Устройство для определения центра площади видеоимпульсов Советский патент 1989 года по МПК G04F10/04 

4; со ISD

со

4 ГС

Изобретение относится к тельной технике.

Цель изобретения - сокращение врмени определения площади видеоимпулсов.

На фиг, 1 приведена структурная схема устройства для определения центра площади видеоимпульсов; на фиг, 2 - временная диаграмма.

Устройство содержит тзход 1 эталонного напряжения U,- , вход 2 Сто вход 3 Старт, вход 4 информационн Ug, группу входов 5(-5к ввода кон- станты, генератор 6 импульсов, триггер 7, амплитудньш квантователь 8, элемент 9 И, элемент 10 задержки, счетчик 11 импульсов, элемент 12 задержки, группу элементов ,, дифференцирования, группу элементов НЕ ,, группу элементов И 15, элементы ИЛИ 16-18, триггеры 1 и 20, группу элементов И |, элемент ИЛИ 22, группу 23 элементо ИЛИ 23,-23,, сумматор 24, элемент 25 задержки, группу элементов И 26, 26р, блок 27 умножения, группу элементов И 28,-28g, элемент ИЛИ 29, группу информационных выходов 30,-3

Амплитудный квантователь 8 состоит из последовательно соединенного делителя напряжения, реализованного на сопротивлениях , и группы компараторов ,

Вход 1 устройства соединен с первым входом амплитудного квантовател 8, второй вход которого подключен к входу 4 устройства, вход 3 которого соединен с единичным входом триггер 7, нулевой вход которого подключен к входу 2 устройства и входу элеме1| та 12 задержки, а прямой выход триггера 7 соединен с первым входом элемента И 9, Выход генератора 6 импульсов подключен к второму входу элемента И 9, выход которого соединен с первыми входами первой группы элементов И 15,-15 и входом элемента 10 задержки, выхоД которого подключен к счетному входу счетчика 11 импульсов, установочный вход которого соединен с выходом элемента 12 задержки, а информационные выходы с 1-го по m счетчика 11 импульсоё подключены к вторым входам группы элементоз И 15,-15 соответственно, третьи входы которых объединены и соединены с прямым выходом триггера 19. а выходы подключены к входам

1 измери-

342 элемента

0

0

5

ИЛ1-1 16, информационные выходы счетчика.11 импульсов со второго по m подключены к вторым входам второй группы элементов И , первые входы которьк объединены и соединены с выходом элемента PI 9, а третьи объединенные входы группы элементов И , подключены к прямому выходу триггера 20, а выходы группы элементов-И 21,.-21„., п.щключе- ны к первым входам группы элементов Ш1И „, соответственно, вторые входы которых соединены с вьсходами 5 группы элементов И 15, соответственно, а выходы группы элементов ИЛИ 23,23., подключены соответственно к входам с 1 по (т-1) сумматора 24, вход III которого подключен к выходу элементов И 15.,

Выходы амплитудного квантователя 8 с 1 по п соединены соответственно с входами группы элементов дифференцирования ,

Выходы группы элементов дифференцирования с 13 по 13, непосредственно и через группу элементов НЕ , соответственно подключены к входам элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с единичным входом триггера 19, а выходы группы элементов l3(l3f, дифференцирования непосредственно и через группу элементов НЕ и подключены к входам элемента Р1ЛИ 18, выход которого соединен с единичным входом триггера 20, а выходы элементов ИЛИ 16 и 22 подключены к нулевым входам соответственно триггеров 19 и 20, кроме того, выход элемента НЕ 14 подключен к входу элемента 25 задержки, отвод которого соединен с первыми входами группы элементов И 26,-26, вторые входы которых подключены соответственно к выходам с 1 по m сумматора 24, а выходы соединены с первой группой входов с 1 по m блока 27 умножения, вторая группа входов которого с 1 по К подключена к входам уст юй- ства , отвод элемента 25 за /.ерж- ки соединен с первыми входами гр ппы элементов И , вторые вход, которых подключены к выходам 1 п 1 блока 27 умножения, а выходы сое ,и- нены с выходами устройства и подключены к входам з:1емепта ИЛИ 29, выход которого соединен с установочными входами блока 27 умножения и сумматора 24, а нькоды группы :эле0

5

0

5

0

5

51

ментов И ,jy,, подключены к входам элемента ИЛИ 22,

Определение центра площади видеоимпульсов осуществляется путем ап- роксимации площади исследуемого видеоимпульса суммой площадей равно- высоких трапеций с основаниями, параллельными оси абсцисс (фиг.2).

Значения величин абсцисс точек (фиг.2) пересечения пороговых уровней и, , и, ..., Uf, с фронтом и спадом видеоимпульса равны соответственно А; и В;, где i 1, 2, ,.., п, причем Ui«, - U; h, а и„ - и„,, (0,98-0,99) h, что позволяет апро- ксимировать видеоимпульс выще уровня трапеций и сохранять условие равно- высотности. Из-за наличия шумов и большей погрешности определения точ- ки пересечения фронтом и спадом видеоимпульса первого порогового уровня площадь видеоимпульса, ограничен- ную осью абсцисс и первым пороговым уровнем-, при определении центра пло- щади видеоимпульсов учитывать нецелесообразно.

Прямая, проведенная через точку Сц центра площади видеоимпульса па- раллельно оси ординат, делит видеоимпульс на две равные по площади части.

При этом из условия равенства площадей положение центра площади видеоимпульса определяется зависимостью

п-

А 13 А + В, + An + А; + В, +

2(п-1)

Таким образом, для определения центра площади видеоимпульса необходимо определить моменты времени пересечения фронтом и спадом видео- импульса выбранных пороговых уровней

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии на вход 1 подается эталонное напряжение, равное максимальному значению напряжения видеоимпульса. При этом на выходах амплитудного квантователя 8 - нулевые уровни. Триггеры 7, 19 и 20 .устанавливаются в нулевое состояние. Генератор 6 запущен. Нулевой уровень с прямого выхода триггера 7 запирает по первому входу элемент И 9, НулеQ15 о 25

зо

35

40

S

50 gg

выми уровнями с прямых выходов триггеров 19 и 20 запираются по третьим входам соответственно элементы И 15 15 и И ,, , Сумматор 24 обнулен. В блок 27 умножения по входам

. гAT

5,-5 введен код величины --т--г- ,

где п - количество уровней квантования; йТ - период следования импульсов генератора 6 импульсов.

Одновременно с поступлением на вход 4 входного исследуемого видеоимпульса на вход 3 подается старт- импул ьс, по которому триггер 7 переключается в единичное состояние и отпирает элемент И 9 для прохождения импульсов генератора 6 импульсов на счетный вход счетчика 11,

Входной видеоимпульс через вход 4 устройства поступает на второй вход амплитудного квантователя 8, i При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантования на первом выходе амплитудного квантователя 8 формируется единичный положительный перепад, по которому первым элементом 13 дифференцирования формируется импульс, который через элемент 1ШИ 18 переключает триггер 20 в единичное состояние.

Единичный уровень с прямого выхода триггера 20 по третьим входам отпирает элементы И ,,

По очередному ближайшему импульсу с выхода генератора 6 импульсов, поступающему на выход элемента И 9, осуществляется считывание значения кода счетчика 11 импульсов, который через отпертые элементы И 21;,-21 и элементы ИЛИ , поступает на входы с 1 по (т-1) сумматора 24, работающего в режиме накопления. При этом с целью исключения операции деления на два считывание значения счетчика производится со второго младшего разряда с последуюгцим сдвигом полученного кода на единицу вправо (в сторону мпадшего разряда),Импульс с выхода элемер{та И 9, задержанный в элементе 10 задержки на время считывания, поступает на счетньй вход счетчика 11 импульсов, увеличивая его содержимое на единицу. Кроме того, импульсы с выходов эле- ментов И 21(-21, объединяются элементом ИЛИ. 22 и, поступая на нулевой вход триггера 20, переключают

его в нулевое состояние, за1тирая по третьему входу элементы И 21,-21„,.

При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением второго, третьего, .,., (n-t)-ro уровней квантования на соответствующих выходах амплитудного квантователя 8 последовательно формируются единичные положительные перепады, по которым соответствующими элементами р., дифференцирования формируются импульсы, которые поступают на входы элемента ИЛИ 17.

По каждому импульсу, проходящему через элемент ИЛИ 17, триггер 19 переключается в единичное состояние, Единичным уровнем с прямого выхода триггера 19 по третьим входам отпираются элементы И ,

По очередному ближайвдему импульсу С выхода генератора 6 импульсов считывается полноразрядный код значения счетчика 11 импульсов, который через отпертые элементы И и элементы ИЛИ 23,-23, поступает на входы сумматора 24, работающего в режиме накопления.

Импульсы с выхода элементов И 15, 15 объединяются элементом ИЛИ 16., импульсом с выхода которого по нулевому входу обнуляется триггер 19, (запирая по третьим входам элементы 1И 15,-15,

При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением п-го уровня квантования алгоритм работы устройства аналогичен режиму совпадения напряжения фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантования.

При совпадении напряжения спала видеоимпульса с напряжением п-го, (n-l)-ro, ,.,, первого уровней квантования на соответствующих выходах амплитудного к вантователя 8 последовательно формируются единичные отрицательные перепады напряжения, по которым соответствующими элементами , дифференцирования формируются импульсы, которые инвертируются соответствующими элeмeнтaмIf НЕ 14„- 144, Импульсы с выходов элементов НЕ 14 со второго по (п-1) через элемент ИЛИ 17 переключают в последовательные моменты времени триггера 19 в единичное состояние, а и myльcы с выходов первого и п-го элементов Bf- 14 используются для переключения

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

на код числа

через элемент ИЛИ 18 триггера 20 в единичное состояние,

Импульс с выхода первого элемента НЕ 14 поступает на вход элемента 25 задержки, в котором задерживается на суммарное время считывания значения счетчика 11 и myльcoв и время выполнения операции сложения в сумматоре 24, Импульсом с выхода элемента 25 задержки отпираются элементы И ,„ и осуществляется считывание результата с информационных выходов сумматора 24, который поступает на входы блока 27 умножения, который осуществляет умножение его AT 2(

Дополнительно задержанный в элементе 25 задержки на время выполнения операции умножения в блоке 27 умножения импульс с выхода элемента 25 задержки отпирает элементы И 28 J и считывает код центра площади видеоимпульса с выходов блока 27 умножения и вьиает его на выходы 30 - 30g устройства.

Импульсы с выходов элементов И 28 -28 f объединяются элементом ИЛИ .29, выходной импульс которого обнуляет сумматор 24 и осуществляет начальную установку в блоке 27 умножения.

На этом цикл измерения заканчивается и устройство готово к определению центра площади очередного видеоимпульса.

По завершению измерений на вход 2 устройства подается импульс, который переключает триггер 7 в нулевое состояние и, задержанный элементом 12 задержки на период следования импульсов генератора 6, обнуляет счетчик 11,

Изобретение по.зволяет уменьшить время определения центра площади видеоимпульса до величины времени задержки третьего элемента задержки.

Формула изобретения

Устройство для определения центра площади видеоимпульсов, содержащее генератор импульсов, первый триггер, элемент И, два элемента задержки, счетчик импульсов, группу элементов НЕ, амплитудный квантователь, группу элементов И, четыре элемента ИЛИ, первый вход амплитудного квантовяto

теля является первым входом устройства, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход каждого из элементов И первой группы элементов И подключен к соответствующему входу первого элемента ИЛИ, а прямой выход первого триггера соединен с первьм входом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени определения площади видеоимпульсов, в него дополнительно введены группа элементов дифференцирования, второй и третий триггеры, третий элемент задержки, вторая, третья и четвертая группы элементов И, пятый элемент ИЛИ, группы элементов ИЛИ, сумматор, блок умножения, третья и четвертая входные шины, причем второй вход устройства соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого подключен к третьему входу устройства, четвертый вход которого соединен с вторым входом амплитудного квантователя, выход генератора импульсов подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами первой группы элементов И и входом второго элемента задержки, выход которого

подключен к счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а информационные выходы с первого по т-й подключены к вторым входам соответственно с первого по т-й элементов И первой группы элементов И, третьи входы которых объединены и соединены с прямым выходом

второго триггера, информационные выходы счетчика импульсов с второго по т-й подключены к вторым входам с первого по (т-1)-й элемент И второй группы элементов И соответственно, первые ., входы которых объединены и соединены с выходом первого, элемента И, а объединенные третьи входы элементов И второй группы элементов И подключены к прямому выходу третьего триггера, выходы элементов И с первого по (т-1)-й первой группы элементов И подключены к первым входам группы

)5

20

25

30

35

40

50

o

,

элементов ИЛИ с первого по (т-1)-й, вторые входы которых соединены с выходами элементов И второй группы элементов И с первого по (га-1)-й, а выходы группы элементов ИЛИ с первого по (т-1)-й соединены с соответствующими входами сумматора, т-й вход которого подключен к выходу т-го элемента И первой группы элементов И, выходы аьотлитудного квантова- , теля с первого по п соединены с вхо- дами соответствутдщих элементов дифференцирования, выходы которых с

5 второго по (п-1)-й напрямую и через элементы НЕ группы элементов НЕ с второго по (п-О-й соответственно подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с

0 единичным входом второго триггера, а выходы первого и п-го с.тементов дифференцирования напрямую и через первый и п-й элементы НЕ соответственно соединены с входами второго

5 элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу третьего триггера, а вьосоды первого и четвертого элементов ИЛИ соединены с нулевыми -входами соответственно второго и третьего триггеров, выход первого элемента НЕ группы элементов НЕ подключен к входу третьего элемента задержки, отвод которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а выходы соединены с первой группой входов блока умножения, вторая группа входов которого служит группой входов устройства, выходы третьего элемента задержки подключены к первьм входам всех элементов И четвертой группы элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующий выходами блока

0

5

0

.,

0

умножения, а выходы являются группой выходов устройства и подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами суътматора и блока умножения, причем выходы элементов И второй группы элементов И подключены к входам четвертого элемопта ИЛИ,

у

Vn Vn

lfff-2

fO.

Vi Vi

inB/t B/t-i B/j-2

Фиг.2

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является сокращение времени определения площади видеоимпульсов. Цель достигается введением в устройство группы элементов 13₁ - 13_N дифференцирования, триггеров 19 и 20, элемента 25 задержки, трех групп элементов И 21₁ - 21_M-1 И 26₁ - 26_M, И 28₁ - 28 L , элемента ИЛИ 29, группы элементов ИЛИ 23₁ - 23_M-1 ,сумматора 24 и блока 27 умножения. Устройство содержит также генератор 6 импульсов, триггер 7,элемент И 9, элементы 10, 12 задержки, счетчик 11 импульсов, группу элементов НЕ 14₁ - 14_N ,амплитудный квантователь 8, группу элементов И 15₁ - 15_M и элементы ИЛИ 16-18,22. 2 ил.