Устройство для определения площадей выбросов Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 G06F7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ ВЫБРОСОВ

I

. Изобретение относится к устройствам для измерения вероятных характеристик случайных процессов и может быть использовано при испытаниях радиоэлектронной аппара уры различного назначения в условиях действия случайных помех, при ресурсных испытаниях механических объектов, а также в информационно-измерительных системах, измерительно-вычислительных , комплексах, автоматизированных системах ,. контроля и управления.

Известное устройство для определения площади выбросов содержит входное устройство, формирователь прямоугольного импульса, селектор некоррелированных выбро д сов, схему задержки, прямоугольных импульсов, пиковый детектор, частотно-импульсный модулятор, временной селектор, цифровой дискриминатор Г13.

Наиболее близким к предлагаемому яв- JQ ляется статистический анализатор, определяющий (функции распределения площадей выбросов, который содержит блок входной информации, сумматор, блок формирования

опорных напряжений, аналого-цифровой преобразователь, пороговый блок, схему И, схему задержки, счетчик, дешифратор, логический блок, регистратор 02.

Недостатком указанных устройств является ограниченная точность определения площади выбросов, что обусловлено заложенными в их основу алгорттмамн (аппроксимация выброса равнобедренным треугольником и использование метода прямоугольников соответственно).

Цель изобретения - повышение точности измерений.

.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения площадей выбросов, содержащее сумматор, перь. вый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом блока задания опорных уровней, а выход сумматора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя непосредственно и через пороговый блок к входу элемента задержки и первому вх& ду ретастратора, синхронисзирующий вх®д аналого-цифрового преобразователя соедИ нен с первым выходом синхронизатора, введены блок вычитания, накопительный блок и буферный регастр, информационный вход которого объединен с первым входом блока вычитания и подкгаочен к выходу аналого-цифрового преобразователя, выход буферного регистра соединен со вторым входом блока вычитания, информационный и знаковые выходы которого подкгаочены соответственно к первому информационному и знаковым входам накопительного бло ка, выход которого соединен с вторым входом регистратора, а второй информационный вход - с выходом буферного регистра, вход сброса которого объединен сброса накопитепыгого блока и- подклю чен к выходу элемента задержки, при. этом синхронизирующей вход накопительного бло ка соединен с вторым выходом синхронизатора, третий выход которого подключен к синхронизирующему входу буферного ре- гистра. Для определения ппощадн выброса Sg, используется следующая интерполяционная формула j-Vp, . V, ЧУд 1 , () где :/,; .-.измеренные ординаты выбро са в i моменты времени; интервал дискр.етизаши, т.е, реализуется метод трапеций. Принимая во внимание, что (54i iV2 l/i+uV,... г где - приращение ординаты в течение одного интервала дискретизации S,..it/-|l..-(2) Переходя к непрерывной сумме членов ряда (2) с учетом знака текзщего приращения и V } , можно записать .,..5|Lj, где - число интервалов разбиения выброса. Соотношение (3) является алгоритмом для аппаратурного определения площадей выбросов при уровне анализа XQ О, На чертеже изображена структурная схема устройства. В устройство входят сумматор 1, бло 2 задания опорных уровней, пороговый блок 3, аналого-цифровой преобразователь 4, буферный регистр 5, блок 6 вычитания накопительный блок 7, регистратор 8,эле мент 9 задержки, синхронизатор 10, .состоящий из генератора 11 тактовых импульсов и секционированной линии 12 . Источник исследуемого сигнала подключен к входу сумматора 1, другой вход которого соединен с блоком 2 задания опорных уровней, а выход подсоединен к пороговому блоку 3 и аналого-цифровому преобразователю 4. Выходы последнего подключены непосредственно и через буферный регистр 5 к блоку 6 вычитания, выходы которого соединены с накопительным блоком 7, причем его другие входы подключены к выходам буферного регистра 5. Выход порогового блока соединен непосредственно с регистром 8 (информации) и через элемент 9 задержки с блоком 7 и буферным регистром 5. Выходы синхронизатора 10 подключены к аналого-цифровому преобразователю 4, блоку 7 и регистру 5. Устройство работает следующим образом. Напряжение исследуемого процесса X(-t) поступает на первый вход сумматора 1, . на второй вход которого подается напряжение с блока 2, соответствующее установленному уровню анализа Хо- Суммирующая .схема смещает выброс к нулевому . уровню на величину Хо i т.е. на ее выходе действует напряжение U(i)x . Мгновенные значения сигнала 0(ti в моменты выборок преобразуются аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 4 в параллельный двоичный код. Взаимное согласование работы блоков устройства осуществляется с помощью синхронизатора 10. В первый такт запускается АЦП 4 и производится измерение, например, V -го значения. При этом в буферном ропютре 5 хранится предыдущее У. -е значение .напряжения выброса. Оба кода .поступают на блок 6вычитания, на выходе которого формируется значение кода полуразности Д jf.-/2. (5f.j-V .)/i соседних отсчетов, а также знак этой полуразности + или -. Во второй такт по сигналу, снимаемому с второго выхода синхронизатора 10, блок 7выполняет очередное накопление т N ..Si.(4 M,..-y-J где Н - число, полученное в сумматоре (не показан) блока 7 за предыдущие (i -1) измерений. В третий такт код те1сущего значения АЦП 4 переписывается в буферный регистр 5, после чего цикл измерения повторяется и т.д. За время действия выброса в .сумматоре накопитепь ного блока 7 накапливается шспо, пропор циональное площади выброса в соответствии с выражением (3). К выходу сумматора 1 подключен пороговый блок 3, который осуществляет сравнение сигнала Ц (-t) -с нулевым уровнем и формирование прямоугольного импульса ( П -импульса) с длительностью, равной длительности выброса. Задним фронтом П -импупь са значение N блока 7 фиксируется в регистраторе 8. После .этого импульсом, снимаемым с элемента 9 задержки, накопительный блок 7 и буферный регистр 5 обнуляются, тем самым подготавгмвая схе му к новому измерению. Если в качестве блока регистрации используется многоканальный регистратор с предварительной дешифрацией поступающих кодов, то в результате анализа в его памяти хранится информация о плотности распределения CSg Xcj) площадей выбросов, превышающих установленный уровень ХдТаким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с известным при одной и той же частоте дискретизации существенно повысить точность измерения площадей выбросов. Формула изобретения Устройство для определения площадей выбросов, содержащее сумматор, первый вход которого является входом устройства второй вход соединен с выходом блока задания опорных уровней, а выход сумматора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя непсксредственно и через пороговый блок - к входу элемента задержки и первому входу регистратора, синхронизирующий вход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым выходом синхронизатс за, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, оно содержит блок вычитания, накопительный блок и буферный регистр, информационный вход которо го объединен с первым входом блока . вычитания и подключен к выхоау аналого цифрового преобразователя, выход буферного регистра соединен со вторым входом блока вычитания, информационный и знаковые выходы которого подключены соответственно к первому информационному и знаковым входам накопительного блока, выход которого соединен с вторым вхо- дом регистратора, а рторой информационный вход - с выходом буферного регистра, вход сброса которого объединен с входом сброса накопительного блока и подключен к выходу элемента задержки, при этом синхронизирующий -Вход накопительного блока соединен с вторым выходом синхронизатора, третий выход которого подключен к синхронизирующему входу буферного регистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 326521, кл. Q 06 F 15/36, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 422011, кл. Q 06 F 15/36, 1973 (прототип).