Устройство для определения функции распределения размахов Советский патент 1978 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и применимо для амплитудного статистического анализа случайных процессов. Оно может быть использовано в машиностроении при исследованиях усталостной прочности и надежности механизмов, в системах экстремального регулирования и управления, а также в некоторых областях информационно-измерительной техники.

Известно устройство, позволяющее определять величину размахов случайных процессов . Оно содержит амплитудно-временной модулятор, вычитающее устройство, усилитель-ограничитель, триггер, схему задержки, накопитель, амплитудно-временной преобразователь, временной анализатор, генератор и схему антисовпадений.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения функций распределения размахов 2, содержащее элемент сравнения, первый и второй выходы которого подключены ко входам триггера, единичный п нулевой выходы которого соединены соответственно со входами сложения и вычитания первого реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход первого реверсивного счетчика соединен со входом преобразователя код-напряженно;

выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого является входом устройства, блок определения экстремумов, вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, и регистратор, выход которого соединен со входом генератора импульсов.

Недостатком известных устройств является их сложность.

Целью изобретения является упрощение устройства. Для этого в устройство введены второй реверсивный счетчик и коммутатор, первый и второй входы которого -подключены соответственно к единичному п нулевому выходам триггера, третий и четвертый входы -соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения экстремумов, первый и второй выходы кОМмутатора подключены соответственно ко входам сложения и вычитания второго реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий выход коммутатора подключен к первому управляющему входу второго реверсивного счетчика, второй управляющий вход которого объединен с первым входом регистратора и соединен с четвертым выходом коммутатора, а выход подключен ко входу регистратора. Блок-cxeMd предлагаемого устройства . представлена на чертеже. Устройство содержит элемент сравнения 1, преобразователь 2 код-напряжение, первый блок 6 определения экстремумов, коммутатор 7, второй реверсивный счетчик 8 и регистратор 9. Устройство работает следующим образом. Напряжение реализации Ux(t) исследуемого случайного процесса поступает па второй вход элемента сравнения 1, на другом входе которого действует потенциал 1/2 преобразователя 2 код-напряжение, который определяется состоянием реверсивного счетчика 3. Если Ux(t) превышает компенсирзющее напряжение преобразователя 2, то на выходе с элемента сравнения вырабатывается сигнал, устанавливающий триггер 4 в единичное состояние. При этом появляется управляющий потенциал, в результате чего реверсивный счетчик 3 осуществляет Счет в прямом направлении, т. е. работает в режиме сложения. С поступлением каждого счетного нмпульса от генератора импульсов 5 напряжение на выходе преобразователя 2 увеличивается на одну ступень, равную по величине щирине дифференциального коридора. Как только потенциал преобразователя 2 древысит уровень входного напряжения, элемент сравнения вырабатывает сигнал, переводящий тригге1р в нулевое состояние. При этом реверсивный счетчик 3 переходит в режим вычитания. Таким образом, элемент сравнения, триггер, реверсивный счетчик 3 и преобразователь 2 осуществляют следящее аналого-цифровое преобразование исследуемого процесса. К выходам реверсивного счетчика подключен блок 6 одределения экстремумов, производящий численное дифференцирование входного, сигнала. В моменты смены знака первой производной исследуемого напряжения блок 6 выдает импульсы минимумов и максимумов. Далее работа устройства зависит от установленного коммутатором 7 режима. При определении функций распределения разма.хов от минимумов к максимумам потенциалы триггера передаются через коммутатор 7 таким образом, чтобы направление счета реверсивных счетчиков 3 и 8 совпадали. Импульс минимума, снимаемый с блока выделения экстремумов, пройдя через коммутатор 7, устанавливает счетчик 8 в нулевое состояние. После этого оба счетчика накапливают импульсы в прямом напра1влении. Ближайшим импульсом максимума, прошедщим через коммутатор 7, реверсивный счетчик 8 закрывается по входу и накопленное в нем значение размаха А{ переписывается в многоканальный регистратор 9. С приходом следующего минимума счетчик 8 устанавливается в нуль, и цикл измерения повторяется. В режиме измерения функций распредё ления размахов от максимумов к минимумам потенциалы шин триггера передаются Через коммутатор 7 таким образом, чтобы направления счета счетчиков 3 и 8 были противоположными. В этом случае прошедший через коммутатор 7 импульс максимума устанавливает реверсивный счетчик 8 в нулевое состояние. После этого счетчик 3 вычитает поступающие на него импульсы генератора, а счетчик 8 - суммирует их до момента появления ближайшего минимума, в результате чего он закрывается по входу, а накопленное в нем значение размаха 5i переписывается в многоканальный регистратор. Если реверсивные счетчики работают синфазно и -при этом не осуществляется установка счетчика 8 в нуль, то с его выходов снимаются значения максимумов (минимумов) процесса. После того, как многоканальный регистратор зафиксирует число значений выбранного параметра, равное заданному объему Л выборки, он вырабатывает сигнал, который выключ-ает генератор импульсов, и анализ на этом заканчивается. Таким образом, за время анализа в многоканальном регистраторе накапливается информация о плотности распределения размахов случайного процесса. Кроме того, предложенное устройство позволяет измерять функции распределения экстремумов. Введение коммутатора и второго реверсивного счетчика значительно упрощает известное устройство, так как из него исключены ключи, регистры, блок вычитания, блок задержки дещифратор и ждущий мультивибратор. Формула изобретения Устройство для определения функции распределения размахов, содержащее элемент сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены соответственно со входами сложения и вычитания первого реверсивного счетчика, счетный вход которого подключеп к выходу генератора импульсов, выход первого реверсивного счетчика соединен со входом преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого является входом устройства, блок определения экстремумов, вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика и регистратор, выход которого соединен со входом генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены втоой реверсивный счетчик и коммутатор, пер1вый и второй входы которого подключеы соответственно к единичному и нулевоу выходам триггера, третий и четвертый

ЁХоДь соединены соответспвенно С первым н вторым выходамн блока определения экстремумов, первый и второй выходы коммутатора подключены соответственно ко входам сложения и вычитания второго реверсивного счетчика, счетиый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий выход коммутатора подключен к первому управляющему входу второго реверсивного счетчика, второй управляющий вход которого объединен с первым входом

регистратора и соединен с четвёртым выходом коммутатора, а выход - подключен ко входу регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.БлохиН А. В. Измерение характеристик экстремумов случайных процессов. «Приборы и техника эксперимента, 1970, №3.

2.Авторское свидетельство СССР № 408317, кл. G 06F 15/36, 1975.