Устройство для усреднения случайной импульсной последовательности Советский патент 1986 года по МПК G06G7/18 

i

Изобретение относится к информационно-измерительной технике.

Цель изобретения - повьшюние точности усреднения.

На чертеже нредставлена функцио- нальная схема устройства.

Устройство содержит сумматор 1, первый блок 2 накопительных конденсаторов, распределитель 3 импуль- сов7 первый, второй и третий таторы 4,5 и 6, второй блок 7 накопительных конденсаторов, усилитель 8 постоянного тока, ключ 9, входы 10 и 11 инфрмационный и синхронизирующий соответственно и выход 12 устрой ства.

Устройство работает следующим образом.

На вход 10 поступает знакочередующаяся последовательность затуха- ющих (например экспоненциально) импульсов . При поступлении на вход 1i положительного синхроимпульса на первой группе выходов распределителя импульсов образуется последова- тельность из п разнесенных во времени строб-импульсов. Действием отрицательного импульса последовательность из п строб-импульсов появляется на второй группе выходов распре делителя 3, а на его дополнительном выходе формируется импульс длительностью, равной половине периода следования входных импульсов.

В момент действия импульса с первого выхода первой группы распределителя 3 первый выход блока 2 через первый каПал коммутатора 4 подсоединяется к шине нулевого потенциала и первьш накопительный конденсатор блока 2 заряжается до напряжения U,aA(t),

где a const-кoзффициeнт передачи напряжения су матора 1 по. информационному входу.

В момент окончания первого строб- импульса nepBOtiy конденсатору емкостью С( блока 2 сообщается заряд

q,C,U,aC,A,,

гд е А| - значение сигнала A(t) в момент окончания строб-импульса.

При поступлении с второго выхода первой группы распределителя 3 строб импульса на второй вход управления коммутатора 4 открывается второй ка- нал коммута тора 4 и второму конденсатору емкостью Су блока 2 сообщается заряд

s

о 5 Q

5

.jA2,

5

0

5

0

где А 2 значение входного сигнапа

A(t) в момент окончания второго строб-импульса. Под действием третьего строб-импульса заряжается третий конденсатор блока 2 и .т.д.

В момент окончания п-го строб- импульса п-му конденсатору блока 2 сообщается заряд

q C|,Uf,. При поступлении наГвХод 11 отрицательного синхроимпульса на дополнительном выходе распределителя 3 появляется потенциал, открывающий ключ 9, Через этот ключ к второму входу сумматора 1 подается напряжение с выхода усилителя 8.

Под действием первого строб-импульса с первого выхода второй группы распределителя 3 на первые входы управления коммутаторов 5 и б открываются их первые каналы и первый конденсатор блока 2 подсоединяется к инвертирующему входу усилителя 8 через коммутаторы 5 и 6, а первый ; конденсатор блока 7 подсоединяется к указанному входу усилителя 8 через первьш канал коммутатора 6.

В результате подсоединения первого конденсат ора блока 7 в цепь отрицательной обратной связи усилителя 8 I на его выходе образуется напряжение U|, пропорциональное заряду на первом конденсаторе блока 7. Напряжение U{ через ключ 9 поступает на второй вход сумматора 1, на выходе которого образуется напряжение

U,g- -aA(t)+bU,,

где b - коэффициент передачи напряжения сумматором по второму входу.

Поскольку первые каналы коммутаторов 5 и 6 во время действия строб- импульса открыты, то первый конденсатор блока 2, перезаряжаясь от напряжения и, до напряжения U, , сообщает первому конденсатору блока 7 заряд

Ди, С, (-аА,+Ьи, ) С,(2аА,-Ьи,),

где - изменение выходного напряжения первого канала в момент окончания действия очередного строб-импульса с первого выхода второй группы выходов распределителя 3;

емкость первого конденсатора блока 7.

Ci -

3

По окончании действия первого строб-импульса первые каналы коммутаторов 5 и 6 закрываются и на конденсаторе сохраняется заряд величиной ,(i) до появления очередного импульса на первом выходе второй группы распределителя 3 (1 0,1 2 3,Д... - номер пары входным разнопо- лярных импульсов).

При появлении строб-импульса на втором выходе второй группы распределителя 3 открываются вторые каналы коммутаторов 5 и 6 и второй конденсатор блока 2 сообщает второму конденсатору блока 7 заряд

(), где с - емкость второго конденсатора блока 7;

iUj - изменение выходного напряжения Uj на конденсато- ре с в момент окончания второго строб-импульса и т.д.

Под действием п-го строб-импульса с п-го выхода второй группы распре- делителя 3 открываются п-е каналы коммутаторов 5 и 6 и п-й конденсатор Cj., перезаряжаясь от напряжения Uf, до напряжения Unz сообщает п-му кон денсатору Сп блока 7 заряд

uq,C().

По приходу следующей пары входных импульсов и синхроимпульсов описанны процесс повторяется. Вьпсодные напря жения и, , .-.Uf, изменяются до тех пор, пока не окончатся переходные процессы на конденсаторах С,, С.;.,...,Сп. В установивщемся режиме

Uq2.0,..., , следовательно

U, 2 А,; U. 2 А,;

u, 2 IA,,

Т.е. напряжения на конденсаторах С| ,0,.,,.. .СJJ линейно зависят от средних значений сигнала A(t) в конце первого, второго,..., п-го строб- импульсов. Поскольку конденсаторы С|,С,..., С под действием Ьтроб- импульсов с второй группы выходов распределителя 3 поочередно подключаются в цепь отрицательной обратной связи усилителя 8, то на его выходе

5

10 15

20

5 Q

0

5

1114

и, следовательно, на выходе 12 поочередно появляются напряжения Uj, U,j, ...,Uj,, т.е. на выходе 12 устройства образуется ступенчато затухающий импульс с постоянной времени, равной постоянной времени затухания входного сигнала, и амплитудами U,,

и,,..., и,.

Формула изобретения

Устройство для усреднения случай- ной импульсной последовательности, содержащее распределитель импульсов, сз 1матор, первый и второй блоки накопительных конденсаторов, первый, второй и третий коммутаторы и усиди- . тель постоянного тока, причем вход распределителя импульсов является синхронизирующим входом устройства, первый вход сумматора является информационным входом устройства, выход сумматора соединен с входами первого блока накопительных конденсаторов, выходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго коммутаторов ,. объединенные выходы первого коммутатора подключены к шине нулевого потенциала, входы управления первого коммутатора соединены с первой группой выходов распределителя импульсов, к второй группе выходов которого подключены входы управления второго коммутатора, а неинвертирум- щий вход усилителя постоянного тока подключен к щине нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности усреднения, в него введен ключ, причем выходы второго коммутатора соединены с входами второго блока накопительных конденсаторов и третьего коммутатора, выходы которого соединены с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, выход которого является выходом устройства и соединен с дами второго блока накопительных конденсаторов и информационным входом ключа, выход ключа соединен с вторым входом сумматора, входы управления третьего кoм 5yтaтopa соединены с соответствующими входами управления второго коммутатора, а вход управления ключа с дополнительным выходом распределителя импульсов .

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в аэроэлек- троразведочной аппаратуре, а также в аппаратуре для исследования скважин методом вызванной поляризации. Целью изобретения является повышение точности усреднения. Устройство содержит сумматор напряжений, два блока накопительных конденсаторов, распределитель импульсов, три коммутатора и усилитель постоянного тока. Новым является введение в устройство электронного ключа и его связей с другими элементами. 1 ил. ГС ел

«« g

ys

S.-.N

Г9

... v.i.

J-

S

Ui

tvl

...

о .4

:nztH

- s

dS

Sh-

Редактор И. Рыбченко

Составитель В. Орлов

Техред М.Ходанич . Корректор С. Черни

Заказ 4413/47Тираж 67 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4