Устройство для анализа спектрограмм Советский патент 1981 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для. моделирования сложных спектров, форма которых аналогична исходным спектрам, записанным на диаграммную ленту с выхода аналитического прибора.

Известно устройство для анализа спектрограмм, содержащее блок развертки, регистрирующий прибор, сумматор и блоки формирования составляющих, причем каждый из блоков формирования составляющих содержит формирователь треугольных функций, генератор функций Гаусса, генератор функций Лоренца, резисторный элемент и смеситель 111.

Однако это устройство обладает невысокой точностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для анализа спектрограмм, содержащее формирователи -составляющих, каждый из которых выпол- . нен из первого блока регулирования, первого функционального формлрователя, первого и второго функциональ- ных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации,последовательно соединенные сумматор,блок

ксфрекции и блок развертки, выход сумматора подключен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен с вторым входом блока регистрации и с входами формирователей составляющих,к каждому из которых подключен вход соответствующего пер.вого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки .

10 соединен с выходом соответствующего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключены к соответствующим входам сумматора Г2.

15

Однако это устройство не позволяет непосредственно формировать производные от моделируемых пиков и осуществлятьбыстрый переход от моделирования пиков, например, Гаус20совой формы к режиму моделирования производных от этих пиков. Моделирование производной возможно лишь с низкой точностью и большимизатратами времени с помощью двух форми25рователей составляющих, моделирующих два идентичных пика разной полярности. Низкая точность моделирования обуславливается трудностью подбора параметров разнополявных пиков, смещенных относительно друг

30

друга по координате X. В два раза увеличиваетсячисло регулировок, необходимых для изменения параметров производной, что определяет низкую скорость моделирования.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Достигается это тем, что в устройстве для аналй-за спектрограмм, содержащем формирователи составляющих, каждый из которых выполнен из первого блока регулировки,первого функционального формирователя, первого и второго функциональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные сумматор, блок коррекции и блок развертки, выход сумматора подключен к первому входу блока регистрации, выход блока развертки соединен с вторым входом блока регистрации и с входами формирователей составляющих, к каждому из которых подключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствующего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключены к соответствующим входам сумматора, в каждый из формирователей составляющих введены второй функциональный формирователь первый и второй -буферные каскады, переключатель режимов формирования и дифференциальный усилитель, выход первого блока регулировки соединен с первыми входами первого и второго буферных каскадов, выход первого буферного каскада через последовательно соединенные первый функциональный формирователь и первый функциональный преобразователь подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом второго блока регулировки, выход второго буферного каскада подключен через последовательно соединенные второй фу1 кциональный формирователь и второй функциональный преобразователь к первому входу переключателя режимов формирования, второй вход которого соединен с вторым входом второго буферного каскада и с клеммой подключения внешнего источника опорного напряжения, второй вход первого буферного каскада подключен к первому выходу переключателя режимов фopмиpoвaн IЯ, второй выход которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя.

На фиг.1 приведена бло с-схема устройства; на фиг. 2 - приведены диаграммы работы устройства для анализа спектрограмм.

Устройство содержит формирователи составляющих 1, первые блоки регулировки 2, первые и вторые буферные каскады 3 и 4, первые и вторые

функциональные формирователи 5 и б, первые и вторые функциональные преобразователи 7 и 8, переключател режимов формирования 9, дифференциа ные усилители 10, вторые блоки регулировки 11, блок развертки 12, блок коррекции 13, сумматор 14 и блок регистрации 15.

Устройство для анализа спектрограмм работает следующим образом.

Напряжение развертки (в диапазоне + 10В) подается с выхода блока развертки 12 на входы формирователей составляющих 1 и второй вход блока регистрации 15 (Х-вход двухкоординатного самописца). Преобразование напряжения развертки начинается в первом блоке регулировки 2, в котором осуществляется смещение входного напряжения развертки и регулировка коэффициента передачи. Этими регулировками производят изменение положения и ширины моделируемого пика или первой производной от него. Преобразованное напряжение развертки одновременно подается на первые (инвертирующие) входы первого 3 и второго 4 буферных каскадов, осуществляющих смещение выходного напряжения первого блока регулировки 2 на постоянную величин по координате X. За счет того, что напряжение смещения подается на противоположные входы буферных каскадов 3 и 4, их выходные напряжения смещаются в разные стороны относительно напряжения, поступающего с выхода первого блока регулировки 2 . С выходов буферных каскадов 3 и 4 преобразованные напряжения разверток поступают на входы первого и второго функциональных формирователей 5 и б, в которых формируются напряжения треугольной формы симметрично сдвинутые относительно нулевого значения выходного напряжения первого блока регулировки 2 (X координата фиг. 2,а).Напряжения с выходов первого 5 и второго б функциональных формирователей поступают на входы первого 7 и второго 8 функциональных преобразователей, каждый из которых формирует одну половину выбранной функциональной зависимости (например, функцию типа Гаусса), вторая половина симметричной кривой формируется за счет обратного склона треугольной функции. Сформированные таким образом функциональные зависимости поступают на разнополярные входы дифференциального усилителя 10, с выхода которогоснимается разностный спектр, моделирующий функциональную, зависимость первой производной от пика с теми же параметрами. Выходное напряжение дифференциального усилителя 10 через второй блок регулировки 11 подается

на один из входов сумматора 14. Суммарное напряжение поступает на вход блока коррекции 13 и первый вход блока регистрации 15 (Y-вход ,двухкоординатного самописца). Выходное напряжение блока коррекции 13, пропорциональное скорости изменения моделируемого напряжения, поступает на вход блока развертки 12 и управляет им таким образом, чтобы скорость воспроизведения моделируемой кривой в блоке регистрации 15 не превышала максимально допустимого значения для данного типа регистратора.

Для обеспечения быстрой смены режимов моделирования в каждый формрователь составляющих введен переключатель режимов формирования 9, который управляет переключением сигналов во входных цепях первого буферного каскада 3 и дифференциального усилителя 10..

В режиме формирования симметричн пиков второй (инвертирующий) вход первого буферного каскада 3 и второй (неинвертирующий) вход дифференциального усилителя 10 через первый и второй выходы переключателя режимов формирования 9 закорочены на землю. При этом вершина треугольной зависимости, снимаемая с выходапервого функционального формирователя 5, формируется при переходе внутренней развертки (выходное напряжение первого блока регулировки 2) через нулевое положение, а сигнал с выхода второго функционального преобразователя 8 не поступает на второй вход дифференциального усилителя 10. Это обуславливает формирование одной функциональной зависимости с максимумом,связанным с положением нуля внутренней развертки (нулевое положение по Y координате (фиг.2,6,в).

В режиме формирования первой производной через первый выход переключателя режимов формирования.9 на второй (инвертирующий) вход первого буферного каскада 3 подается смещающее напряжение UQ, , а через второй выход переключателя режимов формирования 9 неинвертирующий (второй) вход дифференциального усилителя 10 подключен к выходу второго функционального преобразователя 8. .

Реализация такого устройства для анализа спектрограмм позволяет точно формировать симметричные пики и первые производные от них, независимо от линейности во времени входной развертки, поступающей с выхода блока развертки. Это дает воможность использовать стабилизацию скорости записи и исключить погрешности, связанные в инерционными свойствами самописца при записи nepiвых производных от пиков с малой шириной и максимальной амплитудой.

Формула изобретения

Устройство для анализа спектрограмм, содержащее формирователи составляющих, каждый из которых выполнен из первого блока регулировки, первого функционального формирователя, первого и второго функ0циональных преобразователей и второго блока регулировки, блок регистрации, последовательно соединенные cyNiMaTop, блок коррекции и блок развертки, выход сумматора подклю5чен к первому входу блока регистрадии, выход блока развертки соединен со вторым входом блока регистрации и с входами формирователей составляющих, к каждому из которых под0ключен вход соответствующего первого блока регулировки, выход каждого из вторых блоков регулировки соединен с выходом соответствукнцего формирователя составляющих, выходы формирователей составляющих подключе5ны к соответствующим входам сумматора,, отличающееся тем, что, с .целью повышения точности устройства, в каждый из формирователей составляющих введены второй

0 функциональный формирователь, первый и второй буферные каскады, переключатель режимов формирования и дифференциальный усилитель, выход первого блока регулировки соединен

5 с первыми входами первого и второго буферных каскадов, выход первого буферного каскада через последовательно соединенные первый функциональный формирователь и первый .

0 функциональный преобразователь подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с вводом второго блока регулировки, выход второго буферного каскада подключен через последова5тельно соединенные второй функциональный формирователь и второй функциональный преобразователь к первому входу переключателя режимов формирования, второй вход которого сое0динен с вторым входом второго буферного каскада и с клеммой подключения внешнего источника опорного напряжения, второй вход первого буферного каскада подключен к перво5му выходу переключателя режимов формирования, второй выход которого соединен с вторым входом дифференциг1льного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1. Авторское свидетельство СССР № 458840, кл. G Об G 7/48, 30.10.73

2.; Авторское свидетельство СССР по заявке 2591925/18-24, кл. G 06 G 7/48, 17.10.78. . .

5

V

-

X

ч Х г

N -г