Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса

Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК УЗКОПОЛОСНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее компаратор, первый триггер, первый счетчик, аналогоцифровой преобразователь, выход которого является выходом кода амплиту да сигнала устройства, вход компаратора является входом устройства, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения фазы и периода входного сигнала, в него . введены генератор тактовых импульсов,, первый, второй, третий элементы И, второй и,третий триггеры, второй счетчик, первый и второй регистры, формирователь импульсов, элемент И-ШШ, инвертор, коммутатор, первый и второй ключи и операционный усилитель, выход которого соединен с первым входом первого ключа и с входом аналогощ|фрового преобразователя, выход первого ключа объединен с выходом второго ключа и соединен с инверсным входом операционного усилителя, первый вход второго ключа соединен с выходом коммутатора , первый информационный вход которого подключен к выходу инвертора , вход которого объединен с вторым информационным входом коммутат тора и является входом устройства, управляюпцй вход коммутатора объединен с первым входом элемента И-ИПИ и подключен к прямому выходу первого триггера, который является выходом знака фазы устройства, инверсный выход первого триггера подключен к второму входу элемента И-ИЛИ, выход которого соединен соответственно с входом синхронизации второго триггера , вторым входом второго ключа, входом запуска аналого-цифрового преобразователя, первым входом третьего элемента И и является выходом периода устройства, третий вход элемента И-ШШ объединен с входом установки в 1 первого триггера, входом формирователя импульсов и подключен к -выходу компаратора, второй выход компаратора соединен с четвертым входом элемента И-ИЛИ и входом установки в О первого триггера, выход форми 1 рователя импульсов соединен с входом О СП синхронизации первого регистру и входом установки в О третьего триггера вход установки в 1 которого объединен с входом сброса первого счетчика, с входом синхронизации первого триггера , входом установки в О второго триггера, входом сброса второго счетчика , вторым входом первого ключа и является входом опорного сигнала устройства , прямой выход третьего тригл гера подключен к первому входу второго элемента И и является выходом временного сдвига устройства, второй вход второго элемента И объединен с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUW

РЕСПУБЛИН з(50 G 06 F 15/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

Г30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3611440/18-24 (22) 17.07.83 (46) 07.10.84. Бюл. Ф 37 (72) М.Д. Генкин, А.П. Кириллов, Г.Ф. Пешков, Т.С. Жукова, О.Б. Скворцов и А.Н. Терентьев (71) Институт машиноведения им. А.А. Благонравова

t (53) 681. 333 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 488214, кл. G 06 F 15,36, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР . У 780010, кл. G 06 F 15/36, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК УЗКОПОЛОСНОГО СЛУЧАЙНОГО

ПРОЦЕССА, содержащее компаратор, первый триггер, первый счетчик, аналогоцифровой преобразователь, выход которого является выходом кода амплиту= ды сигнала устройства, вход компаратора является входом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения фазы и периода входного сигнала, в него введены генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий элементы И, второй и третий триггеры, второй счетчик, первый и второй регистры, формирователь импульсов, элемент И-ИЛИ, инвертор, коммутатор, первый и второй ключи и операционный усилитель, выход которого соединен с первым входом первого ключа и с входом аналого-циф-рового преобразователя, выход первого ключа объединен c âûêîäîì второго ключа и соединен с инверсным входом операционного усилителя, первый вход второго ключа соединен с выходом ком„,Я0.„1117650 мутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого объединен с вторым информационным входом коммута-, тора и является входом устройства, управляющйй вход коммутатора -объединен с первым входом элемента И-ИЛИ и подключен к прямому выходу первого триггера, который является выходом знака фазы устройства, инверсный выход первого триггера подключен к второму входу элемента И-ИЛИ, выход которого соединен соответственно с входом синхронизации второго триггера, вторым входом второго ключа, входом запуска аналого-цифрового Я преобразователя, первым входом третьего элемента И и является выходом

4периода устройства, третий вход элемента И-ИЛИ объединен с входом установкй в "1" первого триггера, входом д формирователя импульсов и подключен к выходу компаратора, второй выход компаратора соединен с четвертым вхо- виа» дом элемента И-ИЛИ и входом установки рви» в "0" первого триггера,,выход формирователя импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра и входом установки в "0" третьего триггера . вход установки в "1" которого объединен с входом сброса первого счетчика, с входом синхронизации первого триггера, входом установки в "О" второго триггера, входом сброса второго счет- е чика, вторым входом первого ключа и является входом опорного сигнала устройства, прямой выход третьего триггера подключен к первому входу второго элемента И и является выходом временного сдвига устройства, второй вход второго элемента И объединен с

1117650 первым входом третьего элемента И и соединен с выходом первого элемента

И, первый и второй входы которого подключены соответственно, к выходу генератора тактовых импульсов и к инверсному выходу второго триггера, соединенному с входом синхронизации компаратора, выход второго элемента

И подключен к счетному входу первого счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом

Изобретение относится к устройствам предварительной обработки узкополосных случайных процессов и может быть использовано при создании измерительной аппаратуры, а также информационно-измерительных и управляющих систем для формирования оценок ампли.туды и фазы узкополосного случайного процесса.

Известно устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса, содержащее делитель, блок квантования по уровням, первый и. второй измерители, преобразователи и регистр-счетчик, выход которого соеди нен с выходом устройства, вход блока квантования по уровням, первые входы измерителей и преобразователя соединены с входом устройства, первый выход блока квантования по уровням соединен с вторыми входами измерителей: и преобразователя, а второй выход сое динен с третьим входом второго изме-. рителя, выход первого измерителя сое; динен с третьим входом преобразователя, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго измерителя, а выход делителя соединен с входом регистра-счетчика (1 ).

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей, поскольку оно позволяет определять только амплитудные характеристики узкополосного случайного процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для оценки характеристик узкополосного случайного первого регистра, выход которого является выходом фазы устройства, выход третьего элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, информационный выход которого соединен . с информационным входом второго регистра, выход которого является выходом кода периода сигнала, вход синхронизации второго регистра соединен с прямым выходом второго триггера. процесса, содержащее компаратор, первый триггер, первый счетчик, аналогоцифровой преобразователь, выход .которого является выходом кода амплитуды сигнала, устройства, вход компаратора является входом устройства (27.

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку оно

10, не обеспечивает определения фазы и периода исследуемого процесса.

Целью изобретения является расширение функциональйьЫ возможностей путем определения фазы и периода

15 входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса, содержащее компаратор, первый триггер, первый счетчик, 20 аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом кода амплитуды сигнала устройства, вход компаратора является входом устрой?5, :ства, введены генератор тактовых ! импульсов, первый, второй, третий элементы И, второй и третий триггеры, второй счетчик, первый и второй регистры, формирователь импульсов, элемент И-ИЛИ, инвертор, коммутатор, первый и второй ключи и операционный усилитель, выход которого соединен с первым входом первого ключа и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход первого ключа объединен с

З5 выходом второго ключа и соединен с инверсным входа м операционного усилителя, первый вход второго ключа соединен с выходом коммутатора, первый

3 11176 информационный вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого объединен с вторым информационным входом коммутатора и является входом устройства управляющий вход коммутаУ

5 тора объединен с первым входом элемента И-ИЛИ и подключен к прямому выходу первого триггера, который является выходом знака фазы устройства, инверсный выход первого триггера под1ключен к второму входу элемента И-ИЛИ, выход которого соединен соответственно с входом синхронизации второго триггера, вторым входом второго ключа, входом запуска аналого-цифрового преобразователя, первым входом третьего элемента И и является выходом периода устройства, третий вход элемента

И-ИЛИ объединен с входом установки в "1" первого триггера, входом формирователя импульсов и подключен к выходу компаратора, второй выход компаратора соединен с четвертым входом элемента И-ИЛИ и входом установки в

"О" первого триггера, выход формирователя импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра н входом установки в "0" третьего триггера, вход установки в ."1" которого объединен с входом сброса первого счетчика, с входом синхронизации

30 первого триггера, входом установки в "0" второго триггера, входом сброса второго счетчика, вторым входом первого ключа и является входом опорного сигнала устройства, прямой выход третьего триггера подключен к первому входу второго элемента И и является выходом временного сдвига устройства, второй вход второго элемента И объединен с первым входом третьего элемента И и соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к инверсному № выходу второго триггера, соединенному с входом синхронизации компаратора, выход второго элемента И подключен к счетному входу первого счетчика,.информационный выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход которого является выходом фазы устройства, выход третьего элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, информационный 55 выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого является выходом кода

50 4 периода сигнала, вход синхронизации второго регистра соединен с прямым выходом второго триггера.

На чертеже показана структурная схема устройства для оценки характеристик узкополосного случайного процесса.

Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса содержит компаратор 1, первый .триггер 2, первый счетчик 3, аналогоцифровой преобразователь 4, выход 5 кода амплитуды сигнала, вход 6 устройства, генератор 7 тактовых импульсов, первый 8., второй 9 и третий

10 элементы И, второй 11 и третий !2 триггеры, второй счетчик 13, первый

14 и второй 15 регистры, формирователь 16 импульсов, элемент И-ИЛИ 17, инвертор 18, коммутатор 19, первый

20 и второй 21 ключи, операционный усилитель 22, выход 23 знака фазы, выход 24 периода, вход 25 опорного сигнала, выход 26 временного сдвига, выход 27 фазы, выход 28 кода периода сигнала, конденсатор 29 и резистор 30.

Устройство для оценки характеристик узкополосного случайного процесса работает следующим образом, Исследуемый сигнал поступает на вход 6 устройства, откуда он поступает.на вход компаратора 1, вход ин- вертора 18 и вход коммутатора 19.

Компаратор 1 на своем прямом выходе формирует логический сигнал знаковой функции исследуемого .узкополосного случайного процесса. Цикл работы устройства начинается с поступлением опорного импульса на вход 25, Этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 12, сбрасывает в нулевое значение триггер 11 и счетчики 3 и 13, обеспечивает запись по его переднему фронту выходных сигналов компаратора 1 в триггер 2 и разряд конденсатора 29 через ключ 20.

Выходной сигнал триггера 2 поступает на выход 23 устройства, обеспечивая индикацию знака фазового сдвига исследуемого сигнала относительно опорного. Если это единичный логический уровень, исследуемый сигнал опережает опорный. До момента переключения компаратора 1 ° т.е его перехода в кулевое состояние по прямому выходу, импульсы от генератора 7 тактовых импульсов проходят через элементы И 8 и 9 .на вход счетчика

3, обеспечивая формирование кода, 50 6 мутатор 19 и ключ 21 поступает на интегратор, который реализован на операционном усилителе 22, резисторе

30 и конденсаторе 29. В момент оконча,ния отрицательной полуволны интегрирование заканчивается, операционный усилитель и конденсатор работают в режиме хранения аналогового сигнала, и запускается аналого-цифровой преобразователь 4, который на выходах 5 формирует код оценки амплитуды.

Для установки триггера 2 в нулевое состояние устройство работает аналогично, но оценка периода и амплитуды осуществляется для положительной полуволны входного сигнала, проходящей через коммутатор 19 и через элемент

И-ИЛИ 17 с прямого выхода компара. тора

Поскольку получаемые коды характеризует оценка временного положения или фазового сдвига, периода и амплитуды, полученные данные эффективно отражают все основные текущие характе" ристики исследуемого сигнала. Эти коды могут быть выведены на цифропечатающее устройство или переданы в вычислительную машицу для дальнейшего анализа.

5 11 1 76 пропорционального временному сдвигу исследуемого сигнала относительно опорного, что характеризует фазовый сдвиг. Этот интервал времени выводится на выход 26, а сформированный код переписывается в регистр 14, с выходов которого поступает на выходы

27. Это обеспечивается импульсом с выхода формирователя 16, обеспечивающего формирование импульса на !О .переключение компаратора 1.

Если в момент появления опорного сигнала, входной сигнал положительный, т.е. триггер 2 установился в единичное состояние, оценка текущего 15 значения периода, который обратно пропорционален текущему значению частоты, проводится по длительности отрицательной полуволны входного сигнала, которая выделяется переклю- 20 чением по ее окончании триггера 1 1 по счетному входу выходньж сигналом элемента И-ИЛИ 17 ° Для этого через элемент 17 пропускается код с инверсного выхода компаратора 1. В течение 25

1этой отрицательной полуволны открыт элемент И 10 импульсами от тактового генератора 7, через который заполняется счетчик 13, выходной код которого после переключения триггера 11 переписывается в регистр 15 и поступает на выходы 28 устройства. Оценка периода в виде длительности импульса формируется на выходе 24 устройства.

Одновременно в течение отрицательной полуволны инвертированный инвертором 18 входной сигнал через комСигналы на выходах 24 и 26 можно использовать для аналоговой регистрации, если их пропустить через фильтр низкой частоты.

Таким образом, устройство обеспечивает получение информации о текущих характеристиках узкополосного случайного процесса на каждом периоде, 1117650

27

Составитель И. Мухин

Редактор P- Цицика Техред С.Мигунова Корректор A. Обручар

Заказ 7222/34 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4