Устройство для определения средней мощности случайных сигналов Советский патент 1989 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характес- тик случайных процессов, и может быть использовано для измерения средней мощности случайных электрических сигналов.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона устройства.

Устройство для определения средней мощности случайных сигналов с одер жит N каналов, каждый из которых включает аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 постоянной памяти, триггер 3 и регистр 4, причем вход аналого- цифрового преобразователя I первого канала является информационна входом устройства, N-1 усилителей-ограничителей 51,...,5Мм , генератор 6 тактовых импульсов, квадратор 7, блок 8 цифрового усреднения, блок 9

индикации, счетчик ТО масштаба, (N+1) й триггер 11 и шину 12 данных. В каждом из N каналов выход аналого-цифрового преобразователя 1 подключен к адресному входу блока 2 постоянной памяти, первьй выход которого соединен с ин- формационным входом регистра 4, а второй - с входом триггера 3, выход которого соединен с управляющим входом регистра 4. Выходы регистров 4 ,j...,4N подключены к шине 12 дан-. ных, которая соединена с информационным входом квадратора 7, выход которого соединен с информационньм входом блока 8 цифрового усреднения. Тактовые входы блока 8 усреднения, регистров 4.,,.., 4N, триг- геров 3(,... , 3 , аналого-цифровых преобразователей 1 ,,..., 1 N всех каналов и счетчика 10 масштаба объединены и подключены к выходу генератора 6 тактовых импульсов. Выход

314

триггера 1 1 соединен с объединенны - ми входами сброса блока 8 цифрового усреднения и счетчика 10 масштаба. Выход счетчика 10 масштаба соединен с входами сброса блока 9 индикации и триггера 11 другой вход которого является входом сигнала Пуск. Управляющий вход блока 2N постоянной памяти является входом сигнала Раз- решение выборки.

Выход усилителя-ограничителя соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя IN а вход - с -выходом усилителя-огра- ничителя 5 и информационным входом аналого-цифрового преобразователя 1 «-, .

Устройство работает следующим образом.

До начала рабочего цикла триггер 11 находится в нулевом состоянии, что поддерживает в состоянии логического нуля счетчик 10 масштаба и блок 8 цифрового усреднения. На уп- равляющий вход блока 2 w постоянной памяти младшего канала подается сигнал Разрешение выборки, представляющий логическую единицу, который приводит блок 2 N постоянной памяти в состояние выборки.

Входной сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, первого канала непосредственно, а на входы аналого-цифровых преобразова- телей 1г , . . . , 1N по следующим каналам, усиленным последовательно включенными усилителями-ограничителями 51,...,5N.1. Таким образом, создается структура параллельно работаю- щих каналов аналого-цифрового преобразования, отличающихся между собой коэффициентом усиления входного сигнала. Совместное включение триггеров 3 .,,... ,3 N, блоков 21, . .. ,2 N по - стоянной памяти, регистров 4 .,,...4 N и шины I2 данных обеспечивает автоматическую подачу на вход квадратора 7 результатов аналого-цифрового преобразования того канала, коэффи- циент усиления которого оказывается согласованным, в момент преобразования с мгновенным значением входного сигнала. Работу всех блоков устройст ва синхронизирует генератор 6 такто- вых импульсов. Под воздействием на- растающего фронта тактовых импульсов аналого-цифровые преобразователи I ,,...,IN преобразуют мгновенные

значения аналоговых сигналов в цифровые коды, которые подаются на адресные входы соответствующих блоков 2,...,2Nпостоянной памяти. В ячейках блока 20..., 2ц постоянной памяти записаны коды, соответствующие абсолютным значениям входного двуполярного сигнала.

Таким образом, аналого-цифровой преобразователь IN вместе с блоком 2N постоянной памяти образуют аналого-цифровой преобразователь абсолютного значения входного сигнала. Кроме того, при появлении на информационном выходе блока 2N постоянной памяти кода, состоящего из одних единиц, т.е. при его переполнении, на другом выходе блока 2N постоянной памяти появляется сигнал переполнения, т.е. этим же блоком производится дешифрация переполнения. Сигнал переполнения под воздействием1 тактового импульса генератора 6 тактовых импульсов фиксируется триггером 3N. При отсутствии перепонения на выходе триггера 3 имеется сигнал логического нуля, который поддерживает в активном состоянии трехстабильный регистр 4М и одновременно запрещает выборку блока 2 i постоянной, памяти, (Т.е. следующего в данном случае канала). При увеличении входного аналогового сигнала аналого-цифровой преобразова- тель 1N переполняется, на выходе переполнения блока 2N постоянной памяти устанавливается сигнал логической единицы, который переводит в состояние логической единицы триггер 3W, что приводит к блокировке регистра 4N и переводит блок 22 постоянной памяти, т.е. следующего канала, в состояние выборки. С выхода аналоготцифрового преобразователя 1 .j через постоянное запоминающее устройство 2 1 и регистр 42, чере один такт дискретизации информация поступает на шину 12 данных. При дальнейшем увеличений входного аналогового сигнала переполняется аналого-цифровой преобразователь г, на выходе переполнения блока 2 постоянной памяти появляется сигнал, который через триггер 3 блокирует регистр 4j и приводит блок 2Л постоянной памяти в состояние выборки. С выхода аналого-цифрового преобразователя 11, через блок 2 постоянной

амяти и регистр 4 цифровая ция поступает на шину 12 данных.

Выходы регистров 41,...,4М подключены к шине 12 данных со сдвигом, пропорциональным коэффициенту усиления усилителей-ограничителей -, - N.f,

Цифровая информация с шины 12 данных поступает на информационный вход квадратора 7, который результат квантования nf возводит в квадрат, в результате получается п7. По команде внешним импульсом Пуск триггер II переводится в единичное состояние, что снимает сигнал сброса с блока 8 цифрового усреднения и счетчика 10 масштаба, сигнал переполнения с его выхода подается на стробирующий вход блока 9 индикации и триггера 11. Информация, накопленная в блоке 8 цифрового усреднения, записывается в блок 9 индикации, а триггер 11 переходит в нулевое состояние. Информация, поступающая блок 9 индикации, соответствует Z. U, где k - объем счетчика 10 масштаба, U, - коды, соответствующие величине аналогового сигнала в моменты стробирования цифровых преобразователей.

Формула изобретения

Устройство для определения средней мощности случайных сигналов, содержащее блок цифрового усреднения, выход которого соединен с информационным входом блока индикации, первый аналого-цифровой преобразователь , причем информационный вход первого аналого-цифрового преобразователя является информационным входом устройства, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона устройства,

14729186

информа- в него введены (N-1) аналого-цифро- вых преобразователей, (N-1) усилителей-ограничителей, N блоков постоянной памяти, N триггеров, N регистров, квадратор, счетчик масштаба и (N+l)-u триггер, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам блока

Ю цифрового усреднения, счетчика масштабов, N регистров, N триггеров и (N-1) аналого-цифровых преобразо- вателей, выход i-го (i 1 ,N) аналого-цифрового преобразователя сое15 динен с адресным входом 1-го блока постоянной памяти, первый выход которого соединен с информационным входом i-го регистра, а второй выход подключен к входу установки в

20 1 1-го триггера, единичный выход которого соединен с входом разреше25

ния записи -го регистра и, кроме первого триггера, с входом разрешения выборки (i-l)-ro блока постоянной памяти, вход разрешения записи N-ro блока постоянной памяти является входом сигнала разрешения выборки устройства, выход j-ro усилителя-ограничителя (j 1 , N-1) под30

ключей к информационному входу (i+l)-ro аналого-цифрового преобразователя и входу fj+)-ro усилителя-ограничителя, выходы регистров через монтажное ИЛИ соединены с ин- 35 формационным входом квадратора, выход которого подключен к информационному входу блока цифрового усреднения, вход установки в О которого объединен с входом установки в О счетчика масштаба и соединен с единичным выходом (N+l)-ro триггера, вход установки в 1 которого является входом пуска устройства, вход установки в О (N+l)-ro триггера объединен со стробирующим входом блока индикации и подключен к выходу счетчика масштаба.

40

45

ния записи -го регистра и, кроме первого триггера, с входом разрешения выборки (i-l)-ro блока постоянной памяти, вход разрешения записи N-ro блока постоянной памяти является входом сигнала разрешения выборки устройства, выход j-ro усилителя-ограничителя (j 1 , N-1) под

ключей к информационному входу (i+l)-ro аналого-цифрового преобразователя и входу fj+)-ro усилителя-ограничителя, выходы регистров через монтажное ИЛИ соединены с ин- формационным входом квадратора, выход которого подключен к информационному входу блока цифрового усреднения, вход установки в О которого объединен с входом установки в О счетчика масштаба и соединен с единичным выходом (N+l)-ro триггера, вход установки в 1 которого является входом пуска устройства, вход установки в О (N+l)-ro триггера объединен со стробирующим входом блока индикации и подключен к выходу счетчика масштаба.

„Разрешение бьюорки

Изобретение относится к средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов. Целью изобретения является увеличение динамического диапазона устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит N аналого-цифровых преобразователей,N усилителей-ограничителей, N блоков постоянной памяти,N триггеров,N регистров, квадратор и счетчик масштаба. 1 ил.