Устройство сбора информации для спектрального анализа квазипериодических процессов Советский патент 1993 года по МПК G06F15/36 G01R33/02 

Устройство относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, может быть использовано для определения характеристик случайных процессов и найдет применение в приборостроении, радиотехнической промышленности, при неразрушающем контроле материалов и изделий и в медицинской диагностике.

Цель изобретения - расширение области применения за счет расширения динамического диапазона регистрируемой информации.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит переключатель режимов 1, блок 2 ввода, аналого-цифровой

преобразователь 3. элемент И 4, блок 5 оперативной памяти, цифроаналоговый преобразователь 6, аналоговый ключ 7, генератор синхроимпульсов 8. счетчик 9 импульсов дискретизации, мультиплексор 10 импульсов дискретизации, мультиплексор 12 адреса, блок 13 оперативной памяти, ЭВМ 14, кодовый переключатель 15, кодовой переключатель 16, мультиплексор 17 страниц, счетчик 18 адреса и формирователь 19 импульсов,

Перед началом исследования процесса с помощью переключателя 15 устанавливают шаг дискретизации, который определяется исходя из спектра ci -нала на прямом информационном входе Ј.юка 2 ввода по

00

о

СП

N

ч

ю

координате время и критерия Найквиста, а с помощью переключателя 16 устанавливают число страниц, т.е. число реализаций процесса, которое необходимо для получения спектра. Это число страниц назовем кадром. Оно определяется исходя из спектра сигнала по координате реализация и критерия Найквиста., Отметим, что если процесс периодический, то в выборе второй координаты нет необходимости, т.е. процесс вполне можно исследовать по одной реализации.

Затем размыкают переключатель 1, что блокирует работу счетчика 18, разрешает прохождение импульсов Конец преобразования со второго выхода аналого-цифрово- го преобразователя 3 на вход запись блока 5 оперативной памяти и устанавливает минимальный коэффициент усиления блока 2, который представляет собой дифференциальный усилитель с управляемым коэффициентом усиления.

Далее устройство работает следующим образом. Генератор 8 выдает последовательность прямоугольных импульсов высокой частоты, которая в результате деления исходной частоты счетчиком 9 разбивается на несколько последовательностей, соответствующих ряду шагов дискретизации ДХ. Мультиплексор 10, в зависимости от положения переключателя 15, выбирает одну из этих последовательностей и передает ее на тактовый вход счетчика 11. Формирователь 19 определяет начало процесса дисретиза- ции. Его устройство и временная диаграмма подробно рассмотрены в работе Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. - Л; Энергоатомиздат. Ленинградское отделение., 1983-320 с., на с. 207-208. На выходе формирователя 19 мы имеем один короткий импульс за одну реализацию исследуемого процесса. Таким образом, счетчик 11 устанавливается в ноль в начале каждой реализации исследуемого процесса и в оперативном запоминающем устройстве 5 будут хранится дискретные отсчеты сигнала, поступающего на прямой информационный вход блока 2. Совокупность этих отсчетов назовем страницей. Так как ключ 7 был разомкнут, то полученный в этом режиме массив отсчетов можно использовать для компенсации исследуемого сигнала. Замкнем переключатель 1. При этом на входе схемы И 4 появится логический ноль и блок 5 переходит в режим считывания. Ключ 7 замкнут и на первом и втором информационных входах присутствуют почти одинаковые сигналы (совпадение их по фазе обеспечивает формирователь 19 и счетчик 11). Поэтому коэффициент усиления входного устройства должен быть максимален. Счетчик 18 разблокируется и начинает считать импульсы, поступающие от формирователя 19. Это сти- мулирует перевод страниц блока 13, в котором накапливается двумерный массив, адреса одного измерения которого определяют разряды на выходе счетчика 11, а другого - на выходе счетчика 18, При

0

накоплении нужного числа реализаций на

вход прерывание ЭВМ 14 придет импульс Конец кадра (с одного из выходов счетчика 18, который определяет код, поступающий на управляющий вход мультиплексора

5 17), В ответ на этот импульс ЭВМ 14 по выходу D1 подключает адресный вход блока 13 к своему адресному выходу, а по выходу D2 блокирует поступающие на вход WR/RD импульсы Запись и тем самым переводит

0 блок 13 в режиме чтения.

В программе, осуществляющей ввод данных из блока 13 в ЭВМ 14, должен быть предусмотрен ввод информации о кодах, присутствующих на входах управления

5 мультиплексоров 10 и 17.

После перегрузки двумерного массива из блока 13 в ОЗУ ЭВМ 14, последняя снимает сигнал блокировки записи блока 13 и возвращает мультиплексор 12 в исходное

0 состояние. Следовательно, устройство может совершать еще один цикл в одном из режимов, а ЭВМ 14, приступает к формированию двумерного спектра по одному из алгоритмов, рассмотренных, например, в

5 работе Ярославский Л .П. Введение в цифровую обработку изображений. - М.: Сов.радио 1979 на страницах 134-190.

Формула изобретения

0 Устройство сбора информации для спектрального анализа квазипериодических процессов, содержащее генератор синхроимпульсов, блок ввода, аналого- цифровой преобразователь, первый блок

5 оперативной памяти, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый ключ, выход которого подключен к первому информационному входу блока ввода, второй информа- ционный вход и выход которого

0 подключены соответственно к информационным входам устройства и аналого-цифро- вого преобразователя, информационный выход которого соединен с информационным входом первого блока оперативной

5 памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом аналогового ключа, отличающее- с я тем, что, с целью расширения области применения за счет расширения динамического диапазона регистрируемой информации, оно дополнительно содержит счетчик импульсов дискретизации,мультиплексор импульсов дискретизации, мультиплексор адреса, второй блок оперативной памяти, . формирователь импульсов, элемент И, мультиплексор страниц, два счетчика адреса, два кодовых переключателя и переключатель режимов, причем выход генератора синхроимпульсов соединен со счетным входом счетчика импульсов дискретизации, выход которого соединен с информационным входом мультиплексора импульсов дискретизации, управляющий вход которого соединен с выходом первого кодового переключателя, выход мультиплексора импульсов дискретизации соединен со счетным входом первого счетчика адреса и входом пуска аналого-цифрового преобразователя, выход признака конца преобразования которого соединен с первым входом элемента И и входом чтения-записи второго блока оперативной памяти, информационный и адресный входы которого соединены соответственно с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя и выходом мультиплексора адреса, первый вход первой группы информационных входов которого соединен с выходом второго счетчика адреса и информационным входом мультиплексора страниц, управляющий вход которого соединен с выходом второго кодового переключателя, выход мультиплексора страниц соединен с выходом устройства для подключения к входу требования ЭВМ и первым установочным входом второго счетчика адреса, счетный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, установочным входом первого счетчика адреса, выход которого соединен с адресным входом первого блока оперативной памяти и вторым входом первой группы

информационных входов мультиплексора адреса, вторая группа информационных входов и управляющий вход которого подключены соответственно к входу устройства для подключения к шине адреса ЭВМ и к

первому входу для подключения к выходу прерывания ЭВМ устройства, вход разрешения считывания второго блока оперативной памяти подключен к второму входу для подключения к выходу прерывания

ЭВМ устройства, выход второго блока оперативной памяти подключен к выходу для подключения к шине данных ЭВМ устройства, управляющий вход блока ввода соединен с управляющим входом аналогового

ключа, вторым входом элемента И и первым выходом переключателя режимов, вход формирователя импульсов соединен с информационным входом устройства, второй установочный вход второго счетчика

адреса соединен с вторым выходом переключателя режимов, выход элемента И соединен с входом чтения-записи первого блока оперативной памяти.

Изобретение может быть использовано при анализе случайных процессов, в неразрушающем контроле и медицинской диагностике, Цель изобретения - расширение области применения за счет расширения динамического диапазона регистрируемой информации. Для этого устройство содержит блок ввода, АЦП, два блока оперативной памяти, ЦАП, аналоговый ключ, генератор синхроимпульсов, два счетчика адреса, мультиплексор адреса, счетчик импульсов дискретизации, мультиплексор импульсов дискретизации, формирователь импульсов, мультиплексор страниц и элемент И. Путем использования двух блоков оперативной памяти, один из которых работает в режиме считывания, а другой в режиме записи, и обратной связи, реализованной посредством АЦП, первого блока оперативной памяти и ЦАП. расширяет ди- намический диапазон исследуемого квазипериодического процесса. Используя набор мультиплексоров и счетчиков, осуществляют дискретизацию квазипериодического процесса по времени и реализациям. Полученный таким образом двумерный массив обрабатывают на ЭВМ. 1 ил. ел с