Анализатор амплитудных распределений Советский патент 1981 года по МПК G01D1/14 

(54) АНАЛИЗАТОР АМПЛИТУДНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

1

Изобретение относится к средствам измерения статических характеристик случайных сигналов и предназначено для использования в электроизмери-. тельной технике, в устройствах обработки информации.

Известны устройства для измерения плотностей вероятностей случайных процессов с использс ванием электроннолучевых трубок (ЭЛТ)1. Такие устройства в качестве измерительного преобразователя . реализаций содержат специальные ЭЛТ, содержаицие наряду с обычными дополнительные электроды, позволяющие такую ЭЛТ использовать для определения времени пребьгоания 11сследуемого сигнала в дифференциальном коридоре.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является анализатор амплитудных распределений, содержащий квантукхцую ЭЛТ, входной усилитель, буферный каскад, усредняющее устройство, генератор пилы и индикаторную ЭЛТ 2}.

В основе работы устройства лежит принцип измерения среднего значения напряжения, образукяцемся при попадании луча квантующей ЭЛТ на ленточную мишень, atлолненную в виде узкой металлической ленты вблизи экрана внутри колбы ЭЛТ и имеющую выводы. Положение луча ЭЛТ в горизонтальной плоскости определяется исследуемым напряжением, поступгиощим через, входной усилитель на первую отклоняющую пластину, а также развертывающим пилообразным напряжением генератора Ш1ЛЫ, поступающим на вторую пласти0ну.

Однако точность измерений невелика. При -больших значениях измеряемых плотностей вероятностей (0,1 и более) относительная погрешность не менее 5% и обусловлена в основном нелиней«остыо развертываквдего напряжения. При измерении малых плотностей вероятностей (0,001-0,01) большая norpeiSHOcTb (10-20%) обусловлена в

0 основном низкой точностью определения среднет-о значения напряжения, так как вероятность появления луча в окрестности ленточной мишени при этом мала. По той же причине невозможно измерение весьма малых плотностей ве1 оятиостей, например менее 0,001.

Целью изобретения является пова0 шение точности измерений.

Достигается это тем, что анализатор амплитудных распределений, содержёиций последовательно соединенные входной усилитель, квантуквдий электроннолучевую рубку, буферный каскад, .усредняющее устройство и индикаторную электроннолучевую трубку, снабжен генератором импульсов, счетным устройством, генератором ступенчатого напряжения и формирователем импульсов,причем счетное устройство связано с генератором ступенчатого напряжения, с электроннолучевыми трубками и через формирователь импульсов с выхдом буферного каскада, а генератор импульсов подключен к квантующей электроннолучевой трубке.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Она содержит последовательно соединенные входной усилитель 1, квантующую ЭЛТ 2, буферный каскад 3 усредняиицее устройство 4, индикаторную ЭЛТ 5, а также генератор импульсов 6, связанный с квантующей ЭЛТ, генератор ступенчатого напряжения 7, подключенный к обоим ЭЛТ, счетное устройство 8, соединенное с генератором ступенчатого напряжения 7 и через формирователь импульсов 9с выходом буферного каскада 3.

Исследуемый сигнал через входной усилитель 1 поступает на пластину квантующей ЭЛТ 2. Квантующая ЭДТ 2 в исходном состоянии закрыта ио току. На модулятор этой ЭЛТ с генератора импульсов б поступают положительные импульсы, периодически открывающие трубку по току на время равное длительности импульсов. Если в моменты импульсов луч квантуюцей ЭЛТ попадает на ленточную мишен в цепи сопротивления появится импульс, тока. Импульсы напряжения после буферного каскада 3 усредйяютсц в усредняющем устройстве 4 и j) виде постоянного, напряжения поступают на вертикально отклоняющие плартины индикаторной ЭЛТ. Кроме того импульсы напряжения с выхода буферного каскада 3 через формиро. ватель импульсов 9 поступают в счетное устройство 8.

Генератор ступенчатого напряжения 7 вырабатывает напряжение, которое в течение начального интервала времени постоянно, затем скачком изменяется. Это напряжение в качестве развертывающего поступает на горизонтгшьно отклоняющие пластины обоих ЭЛТ,, синхронно осуществляя развертку лучей в горизонтальной плоскости. Кроме того это напряжение поступает на счетное устройство, осуществляя сброс на ноль показаний счетчика. Благодаря синхронной развертке лучей обоих ЭЛТ « индикаторной ЭЛТ будет в виде

яркостных точек высвечиваться кривая распределения плотности вероятности мгновенных значений исследуемого сигнала.

В течение начального интервала времени счетное устройство 8 считает импульсы, поступающие на него с. формирователя импульсов 9.

Повьнление точности измерений в предлагаемом устройстве достигается благодаря тому, что введение в схему новых элементов позволяет от изме рения среднего значения напряжения перейти к измерению числа импульсов напряжения, определить факт наличия импульса (или измерить число их за определенный интервал времени) можно даже в том случае, если за весь промежуток времени будет всего один импульс (или несколько импульсов) Определить же среднее значение напряжения при этих условиях практически невозможно; уровни анализа «в течение начального интервала времени постоянны. Благодаря этому полностью устранена погрешность-нелинейности развертки прототипа.

Предлагаемое устройство .позволяет кроме визуального наблюдения измеряемого распределения с высокой точностью определить выборочные значения его в цифровом виде при непосредственном отсчете.

- Предлагаемое устройство целесообразно использовать в электроизмерительной технике при аппаратурном анализе плотности вероятностей мг-новенных значений случайных сигналов, когда в широком частотном диапазоне необходима высокая точность измерений. Возможность визуального г аблюдения закона распределения исследуемого сигнала о.беспечивает большое удобство при исследовании неизвестны законов распределений, при использовании устройства для контроля распределения, при использовании в учебном процессе для демонстрации того или. иного типа распределений.

Формула изобретения

Анализатор аг.отлитудных распределений-, содержащий последовательно соединенные входной усилитель, квантующую электроннолучевую трубку, буферный каскад, усредняющее устройство и индикаторную электроннолучевую трубку, .отличаюю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен генератором импульсов, счетным устройством, генератором ступенчатого напряжения и формирователем .импульсов, причем счетное устройство одним входом связано с генератором ступенчатого напряжения и с входом электроннолучевых трубок,. друг-им входом через формирователь

импульсов соединено с выходом буферного каскада, а генератор импульсов подключен к квантующей электроннолучевой трубке.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

ring, 1959, 10.