Устройство для измерения амплитуды напряжений случайного процесса Советский патент 1982 года по МПК G06F17/18 

I

Изобретение относится к сгагисгическим измерительным среаствам и предназначено для использования электроизмеритепьной техники.

: Известны устройства для измерения размаха напряжений случайной формы, в основе работы которых лежат гфишшп определения размаха через разность максимального и минимального пиковых значений, измеренных с заданной вероятностью 1 .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является уст ройство, содержащее последовательйо соединенные аналогс -ци4ровой преобразователь и адресный счетчик импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора. Выходы дешис{ратора подключены к входам соответствующих схем совпадения, другие входы которых объединены и соединены с управляющим входом аналого-ши зового преобразователя, входом-счетчика общего числа экстремумов, входом элементта задержки и выход(4 блока выделения вретленного положения экстремумов. Выход элемента задержки соединен с управляющим входсм адресного счетчика импульсов, а выходы схем совпадений подключены ко входу соответствующего канального счетчика 21.

В известном устройстве запуск аналого-цифрового преобразователя (АЦП) происходит не в момент экстремума, а

10 позже, когда момент перегиба реализации уже прошел, что дфиводит к погрешности определения размаха по причине запаздывания сигнала в блоке выделения экстремума и неучета этого запазды15 вания сигнала.

Цель изобретения - повышение точности измерений

Цель достигается тем, что в устройство для измерения.амплитуды напряже30 . НИИ случайного процесса, введены блок задания объема выборки и два цифровых дискриминатора, причем вход элемента задержки подключен ко входу устройства. а выход - к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами цифровых дискриминаторов, выходы которых подключены ко входу счетчика импульсов, второй -выход блок выделения временного положения экстремумов соединен с управляющим входом первого цифрового дискриминатора, а третий выход - с управляющим входом второго цифрового дискриминатора и входом блока задания объема выборки, выход которого подключен к запрещающему входу аналого-цифрового щэеобразователя. Цифровые дискриминаторы содержат два счетчика импульсов, триггер, временной селектор и формирователь импульсов, причем информационные входы счетчиков и временного селектора соединены с информационным входсяу цифрового дискриминатора, управляющий вход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выход подключен к управляющему входу переменного селектора, выход которого является выходом цифрового дискриминатора и входу формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика импульсов. На фиг. 1 V изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема цифрового дискриминатора на фиг. 3 - схема блока задания объема выборки. Устройство содержит вход 1, элемент 2 задержки, аналого-цифровой преобразо ватель (АЦП) 3, цифровые дискриминато ры 4 и 5, блок 6 выделения временного положения экстремумов, счетчик 7 импул сов у блок 8 задания объема выборки. В состав цифрового дискриминатора входят счетчики импульсов 9 и 10, триг гер 11, временной селектор 12 и формирователь 13 импульсов, Блек 8 задания объема выборки вклю чает кнопку с самовозвратом, триггер 1 временной селектор 15,и делитель 16 частоты. Устройство работает следующим образом, Реализация случайного процесса x(t через элемент задержки 3 поступает на информационный вход АЦПЗ. Кроме того У Э4 реализация поступает на блок 6. Этот блок вырабатывает короткие импульсы в моменты времени, соответствующие текущим (локальным) экстремумам. На управляющий вход АЦП с блока 6 тупают импульсы, соответствующие всем текущим экстретлумам (максимумам и минимумам). На управляющий вход первого цифрового дискриминатора 4 с блока 6 поступают импульсы, соответствующие положению максимумов, а на управляющий вход второго дискримин тора 5 - импульсы, соответствующие только минимумам,. При этом АЦП срабатывает всякий раз с поступлением импульсов с блока 6, если имеется разрешающее напряже1ше на запрещающем входе АЦП, поступающее с выхода блока 8 задания объема выборки, АЦП вы- рабатывает сигнал в виде времянмпульсного кода, содержащего импульсязТ с одинаковым периодом следования, число которых пропорционально-значению напряжения реализации на входе в момент запуска. Цифровые коды с выхода АЦП поступают на информационные входь цифровых дискриминаторов 4 и 5. Оба дискриминатора совершенно одинакоыз по схеме и работе,. Дискриминатор, работает следующим образом. Перед поступлением первого кода на nHcJTOBOu дискриминатор со счетчика 9 вводится число А, равное коэффициенту пересчета счетчиков 9 и 1О (они одинаковы по объему). Затем на управляющий вход дискриминатора поступает импульс с блока 6 выделения, экстремумов, опережающий сигнал АЦП. Он закрывает триггер 11. Цифровой времяимпульсный код, поступая затем на информационный вход дискриминатора, следует на оба счетчика. Так как в счетчик 9 . было введено ранее число А, то первый же импульс вызывает переполнение его, проходя на триггер и открывая его. Триггер вырабатывает разрещакяцее напряжение на временной селектор, который все импульсы поступавшего с АЦП кода пропускает на выход цифрового дискри. Счетчик 10 просто запоминает поступившее на него число импульсов кода С. После окончания входного кода формирователь 13 импульсов благодаря своей связи с выходом триггера вводит в счетчик 9 число (А- С.). При поступлении второго по счету кода С, на вход 5 дискриминатора предварительно управляю щим импульсом опять закрывается триггер 11. Второй код записывается в счетчике 10, который предварительно сбрасывается на нуль, и сравнивается с числом (A-Cf) в счетчике 9, Если С, С , то счетчик 9 переполняется, триггер открывается при переполнении и временной селектор пропускает на выход дискриминатора часть импульсов, превышающую число С. После окончания второго кода в счетчике 9 записывается число (А-С), Если же Сг, С, то переполнение счетчика 9 не происходит, состояние триггера не меняется, к новсыу циклу в счетчике 9 сохраняется введенное туда ранее число А - С. Таким образом, запись в счетчик 1О происходит с каждым новым кодом с АЦГ/Г перезапись в счетчик 9 числа (A-Cj) со счетчика 10 про исходит только тогда, когда (С| 7 С. На выход ци(|рового дискриминатора при этом проходит за все время измерения число импульсов, которое пропорционально для блока 4 среднему макисмальному а для блока 5 среднему минимальному. Счетчик 7 за время измерения фиксируе при этом общую сумму импульсов, пропорциональную размаху напряжения иссле дуемого случайного процесса. Продолжительность измерений сяфеделяется блокЬм 8 задания объема выборки. Коэффициент пересчета делителя 16 частоты устанавливается исходя из обес печения заданной точности измерений. С нажатием кнопки триггер первЬал импульсом с блока 6 вьшеления экстремумов приходит в рабочее состояние, вырабатывая разрешающее напряжение на вход АЦП. При переполнении делителя частоты триггер возвращается в исходное состояние. Работа АЦП и всей схемы останавливается. Для нового цикла : измерений необходимо снова нажать кнопку. Благодаря введению элемента задерж ки 2 устраняется погрешность, вызванна задержкой импульса, вырабатываемого блоком 6. Применение предложенного устройства позволяет повысить точность измерений Использование в устройстве ци(||)овы дискриминаторов способствует упрощению методики измерений, так как размах -и соответствующая ему вероятность определяются не после измерениязакона 43 распределения исследуемого сигнала, а непосредственно в ходе эксперимента, автоматически останавливая его при достижении заданного объема выборки, которую можно устанавливать, меняя коэффициент пересчета делителя частоты. Формула изобретения 1.Устройство для измерения. амплитуды напряжений случайного процесса, содержащее счетчик импульсов, элемент задержки, аналого-ци4ровой преобразователь, управляющий вход которого соед№нен с первым выходом блока выделения : временного положения экстремумов, вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно содержит блок задания объема выборки и / два цифровых дискриминатора, причем вход элемента задержки подключен ко входу устройства, а выход - к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами цифровых дискриминаторов, выходы которых подключены ко входу счетчика импульсов, второй выход блока выделения временного положения экстремумов соединен с управ ляющим вхоас А первого- цифрового дискриминатора, а третий выход - с управляющим входе второго цифрового дискриминатора и входом блока зааания объема выборки, выход которого подключен к запрещающему входу аналого-цифрового преобразователя. 2.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что дискриминаторы содержат два счетчика импуль сов, триггер , временной селектор и формирователь импульсов, причем информационные .входы счетчиков и временного селектора соединены с информационным входом цифрового дискриминатора, упра&-ляющий вход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выход подключен к управляющему входу временного селектора, выход которого является выходом цифрового дискриминатора, и входу формирователя импульсов, выход которого соединен с управляк щим входсял второго счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика импульсов.

79207438

Источники инфо1Ж4ации,2. Мкрский Г.Я.Аппаратурное опрепринятые во внимание при экспертизеделение характеристик случайных процес1. Авторское свидетельство СССРсов, М., Энергия, 1972, с. 433 (проМг 326306. кл., G06 а 15/36. 1973.тотип).

L

фиг. 2

U

,$