработки узкополосных случайных процессов и может быть использовано при создании измерительной аппаратуры, а также информационно-измерительных и управляющих систем для формирования оценок амплитудь и фазы узкополосного случайного процесса.

Известно устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса, содержащее делитель, блок квантования по уровням, первый и второй измерители, преобразователи и регистр-счетчик, выход которого соеди иен с выходом устройства, вход блока квантования по уровням, первые входы измерителей и преобразователя соединены с входом устройства, первый выход блока квантования по уровням соединен с вторыми входами измерителей и преобразователя, а второй выход сое динен с третьим входом второго изме-, рителя, выход первого измерителя сое динен с третьим входом преобразователя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго измерителя, а выход делителя соединен с входом регистра-счетчика l,

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей, поскольку оно позволяет определять только амплитудные характеристики узкополосного случайного . процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для оценки характеристик узкополосного случайного

процесса, содержащее компаратор, первый триггер, первьй счетчик, аналогоцифровой преобразователь, выход .которого является выходом кода амплитуды сигнала, устройства, вход компаратора является входом устройства .

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку оно не обеспечивает определения фазы и периода исследуемого процесса.

Целью изобретения является расширение функциональйыз возможностей путем определения фазы и периода входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для оценки Характеристик узкополосного случайного процесса, содержащее компаратор, первый триггер, первый счетчик, аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом кода амплитуды сигнала устройства, вход компаратора является входом устрой;ства, введены генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий элементы И,второй и третий триггеры второй счетчик, первый и второй регистры, формирователь импульсов, элемент И-ИЖ, инвертор, коммутатор, первый и второй ключи и операционный усилитель, выход которого соединен с первым входом первого ключа и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход первого ключа объединен с выходом второго ключа и соединен с инверснь1м операционного усилителя, первый вход второго ключа соединен с выходом коммутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу инвертора, вход которог объединен с вторым информационным входом коммутатора и является входом устройства, .управляющий вход коммута тора объединен с первым входом элемента И-ИЛИ и подключен к прямому выходу первого триггера, который является выходом знака фазы устройства инверсный выход первого триггера под ключен к второму входу элемента И-ИЛ выход которого соединен соответственно с входом синхронизации второго триггера, вторым входом второго ключ входом запуска аналого-цифрового пре образователя, первым входом третьего элемента И и является выходом период устройства, третий вход элемента И-ИЛИ объединен с входом установки в 1 первого триггера, входом форми рователя импульсов и подключен к выходу компаратора, второй выход компаратора соединен с четвертым входом элемента И-ИЛИ и входом установки в О первого триггера, выход формиров теля импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра и входом установки в О третьего триг гера, вход уста1|овки в .1 которого объединен с входом сброса первого счетчика, с входом синхронизации первого триггера, входом установки в О второго триггера, входом сброса второго счетчика, вторым входом первого ключа и является входом опорного сигнала устройства, прямой выход третьего триггера подключен к первому входу второго элемента И и является выходом временного сдвига устройства, второй вход второго элемента И объединен с первым входом третьего элемента И и соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого подключены соответственно к вьпсоду генератора тактовых импульсов и к инверсному выходу второго триггера, соединенном с входом синхронизации компаратора, выход второго элемента И подключен к счетному входу первогб счетчика информационный выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход которого является выхо дом фазы устройства, выход третьего элемента И подключен к счетному вход второго счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого является выходом кода периода сигнала, вход синхронизации второго регистра соединен с прямьм выходом второго триггера. На чертеже показана структурная схема устройства для оценки характеристик узкополосного случайного процесса. Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса содержит компаратор 1, первый триггер 2, первый счетчик 3, аналогоцифровой преобразователь 4, выход 5 кода амплитуды сигнала, вход 6 устройства, генератор 7 тактовых импульсов, первый 8, второй 9 и третий 10 элементы И, второй 11 и третий 12 триггеры, второй счетчик 13, первый 14 и второй 15 регистры, формирователь 16 импульсов, элемент И-ИЛИ 17 инвертор 18, коммутатор 19, первый 20 и второй 21 ключи, операционный усилитель 22, выход 23 знака фазы, вьпсод 24 периода, вход 25 опорного сигнала, выход 26 временного сдвига, выход 27 фазы, выход 28 кода периода сигнала, конденсатор 29 и резистор 30, Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса работает следующим образом, Исследуемый сигнал поступает на вход 6 устройства, откуда он поступает на вход компаратора 1, вход инвертора 18 и вход коммутатора 19. Комйаратор 1 на своем прямом выходе формирует логический сигнал знаковой функции исследуемого узкополосного случайного процесса. Цикл работы устройства начинается с поступлением опорного импульса на вход 25., Этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 12, сбрасывает в нулевое значение триггер 11 и счетчики 3 и 13, обеспечивает запись по его переднему фронту выходных сигналов компаратора 1 в триггер 2 и разряд конденсатора 29 через-ключ 20. Выходной сигнал триггера 2 поступает на выход 23 устройства обеспе чивая индикацию знака фазового сдвига исследуемого сигнала относительно опорного. Если это единичный логический уровень, исследуемый сигнал опережает опорный. До момента переключения компаратора 1 т.е его перехода в нулевое состояние по прямому выходу, импульсы от генератора 7 тактовых импульсов проходят через элементы И 8 и 9 на вход счетчика 3 f обеспечивая формирование кода. 51 пропорционального временному сдвигу исследуемого сигнала относительно опорного, что характеризует фазовый сдвиг. Этот интервал времени выводит ся на выход 26, а сформированный код переписывается в регистр 14, с выходов которого поступает на вьрсоды. 27. Это обеспечивается импульсом с выхода формирователя 16, обеспечивающего формирование импульса на переключение компаратора 1. Если в момент появления опорного сигнала, входной сигнал положительный, т.е. триггер 2 установился в единичное состояние, оценка текущего значения периода, который обратно пропорционален текущему значению частоты, проводится по длительности отрицательной полуволны входного сигнала, которая вьщеляется переключением по ее окончанш триггера 11 по счетному входу выходньм сигналом элемента И-ИЖ 17. Для этого через элемент 17 пропускается код с инверс ного выхода компаратора 1. В течение этой отрицательной полуволны открыт элемент И 10 импульсами от тактового генератора 7, через который заполняется счетчик 13, выходной код кото рого после переключения триггера 11 переписывается в регистр 15 и поступает на выходы 2В устройства. Оценка периода в виде длительности импульса формируется на выходе 24 устройства. Одновременно в течение отрицатель ной полуволны инвертированный инвертором 18 входной сигнал через ком 06 мутатор 19 и ключ 21 поступает на интегратор, который реализован на операционном усилителе 22, резисторе 30 и конденсаторе 29. В момент оконча,ния отрицательной полуволны интегрирование заканчивается, операционный усилитель и конденсатор работают в режиме хранения аналогового сигнала, и запускается аналого-цифровой преобразователь 4, который на выходах 5 формирует код оценки амплитуды. Для установки триггера 2 в нулевое состояние устройство работает аналогично, но оценка периода и амплитуды осзпцествляется для положительной полуволны входного сигнала, проходящей через коммутатор 19 и через элемент И-ИПИ 17 с прямого выхода компаратора 1. Поскольку получаемые коды характеризует оценка временного положения или фазового сдвига, периода и амплитуды, полученные данные эффективно отражают все основные текущие характеристики исследуемого сигнала. Эти коды могут быть выведены на цифропечатающее устройство или переданы в вычислительную машичу для дальнейшего анализа. Сигналы на выходах 24 и 26 можно использовать ДJJя аналоговой регистрации, если их пропустить через фильтр низкой частоты. Таким образом, устройство обеспечивает получение информации о текущих характеристиках узкополосного случайного процесса на йаждом периоде.