Устройство для измерения импульсных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к эпектроизмеритепьной технике и предназначено дпя использования при контроле и регистрации широкотх) класса импульсных сигналов на фоне помех. Известно устройство для измерения импульсных сигналов, предусматривающее их временную фиксацию и содержащее, в частности, установленный на входе блок запуска с фиксированным порогом по величине входного параметра l. Однако фиксированный порог запуска, который следует устанавливать перед проведением измерений, ограничивает область применения известного устройства. Выбор малого уровня запуска создает опасность ложного запуска устройства одним из выбросок помехи, а устансжка высокого уровня обусловливаетчастичную или потерю информация при малой амплитуде измеряемых импульсов. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения импульсных сигнаЛОВ, содержащее первичный электрический преобразователь, выход которого подключен ко входу фильтра нижних частот, аналого-цифровой преобразсжатель, выход которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего блока, блок запуска, один из входов которого подключен к выходу усилителя, а выход к входу формирователя фиксированного врк енного интервала, блок управления, вход которого соединен с выходом формирователя фиксированного временного инте{ вала, а выход - с управляющим входом оперативного запоминающего блока . В указанном устройстве уровень запуска не является неизменной величиной, а пропорционален действующему значению вибрационного фона, т. е. обладает способностью адаптивного приспособления к условиям измерения. Однако при проведении измерений, ког да интервал времени поиска процесса значительно пр№ышает длительность самого импульсного сигнала, все же существует опредепенная вероятность превышения уровня запуска отдельным выбросом помехи. В результате вместо импульсного сигнала может быть зарегистрирована поме-. ха. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости подобного измерительного устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения импульсных сигналов, содержащее первичный электрический преобразователь, выход которого подключен ко входу фильтра нижних частот, аналого-цифровой преобразователь. Выход которого соединение информаиионHbHvf входом оперативного загпоминающего блока, блок запуска, один из входе которогю подключен к выходу усилителя, а выход - ко входу формирователя фиксированного временного интервала, блок управления, вход которого соединен с выходом формирователя фиксированного времен ного интервала, а выход - с упргшляющим входом оперативного запоминающего бпока, вв.едены многоотводная аналоговая ЛИНИЯ задержки, блок вычисления конечны разностей и блок вычисления дисперсий конечных разностей,, причем аналоговая линия задержки включена между выходом фильтра нижних частоти входом аналогоцифрового преобразователя, входы блока вычисления конечных разностей соединены с отводами аналоговой линии задержки а выход - с другим входом блока запуска и со входом блока вычисления дисперсий конечных разностей, выход которого подключен ко входу усилителя. На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения импульс11ых сигналов. В состав устройства входят первичный электрический преобразователь 1, фильтр 2 нижних частот, многоот1водная аналого вая линия 3 задержки, аналого-цифровой преобразователь 4, оперативный запоминающий блок 5, блок б вычисления конеч ных разностей, блок вычисления дисперсий конечных разностей 7, усилитель 8, блок 9 запуска, формирователь 10 фиксированного временного интервала и блок 1.1 управления. Известно, что разностные методы N -го порядка обеспечивают величину от ношения сигнал/ncevfexB, близкую к величине, достигаемой при оптимальной фильт рации импульсного сигнала из аддитивной смеси его с помехой. В основе обнаруже ния импульсных сигналов на фоне помех. реапизуемого в предложенном устройстве, лежит сравнение конечной разности/&N/ с некоторым пороговым значением Хбди, где К. 1, 2, 3 . . . , а ( - дисперсия конечной разности N -го порядка. Если для нормального радпределения помех вероятность неправильного обнаружения сигнала принять к примеру равной 0,003, то правило обнаружения будет |лМи1)(ГлмУстройство работает следующим образом. Электрический сигнал с выхода первичного преобразователя 1, эквивалент ный исследуемой физической величине, через фильтр 2 нижних частот поступает на вход аналоговой линии 3-задержки. Дискретные отсчеты с линии 3 задержки, взятые через равноотстоящие промежутки времени, подводятся ко входам аналогоцифрового преобразователя 4 и блока 6 вычисления конечных разностей. С выхода аналого-цифрового преобразователя 4 информация направляется в оперативный запоминающий блок 5, работающий в режиме записи. В запоминающем блоке 5 при последовательном обращении к памяти каждый отсчет перй ещается внутри памяти от первого адреса к последнему, после выводится из памяти и стирается. При таком режиме работы зап Ж1инающего блока 5 в памяти всегда находится участок процесса, непосредственно предшествующий данному времени, причал длительность этого участка определяется временем прохождения одного отсчета че-i рез всю память. Блок 9 запуска срабатъюает в тот момент, когда сигнал с выхода блока 6 вычисления конечных разностей превысит уровень запуска, вырабатьшаемый блоком 7 вычисления дисперсий конечных разностей и усилителем 8. После срабатьшания блока 9 запуска через фиксированный вре менной интервал, задаваемый формироватв лем 1О, блок 11 управления прекращает режим записи запс 1инающего блока 5.. После прекращения режима записи в запоминающем блоке 5 фиксируется результат измерений, который соответствует учас-рку времени, непосредственно предшествовавшетлу моменту прерьшания загшси. При длительностивременного интервала, формируемого формирователем 1О, меньший времени прохождения одного отсчета через память запоминающего блока 5 на длительность переднего фронта импульса. в памяти фиксируется весь импульсшый процесс, включая его передний фронт. Предложенное устройство обеспечивает практически оптимальное обнаружение импульсного сигнала на фоне помех в условиях большой априорной неопределеннос ти последних. Формула изобретения Устройство для измерения импульсных сигналов, содержащее первичный электрический преобразователь, выход которого подключен ко входу фильтра нижних часто аналого-адфровой преобразоватетть, выход которого соединен с информационным входом оперативного зап(л1нающего блока, блок запуска, один из входов которого подключен к выходу усилителя, а выход ко входу формирователя фиксированного временного интервала, блок управления, вход которого соединен с выходом формирователя фиксирезанного временного интер вала, а выход - с управляющим входсы операпюпого запоминающего блока, о тли чающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены многоотводная аналоговая пиния задержки, блок вычисления конечных разностей и блок вычисления дисперсий конечных разностей, причем аналоговая пиния задержки включена между выкодом фильтра нижних частот и вкодсМч- аналогоцифрового преобразователя, входы бпока вычисления конечных разностей соедине ны с отводами аналоговой линии задержки, а выход - с другикт входом блика запуска и со входом блока вычисления дисПерсии конечных разностей, выкод которого подключен ко усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Митящев Б. Н. Определение временного положения при наличии помех. М., Сов. радио , 1962, с. 7-9. 2. Авторское свидетельство СССР fe 552566, кл.О 01 F 19/04, 1976.