Преобразователь формы импульсных сигналов в нормализованный ряд значений напряжений Советский патент 1987 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к вычислительной -технике и может быть использовано при создании анализаторов спектра моноимпульсных сигналов и преобразователей форма - код.

Цель изобретения - расширение с функциональных возможностей преобразователя за счет проведения обобщенного анализа формы моноимпульсных сигналов по различным системам ортогональных функций.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 синхронизации, генератор 2 полиномиальных функций, выполненньш в виде генератора экспоненциальных сигналовр п умножителей ,, информационный вход 4, являющийся одновременно входом запуска блока 1 синхронизации, п интеграторов ,, выходы которых являются выходами 6,-6у, преобразователя, генератор 7 прямоугольных сигналов, дешифратор 8, вход 9 задания режимов работы преобразователя, генератор 10 синусоидсшьных сигналов, первый 11 и второй 12 коммутаторы.

Преобразователь работает следующим образом.

Исследуемый моноимпульсный сигнал f (t) фиксированной длительности t с информационного входа 4 преобразователя поступает в блок 1 синхронизации, выделяющий его начало и окончание. Блок 1 синхронизации запускает и останавливает генератор 7 прямоугольных сигналов, а также до момента начала действия исследуемого сигнала удерживает интеграторы по установочным входам в нулевых начальных условиях. Генератор 7 пря- прямоуг.ольных сигналов управляет генераторами 2 и 10 соответственно экспоненциальных и синусоидальных сигналов. На время действия С0, моноимпульсного исследуемого сигнала f(t) на выходах генераторов 7, 2 и 10 образуется одиночный соответственно прямоугольный, экспоненциальный и синусоидальный сигналы. Исследуемый сигнал f(t) максимальной амплитуды О, 1 - 1 В с информационного входа 4 преобразователя поступает на один из входов первого умножителя 3, , на второй вход которого поступает сиг нал с выхода второго коммутатора 12, и происходит умножение на один из сигналов генераторов 2, 7 и 10 в за10

висимости от системы приближающих функций, которая используется для анализа, что определяется выходным сигналом дешифратора 8.

Вход 9 задания режимов работы преобразователя посредством дешифратора 8 определяет также режим работы первого коммутатора 11, который аналогично, в зависимости от системы приближаюших функций, по которой производится анализ, пропускает на один из входов умножителей , сигнал одного из генераторов 2, 7

15 или 10. В умножителях происходит перемножение этого сигнала с мно гократно проинтегрированным произведением исследуемого сигнала и сигналов с выходов одного из генерато20 ров 2, 7 или 10. Получаемые на выходах умножителей 3,-3, произведения интегрируются на соответствующих интеграторах 5,-5. На выходах интеграторов ,, являющихся инфор-

25 мационными выходами 6,-6, преобра-. зователя, образуются информативные параметры, однозначно определяющие исследуемый сигнал в базисе одной из систем ортогональных функций

2Q (полиномиальной, экспоненциальной, тригонометрической), по которой производится анализ исследуемого сигнала ,

Блок 1 синхронизации генерирует импульс запуска и импульс останова

Ос

генератора 7 прямоугольных сигналов, определяющие начало и окончание действия исследуемого сигнала, которое может производиться, например, амплитудным компарированием. Кроме этого, начало и окончание действия исследуемого моноимпульсного сигнала могут передаваться извне.

Математическое обоснование работы преобразователя заключается в следующем, Приближение сигнала f.(t) длительностью о , ортонормированной на сегменте а, Ъ системой функций cf;(x)j , весом Р(х) определяется в обобщенном виде после проведения преобразователей следующим образом:

40

45

50

55,()j,: jf(t)cpJk(St+a)dt,

ОJ

где М| - нормирующий множитель;

k - масштабирующий коэффициент

висимости от системы приближающих функций, которая используется для анализа, что определяется выходным сигналом дешифратора 8.

Вход 9 задания режимов работы преобразователя посредством дешифратора 8 определяет также режим работы первого коммутатора 11, который аналогично, в зависимости от системы приближаюших функций, по которой производится анализ, пропускает на один из входов умножителей , сигнал одного из генераторов 2, 7

5 или 10. В умножителях происходит перемножение этого сигнала с многократно проинтегрированным произведением исследуемого сигнала и сигналов с выходов одного из генерато0 ров 2, 7 или 10. Получаемые на выходах умножителей 3,-3, произведения интегрируются на соответствующих интеграторах 5,-5. На выходах интеграторов ,, являющихся инфор-

5 мационными выходами 6,-6, преобра-. зователя, образуются информативные параметры, однозначно определяющие исследуемый сигнал в базисе одной из систем ортогональных функций

Q (полиномиальной, экспоненциальной, тригонометрической), по которой производится анализ исследуемого сигнала ,

Блок 1 синхронизации генерирует импульс запуска и импульс останова

с

генератора 7 прямоугольных сигналов, определяющие начало и окончание действия исследуемого сигнала, которое может производиться, например, амплитудным компарированием. Кроме этого, начало и окончание действия исследуемого моноимпульсного сигнала могут передаваться извне.

Математическое обоснование работы преобразователя заключается в следующем, Приближение сигнала f.(t) длительностью о , ортонормированной на сегменте а, Ъ системой функций cf;(x)j , весом Р(х) определяется в обобщенном виде после проведения преобразователей следующим образом:

0

5

0

3 1332339

для функций, имеющих нефи-где А, В, С, Вд - известные коэфнитный сегмент ортогональ-фициенты, опрености,деляемые систеПри исполйзовании в качестве орто-мой приближенных

нормированной системы функций орто-функций, гональных полиномов, ортонормированной системы экспоненциальных функций,Подставляя эти соотношения в притригонометрической системы функцийведенные подынтегральные выражения,

1Qсделав замену переменной соответстP-,k(2t.a)

функция tp; |k()| в подынтеграль

ном выражении примет вид, .

c,,k()-t/.t(

./иа -гчь н

X k(), , .

5 взяв полученный интеграл R+1 раз по iчастям и выполнив соответствующую

) XI Be ;обратную замену переменной, окон - чательно получаем следующие вьфа. /1 . . 2|Г 111 2 жения. sin(i ) sin -x-t 7 С„со8

«:

,, 21Г . R ,2ir При использовании ортогональных

COS(l -t) X DRCOS (t),полиномов

к -О

f(t) ,Tk(bl-Va)). p. .a) X ;-0 i L J L J

X i: A, (-1) (k-ьГ lqyr(-f-) J dt|dt...|f(t)dt.

При использовании ортогонализи- рованной системы экспоненциальных

функций

f(t). (e)tB,

- j.o

с

(R-l) , J+ f . f -Kt f -Kt (RljITyr j e dt|e dt...)f(t)e dt.

,o,

(j + 1) раз

При использовании тригонометри- ческой синусной системы функций

9 ОС- i-i R т О 1

nt,z:|sini |t|rc.

- tj

X f sin sin tdt. . . f (t)sin tdt. J i J с J с

.0

(j + 1) раз При использовании тригонометри- ческой косинусной системы функций

и., -Е|соз1Я.)

Ь

г г о f9 г

sin -.-tdt sin . .. f (t)dt.

J с J с JL J

(j+1) pas

, .

./иа -гчь н

X k(), , .

D,

Из полученных соотношений спедует, что по информативным параметрам, получаемым на выходах , интеграторов 5,-5 может быть однозначно с наперед заданной точностью восстановлен исход1-1ый моноимпульсный сигнал. Погрешность восстановления сигнала определяется системой приближающих функций и числом информативных параметров,

Если априорно известно что анализируемый сигнал содержит полиномиальные, экспоненциальные или гармонические составляющие, то следует через коммутаторы А и 12 подключить соответственно генераторы 7 прямоугольных, 2 экспоненциальных или 10 синусоидальных сигналов. При этом, если априорно известно, что сигнал содержит либо полиномиальные, либо экспоненциальные, либо синусоидальные составляющие, де1 1нфратор 8 под заданием входа 9 преобразователя по управляющему входу первого коммутатора 1 пропускает на его выход сигнал с выхода соответствующего генератора 2, 7 или 10. Этот же сигнал пропускается под воздействием дешифратора 8 по управляющему входу второго коммутатора 12 на его выход. Таким образом, на одни из входов всех умножителей 3,3„ поступает либо прямоугольный, либо экспоненциальный, либо синусоидальный сигнал, что отражено н соответствующих выражениях

Если априорно известно, что исследуемый сигнал (t) содержит коси- нусоидальные составляющие, то первый коммутатор 1 пропускает со своего входа на вход под управлением дешифратора 8 сигнал с выхода генератора 10 синусоидальных сигналов, а второй коммутатор 12 пропускает со своего входа на выход под управлением дешифратора 8 сигнал с выхода генератора 7 прямоугольных сигна.пов, что отражено в последнем выражении. Таким образом, на один из входов первого умножителя 3 поступает прямоугольный сигнал, а на соответствующие входы остальных умножителей З, - 3 - синусоидальный.

внмипи

Заказ 3835/46 Тираж 672

Подписное

Произв .-полигр. пр-ти е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

23396

Формула изобретения.

Преобразователь формы импульсных сигналов в нормализованный ряд зна- чений напряжений, содержащий блок синхронизации, генератор полиномиальных функций, п умножителей и п интеграторов, выходы которых являются соответствующими информационными выходами преобразователя, а информационные входы подключены к выходам соответствующих умножителей, первый вход первого из которых соединен с информационным входом преобразовате,,- ля и с входом запуска б.лока синхронизации, подключенного выходом к входам сброса интеграторов , первые входы умножителей с второго по п-й объеди- нены между собой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет проведения обобщенного анализа формы моноимпульсных сигналов по различным системам ортогональных

vij функций, он содержит генератор прямоугольных сигналов, генератор синусоидальных сигналов, первый и второй коммутаторы и дешифратор, вход которого является входом задания режима работы преобразователя, а два выхода подключены к управляющим входам соответственно первого и второго коммутаторов, три информационных входа первого коммутатора подключены к выходам соответственно генератора прямоугольных сигналов, генератора синусоидальных сигналов и генератора полиномиальных функций, который выполнен в виде генератора экспоненциальных сигналов и соединен входом запуска с входом запуска генератора синусоидальных сигналов и с выходом генератора прямоугольных сигналов, подключенного входом запуска к выходу блока синхронизации, выход первого коммутатора соединен с одним из информационных входов второго коммутатора и с объединенными первыми входами умножителей с второго по п-й, второй вход каждого i-ro (i 2,...,п) умножнте О ля подключен к выходу (i- 1) -го интегратора , другой информационный вход и вЕ)1ход второго коммутатора подключены соответственно к выходу генератора прямоугольных сигналов и к второму

5 входу первого умножителя.

0

ь

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании анализаторов спектра моноимпульсных сигналов и преобразователей форма - код. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет проведения обобщенного анализа формы моноимпульсных сигналов. Преобразователь содержит блок 1 синхронизации, генератор 2 полиномиальних функций, выполненный в виде генератора зкспоненциаль- ных сигналов, п умножителей , информационный вход 4, п интеграторов 5,-5j,, выходы 6,-бг,, генератор 7 прямоугольных сигналов, дешифратор 8, вход 9 задания режимов работы преобразователя, генератор 10 синусоидальных сигналов, первый 11 и второй 12 коммутаторы. Использование генератора прямоугольных сигналов, генератора гармонических сигналов, двух коммутаторов и дешифратора обеспечивает возможность проведения анализа по полиномиальной, экспоненциальной и тригонометрической системам функций. 1 ил. (Л С со оо к со со со