Устройство для определения гистограмм распределения длительностей выбросов Советский патент 1976 года по МПК G06F17/18 G06G7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИСТОГРАММ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ ВЫБРОСОВ также вторую группу триггеров, единичные, входы которых соединены с вторыми разрядными выходами дискриминатора длительностей выбросов, нулевые входы - с .то- рым выходом блока управления, единичные выходы с вторыми входами второй группы элементов И соответственно, а пу- туевые выходы - с информационными вх(вами блока управления. Вторые входы; первой группы элементов И и третьи входы второй группы элементов И подключены к выходу триггера, третьи входы первой rpyib пы элементов И и четвертые входы втог рой группы элементов И - к другому входу устройства, четвертые входы первой rpyti пы элементов И и пятые входы второй группы - к. шине нулевого потенциала. Блок-схема устройства приведена на . Источник сигнала несла дуемого процесса (t ) соединен с детектором 1 пересечений уровня, генератор 2 сигналов кваитования с детектором 1, делителем 3 и дисКри минатором 4 длительностей выбросов. Де- тектор 1 связан с входом дискриминатора 4 длительностей выбросов и блоком 5 запаадывания, второй вход которого соединен с генератором 2, Выходы дискримикатора 4 подключены к единичным входам первой и вто рой групп триггеров 6.-9. Общий вход сброfca триггеров 6,7 подсоединен к выходу блоч ка 5, выходы триггеров 6-9 к элементам М 10-13, аналоговые вхоцьт которых сое динены с источником эталонного напряжения н землей. Выходы элементов И Ю-13 подключены к блокам 14-17 текущего усреднения, выходы группы триггеров 8,9 - к входам блока 18 управления, остальные входы которого соединены с детектором 1 и через наборное поле 19 - с выходами делителя 3. Выходы блока 18 связаны с элементами И 12, 13 и обшим входом сброса iгруппы триггеров 8, 9. Генератор 2 представляет собой пересчетную схему с переключаемым коэффициентом пересчета). Высокостабильный « например кварцевый, опорный генератор 2О соединен со счетным входом счетчнка 21, выходы разрядов счет чика через тумблерный регистр 22 и блок 23 совпадения - с входом сброса счетчи- ка 21. Выход блока 23 является источником сигналов квантования. Выходы разрядов счетчика подключены также через иаборвое поле 24 к блоку 25 совпадения, выход по следнего - к нулевому входу триггера 26, единичный вход которого соединен с выходом блока 23. Нулевой выход триггера 26 соединен с входами запрета отпирания элементов И 10-13. Устройство работает следующим образом Детектор 1 формирует сигнал окончавва выбрск:а i, если в момент прихода очередного сигнала от генератора 2 знак снгнала X ( fc ) отличается от его значения в момент предыдушего квантования. По этому сигналу дискриминатор 4 устанавливает в едивичное состояние один из триггеров 69, соответствующий номеру градации закончившегося выброса Если этот номер не превосходит номер, соответствующий триггеру 7, то после устновки одного иэ триггеров 6, 7 он будет сброшен ровно через один интервал квантования сигналом от блока 5, При этом соответствующий элемент И посылает импульс эталонного напряжения длительностьк .в один интер- вал квантования в соединенный с ним блок текущего усреднения. Если дискриминатор 4 устанавливает в единичное состояние :один катрнгггеров 8, 9, то сигнал окончания выброса с детектора 1 переводит блок 18 в состояние ожидания полного положительного полупериода сигнала с выбранного на наборном по- ле разряда делителя 3, При появлении положительного сипгкала ва выходе наборного поля он передается на вход блока 18 и поступает на элементы элемент И,: соответствующий градации закончившегося выброса, соединяет взсод соответствукице- го блока усреднения с источником эталонного напряжения. По окончании положительного полупериода сигнала с наборного поля 19 блок 18 переходит в исходное состояние, посылая на триггеры 8, 9 сигнал сброса и переключая вход блока усреднения на землю. Таким образом, в один из блоков 16,17, соответствующий номеру градации закончившегося выброса, генерируется импульс эталонного напряжения, длительаЬсть которого постоянна с высокой точностью, так как определяется полупериодом сигнала, образованного делением частоты н ысокостабильного генератора. Выходные сигналы блоков 14, 15 определяются формулой пит гск где и - выходное напряжение i, -и схемы усреднения; ti - частота выбросов i -и градации длительностей;: УПИТ - эталонное напряжение; Tpjju - период импульсов генератора сигналов квантования. Выходные сигналы блоков 16,17 определяются формулой и Т, и -Т fi пит гск где Tg - длительность полупериода сигнала делителя частоты; р - номер разряда делителя частоты, подключеввого через наборное поле 19 я блок 18. , Таким образом, выходные сигналы бло ков 16,17 имеют увеличенную в 2 раз велвчвну по сравнению с выходными сигналами блоков 14,15. , С точки зрения повышения точности желательно, чтобы длительности импульсов, посылаемых в схемы ус едзения, были возможно большими. Соответственно номер р разряда делителя 3, подключаемого к блоку 18, смпределяется из следуюших соображений. . Импульс, посылаемый в блок усреднения должен закойчиться до появления следующего выброса, градация длительности которого соответствует одному из триггеров, соединенному с блоком 18. Поэтому за время наименьших длительностей соответствующей группы градаций блок 18 должен придти в исходное состоящие.. В худшем случае, когда в момент конца выброса положительный . полупериод сигнала с делителя З только что начался, могут потребоваться три полуперио да. Соответственно ЗТд . 2Т или Q, ОТ мии По последнему соотношению подбирается максимально возможный номер разряда делителя р. В зависимости от числа градаций изме- ряемых распределений в измерителе пюто грамм может быть несколько логических сх ;аналогичных блоку 18. В некоторых сяуча- ;ях может быть целесообразно (если желательно в каждой градации иметь аксималь ную амплитуду выхода) уменьшить число градаций, объединенных в группу вплоть до одной. В этом случае аналогичный блок 18 соединяется с выходом только одного тригifepa. Эквивалентная постоянная времени каж дого канала усреднения регулируется скваж ностью оттирания вентильной схемы как при подключении входа блока усреднения на зем лю, так и на источник эталонного напряжения. Интервал квантования генератора 2 задается числом периодов генератора 2О. По окончании установленного на регистре 22 числа периодов сигнала генератора 2О счет чик 21 сбрасывается и вновь начинает счет от нулевого состояния. Сигнал сброса счеч чика 21 переводит в единичное состояние триггер 26. Этот триггер устанавливается в нулевое состояние через заданное на наборном поле 24 число периодов генератора 2,0 после момента сброса счетчика 21. ТаКИМ образом, триггер 26 включается в еди:ничное состояние со скважностью fK , равной отношению двоичного числа, установленного на регистре 22, и числа, установлен- ног о НА наборном поле 24. При зключевии триггера 26 на его нулевом выходе исчезает вапряжение запрета, подаваемое в остальную часть интервала квантования ва элементы И, Эквивалентная постоянная времени схем усреднения при подаче ва вентильные схемы сигналов запрета определяется формучпой; . : экв1 сяг где Т с - постоянная времени It С - цепя усреднения ; При постоянной уставовке наборного |ioля 24 изменение регистра 22 пропорционально изменяет постоянную времени усреднения, интервал квантования и границы градааий длительностей. Поэтому при изменении временного масштаба исследуемого процесса перестройка измерителя гистограмм осуществляется чрезвы айно просто. Формула изобретения Устройство для определения гистограмм распределения длительностей выбросов, содержащее генератор сигналов квантования, выход которого подключен к первым входам детектора пересечений уровня и дискриминатора длительностей выбросов, второй ьход которого соедииен с выходом детектора пересечений уровня, второй вход которого подключен- кiвходу устройства, блоки текущего усреднения, первую и вторую группу элементов И выходы которых соединены с входами блоков текущего усреднения соответствеютоотличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит первое наборное поле, входы которого соединены с кодовыми выходами генератора сигналов квантования, блок совпадения, вход которого подключен к выходу первого наборного поля, триггер, первый вход которого подклк чен к выходу блока совпадения, а второй вход - к выходу генератора сигналов квантования, делитель, вход которого подключен к выходу генератора-сигналов квангования, второе наборное поле, входы которого подключены к разрядным выходам делителя, блок запаздывания, первый вход которого подключен к выходу детектора пересечений уровня , а второй вход - к выходу генератора сигналов квантования, блок управления, первый и второй входы которого соединены с выходами детектора пересечений уровня и второго наборного поля соответственно, а 7 первый выход - с первыми входами второй грушш элемевтов И, rpjrnny триггеров, едвнвчвые Bxoitu которых соединены с разршнымя выходами лиск иминатора длительностей выбросов соответствен но нулевые вхооы с лыхоаом блока занаэвывавия, а выходы - с первыми ВХОПАМЕ первой группы алемевтов И соответствевво, вторую группу трвггеров, епвЬвчвые входы которых соеяииевы с вггорымв разрядвым« выхооамв двскрвмннатора длвтелъаостей выбросов, соответствевно вулевые входы-с вторым выходом блока управлеввя. единичны выходы - с торымв входамв вто« рЛ группы элементов п. соответствевно, вулевые выходы - с нвформацвовнымв входами блока утфавлеввя, вторые в;сог1Ы первой группы ашемевтов И в входы вторсЛ грушш элементов И соедввевы с выходом трвттера, третьв входы первой пы элементов п. в четвертые входы второй груйкы элементов И подключены к другому входу устройства, четвертые входы пе ъо& группы; элементов 111 т пятые входы второй группы элемевтов И подключены к шнне нулевого потевпваяа.