Устройство для определения действующего значения сигнала

Устройство для определения действующего значения сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕЙСТВУ1ОДЕГО ЗНАЧЕНИЯ СИГНАЛА, содержащее регистратор, блок масшта-, бирования, вход которого является входом устройства, выход блока масштабирования сбединен с первым информационным входом вычислительного блока , второй информационньй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, первый и второй управляющие входы первого вычислительного блока соответственно подключены к первым выходам первой и второй групп выходов генератора псевдослучайных чисел, а вход синхронизации подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с входом генератора псевдослучайных чисел, отличающийся тем,. что, с целью повышения быстродействия, - в него введены накапливающий сумматор, блок постоянной памяти, счетчик переноса , первый и второй регистры сдвига , сумматор по модулю два, одноразрядньй сумматор, мультиплексор, триггер переноса, блок извлечения квадратнс го корня и (Пг-1) вычислительных блоков, вторые информационные входы которых объединены и подключены к выходу источника постоянного напряжения, а первые информационные входы объединены и подключены К выходу блока масштабирования, первый и второй управляющие входы i-го ВЕмислительного блока (где ,..., : W) соответственно подключены KI-M выходам первой и второй групп выходов генератора псевдослучайных чисел, входы синхронизации вьгаислительных блоков, кроме первого, объединены и подклточены к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы 1 прямого и дополнительного кодов вычислительных блоков соединены с соответствующими входами накапливающего сумматора, выход которого через счетчик переноса соединен с информационным входом первого регистра сдвига, вход записи которого объединен с информационным входом мультиплексора и подключен к первому разрядному выходу блока постоянной памяти, второй разрядный выход которого соединен с входом

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) g(S1) (: 06 F 15/36; Г 01 Е 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ .)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ратора тактовых импульсов, выходы прямого и дополнительного кодов вычислительных блоков соединены с соответствующими входами накапливающего сумматора, выход которого через счетчик переноса соединен с информационным входом первого регистра сдвига, вход записи которого объединен с информационным входом мультиплексора и подключен к первому разрядному выходу блока постоянной памяти, второй разрядный выход которого соединен с входом (21) 3573522/24-24 (?2) 04.04.83 (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) А.M.Агизим, И.M.Âèøåí÷óê, Ю.Я.Гончаренко, А.В,Гупало, С.И.Кутовый и Б.И.Швецкий (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.3(088.8) (56) 1. Клисторин И.Ф. ф1фровые вольтметры переменного тока.-"Приборы и системы управления", 1973, У 2, с. 31-35.

2. Авторское свидетельство СССР

У 60072 1, кл. Г 06 F 15/36, 1976 (прототип) .

3. Федоров P.Ô., Яковлев В.В., Добрис Г.В. Стохастические преобразователи информации. Л., "Машиностроение", 1978, с. 46.

4. Кори Г. и Кори Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. N., "Наука", 1974, с. 154. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ СИГНАЛА, содержащее регистратор, блок масшта-, бирования, вход которого является входом устройства, вьвсод блока масштабирования сбединен с первым информационным входом вычислительного блока-, второй информационный вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, первый и второй управляющие входы первого вычислительного блока соответственно подключены к первым выходам первой и второй групп выходов генератора псевдослучайных чисел, а вход синхронизации подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с входом . генератора псевдослучайных чисел, отличающийся тем,.что, с целью повышения быстродействия, в него введены накапливающий сумматор блок постоянной памяти, счетчик переноса, первый и второй регистры сдвига, сумматор по модулю два, одноразрядный сумматор, мультиплексор, триггер переноса, блок извлечения квадратного корня и (Ь)-1) вычислительных блоков, вторые информационные входы которых объединены и подключены к выходу источника постоянного напряжения, а первые информационные входы объединены и подключены к выходу блока масштабирования, первый и второй управляющие входы i -го

4 вычислительного блока (где 1 =2, ° .., Ф) соответственно подключены к1-м выходам первой и второй групп выходов генератора псевдослучайных чисел, входы синхронизации вычислительных блоков, кроме первого, объединены и подключены к первому выходу гене1141421 сдвига первого регистра сдвига, входом синхронизации. триггера переноса и входом второго регистра сдвига, .выход первого регистра сдвига соединен с первым входом сумматора по модулю два, Второи вход KoTopoI o объ-: единен с управляющим входом мультиплексора и подключен к третьему разрядному выходу блока постоянной памяти, адресный вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, выход сумматора по модулю два соединен с первым входом одноразрядного сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом младшего разряда второго регистра сдвига и информационным выходом триггера переноса, единичный и нулевой установочные входы которого подключены к соответствующим выходам мультиплексора, выход переноса одноразрядного сумматора соединен с информационным входом триггера, выход одноразрядного сумматора соединен с входом старшего разряда второго регистра сдвига, разрядные выхо-, ды.которого соединены с соответствующими входами блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с входом регистратора.

2. Устройство по п. 1,.о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что вычислиИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано в производстве радиоэлектронной аппаратуры при определении действующего значения сигналов. 5

Известен коррелометрический измеритель действующего значения сигчала, построенный по автокомпенсационной схеме с цифроаналоговым преобразователем и источником опорного напряжения в обратной связи, содержащей формирователь опорного переменного напряжения, запоминающий элемент, масштабный преобразователь, устройства сравнения, устройство 15 уравновешивания и измерительный орган (1). тельный блок содержит цифроаналоговый преобразователь, сумматор, пер- вый и второй компараторы, элемент

НЕ, первую и вторую группы элементов И, выходы которых являются соответственно выходами дополнительного и прямого кодов блока, первые входы первой группы элементов И объединены и подключены к выходу элемента НЕ вход которого соединен с выходом первого компаратора, а вторые входы первой группы элементоы И объединены и являются первым управляющим входом блока, первые входы второй группы элементов И объединены и подключены к выходу второго компаратора, а вторые входы второй группы элементов И объединены с входом цифроаналогового преобразователя и являются вторым управляющим входом блока, первые информационные входы компараторов объединены и являются первым информационным входом блока., второй информационный вход первого компаратора подключен к выходу сумматора, управляющие входы компараторов объединены и являются входами синхронизации блока, второй информационный вход второго компаратора объединен с первым входом сумматора и подключен к выходу цифроаналогового преоб разователя, второй вход сумматора является вторым информационным входом блока.

Подобные измерители сложны, обладают относительно большой погрешностью на инфранизких и радиочастотах

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является коррелометрический цифровой измеритель действующего значения сигнала, содержащий входное устройство, источник постоянного напряжения, генератор псевдослучайных чисел, генератор тактовых импульсов, квантователь, регистрирующее устройство, причем вход измерителя соединен с входом входного устройства, выход которого соединен с первым входом . квантователя, второй вход которого

1141 соединен с выходом источника постоянного напряжения; третий вход квантователя соединен с первым выходом первой группы выходов генераторов псевдослучайных чисел, четвертый 5 вход квантователя соединен с вторым выходом первой группы выходов генера; тора псевдослучайных чисел, пятый вход квантователя соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, вто- 10 рой выход которого соединен с входом генератора псевдослучайных чисел, квантователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь, аналоговый сумматор, первый и второй компараторы, логический инвертор, первую и вторую группу вентилей, причем третий вход квантователя соединен с первыми входами первой группы вентилей, четвертый вход квантователя соединен с первыми входами второй группы вентилей и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго компаратора и первым входом аналого-цифрового сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом квантователя, выход аналогового сумматора соединен с первым входом первого компаратора, выход которого через логический инвертор соединен с вторым входом первой группы вентилей, первый вход квантователя соединен с вторыми входами первого и второго компараторов, третьи входы соединены с пятым входом кван35 тователя, выход второго компаратора соединен с вторым входом второй группы вентилей, а .выходы первой и второй групп вентилей соединены с .

40 первым и вторым выходами квантователя f2) ., Недостатком известного устройства является низкое быстродействие. Сигнал, пропорциональный квадрату входного сигнала, поступает в решающий

45 блок, который проводит операции равновесного усреднения, нормирования и извлечения квадратного корня, что соответствует обработке сигнала с помощью прямолинейной весовой функции (ПВФ) . Модуль спектра ПВФ описывается известной функцией отсчетов !

Й(иИ=)с()). "" Я

55 о т, При вычислении эффективного значения, например, гармонического сигнала с

421 4 х(t) =А -singt после возведения в квадрат х ®=А (1-со 2ы необходимо подавлять помеху двойной частоты. Погрешность описывается в худшем случае огибающей функции отсчетов

3 = 2Мтс1

Из последнего выражения при заданной пог решности время измерения

Т1 равно т! —— (2-! а) (2)

Второй фактор, ограничивающий быстродействие известного устройства — необходимое количество сравнений для достижения заданной погрешности 3 .

Для достижения заданной погрешности необходимо провести некоторое число N сравнений. Концентрация взаимной независимости погрешностей квантования последовательных отсчетов приводит к результату, определяемому центральной предельной теоремой теории вероятностей — закон распределения стремится к нормальному, а погрешность 3> для N сравнений составляет

5„=5, IN, о, — среднеквадратическое отклонение одного сравнения. Время Т, необходимое для получения заданной погрешности, равно

X<=tN, (4) где 4 — время одноrо сравнения.

Цель изобретения — повышение быстродействия при заданной погрешности измерения. б

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения действующего значения сигнала, содержащее регистратор, блок масштабирования, вход которого является входом устройства, выход блока масштабирования соединен с первым информационным входом первого вычислительного блока, второй информационный вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, первый и второй управляющие входы первого вычислительного блока соответственно подключены к .первым выходам первой и второй групп выходов генератора псевдослучайных

1141421 чисел, а вход синхронизации подклю. чен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с входом генератора псевдослучайных чисел, введены накапливающий сумматор, блок постоянной памяти, счетчик переноса, первый и второй регистры сдвига, сумматор по модулю два, одноразрядный, сумматор, мультиплексор, триггер переноса, блок извлечения квадрат -, ного корня и (m-1) вычислительных блоков, вторые информационные входы которых объединены и подключены к выходу источника постоянного напряжения, а первые информационные входы объединены и подключены к выходу блока масштабирования, первый и

I второй управляющие входы 1 -ro вычислительного блока (где 4 =2,..., rn) соответственно подключены к -м выходам первой и второй групп выхо-. дов генератора псевдослучайных .чисел, входы синхронизации вычислительных блоков, кроме первого, объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы прямого и дополнительного кодов вычислительных блоков соединены с соответствующими входами накапливающего сумматора, выход котоРого через счетчик переноса соединен с информационным входом первого регистра сдвига, вход записи которого объединен с информационным входом мультиплексора и подлючен к первому разрядному выходу блока постоянной памяти, второй разрядный выход которого соединен .с входом сдвига первого регистра сдвига, входом синхронизации триггера переноса и входом второго регистра сдвига, выход первого регистра сдвига соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй вход которого объединен с управляющим входом мультиплексора и подключен к третьему разрядному выходу блока постоянной памяти, адресный вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, выход сумматора по модулю два соединен с первым входом одноразрядного сумматора, второй и третий входы которого q.oåäèíåíû соответственно с выходом младшего разряда второго регистра сдвига и информационным выходом триггера переноса, единичный и нулевой установочные входы .которого подключены к соответствующим выходам мультиплексора, выход переноса одноразрядного сумматора соединен с информационным входом триггера, выход одноразрядного сумматора соединен с входом старшего разряда второго регистра сдвига, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с входом регистратора.

Вычислительный блок содержит цифроаналоговый преобразователь, сумматор, первый и второй компараторы, элемент НЕ, первую и вторую группы элементов И, выходы которых являются соответственно выходами дополнительного и прямого кодов блока, первые входы первой группы элементов И объединены и подключены к выходу элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого компаратора,а вторые входы первой группы элементов И объединены и являются первым управляющим входом блока, первые входы второй группы элементов И объединены и подключены к выходу второго компаратора, а вторые входы второй группы элементов И объединены с входом цифроаналогового преобразователя и яв.ляются вторым управляющим входом блока, первые информационные входы компараторов объединены и являются первым информационным входом блока, второй информационный вход первого компаратора подключен к выходу сумматора, управляющие входы компараторов объединены и являются входом синхронизации блока, второй информационный вход второго-компаратора объединен с первым входом сумматора и подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, второй вход .сумматора является вторым информационным входом блока.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 — функция передачи информации в устройстве; на фиг.3 — - весовая функция; ; на фиг.4— компоненты весовой функции, на фиг.5 — спектры компонентов весовой функции.

Устройство (фиг.1) содержит источ-:

Я, ник 1 постоянного напряжения, гене; ратор 2 псевдослучайных чисел, генератор 3 тактовых импульсов, блок 4

1141421

Регистр 8 сдвига предназначен для переписи состояния счетчика 7 переноса и сдвига информации под действием тактовых импульсов с раз55 масштабирования, вычислительные блоки 54-5 сумматор 6, счетчик 7 певр реноса, первый регистр 8 сдвига, блок

9 постоянной памяти, сумматор 10 по модулю два, мультиплексор 11, одно- 5 разрядный сумматор f 2, триггер 13 переноса, второй регистр 14 сдвига, блок 15 извлечения квадратного корня, регистратор 16.

Вычислительный блок 5 содержит .10 сумматор 17, цифроаналоговый преобразователь 18, первый 19 и второй

20 компараторы элемент HF. 21, первую и вторую группы элементов И 22 и И 23. 15

Источник 1 постоянного напряжения предназначен для формирования постоянного напряжения минус q, Генератор 2 псевдослучайных чисел (ГПЧ) предназначен для формиро- 20 вания в групп псевдослучайных последовательностей. Выходные сигналы

ГПЧ представляют собой прямые E„ и дополнительные (1-Ц) параллельные коды псевдослучайных чисел (3) . 25

Генератор 3 тактовых импульсов формирует импульсы, сдвинутые один о относительно другого на f80

Вычислитель4ъй блок 5 предназначен для формирования вспомогатель- 30 ных сигналов и сравнения выходного сигнала блока 4 масштабирования и вспомогательных сигналов с сумматора 17 и цифроаналогового преобразователя 18 с последующей обработ кой результатов сравнения на группах элементов И 22 и И 23.

Цифроаналоговый преобразователь

18 вычислительного блока формирует псевдослучайные. последовательности.

Группы элементов И 22 и И 23 вычислительного блока выполняют умножение соответственно дополнительных (1-(„) и прямых (Ц„) псевдослучайных чис и сигна ов с выходов 45 .соответствующих компараторов 19 и 20.

Накапливающий сумматор предназначен для суммирования и накопления выходных сигналов вычислительных блоков.

56

Счетчик 7 переноса предназначен. для накопления сигналов переполнения накапливающего сумматора 6. рядного выхода блока 9 постоянной памяти.

Блок 9 постоянной памяти предназначен для формирования управляющих сигналов под действием. тактовых импульсов с выхода генератора 3 тактовых импульсов.

Триггер 13 переноса предназначен длч хранения сигнала переноса с выхода одноразрядного сумматора 12.

Регистр 14 сдвига предназначен для хранения второго слагаемого, поступающего на вход одноразрядного сумматора 12, и результата суммирования.

Нредлагаемое устройство работает следующим образом.

Измеряемый сигнал х(с) в блоке.4

В масштабирования приводится к .требуемому масштабу, приобретает вид

x(t) б (-q,q) и поступает иа соответствующие информационные входы компараторов 19 и 20, на управляющие входы которых поступают стробирующие импульсы с соответствующего выхода генератора 3 тактовых импульсов (ГТИ) ° Импульсы с другого выхода

ГТИ 3, сдвинутые относительно сигнала с предыцущего выхода на 180

О поступают на вход ГПЧ 2. На выходах первой и второй групп выходов ГПЧ 2 формируются параллельные прямые коды параллельные дополнительные

4 коды (1- „) . Здесь „б Р, 1); (1-$„) 6(0,1J;К=1,0, где Б — количество сравнений за интервал измерения Т. На выходе ЦАП 18 формируется псевдослучайная последовательность

q fÄ 0, q), которая поступает на сосоответствующий информационный вход компаратора 19 и на первый вход сум- матора 17.

Источник 1 постоянного напряже, ния формирует отрицательное напряжение -q, которое на сумматоре 17 суммируется с сигналом q$„, в результаiòå чего на соответствующий информационный вход компаратора 19 поступает напряжение -q(1-(). с

После каждого тактового импульса, поступающего на вход ГПЧ 2, происходит смена прямых и дополнительных кодов на выходах первой и второй групп. В моменты поступления сигналов на управляющие входы компараторов 19 и 20 происходит сравнение входного программированного сигнала

Cf-q,+q) и вспомогательных сигналов если x(t)(-с (1- $«)> если х(t)>-q(1 (ц) если х()> с1,1„1 если x(t) с q(<<, (о, 09 и

""а к {

На выходах групп элементов И 22 и И 23 вычислительных блоков 15 фор- мируются сигналы цу, и!с (1 И4к1 у

4 2 y. = " 21К < °

В результате работы вычислительных блоков 15 -5 на входы накаплиN вающего сумматора наступают слага- М емые z z -z я .. С выхода нам капливающего сумматора 6 сигнал переполнения поступает на вход сче чика

7 переноса. В конце интервала измерения Т в счетчике 7 переноса и на- зл капливающем сумматоре 6 накапливается величина, пропорциональная мощности Р„ входного сигнала x(t).

Оценка 1„ определяется выражением

3$ И И» ЯК " 1юк 2rrlx) > Я йгл k.>

М вЂ” символ математического ожидания.

Учитывая, что выходные сигналы равномерно распреде- @ ленные случайные последовательности ба, 1), выражение (5) запишем в виде

9 11414

-q(1-$ „ ) и сЩ„„, При этом результаты сравнения п,„и п2„ поступают ик соответственно на входы первой и второй групп элементов И 22 и 23, на другие входы которых поступают до- 5 полнительный код (1)x) E $0>1) и прямой код(,„Е g) 1) .

Значения сигналов на выходах элемента НЕ 21 и компаратора 20 имеют вид..-16

21 о %

=1/2q f x f (х) dx+1/2q J x f (х) dx= I о

+(=1/q j x f (x) dx= 1/q P

Таким образом, величина 1/q Р, пропорциональная мощности входного сигнала, накапливается в накапливающем сумматоре 6 и счетчике 7 переноса.

В процессе первичного накопления информации на накапливающем сумматоре 6 и счетчике 7 переноса происходит вторичное суммирование на одноразрядном сумматоре 12, причем на интервале времени (О-Т/2) .

На интервале (Т/2-Т) суммирова- . ние осуществляется с отрицательным знаком. Работа одноразрядного сумматора поисходит следующим образом.

На соответствующем разрядном выходе блока 9 постоянной памяти на интервале (О-Т/2) формируется нуль, поступающий на сумматор 10 по модулю два и мультиплексор 11.

По истечении каждых 8 импульсов с соответствующего вых<ща ГТИЗ на соответствующем разряДном выходе блока 9 постоянной памяти формируется импульс записи информации из счетчика 7 переноса в регистр 8 сдвига. Этот .же импульс проходит чеинформации из счетчика 7 переноса в регистр 8 сдвига на соответствующем выходе блока 9 формируется пакет импульсов, которые являются импульсами сдвига для регистров 8 и 14 сдвига и импульсами синхронизации рез мультиплексор 11 и устанавливает триггер 13 переноса в нулевое состояние. После. каждой перезаписи

Принимая во вйимание, что (х) плотность распределения входного сигнала, x(t){ - q,+qg, а 1/q — плотность распределения равномерно распределенных величин с ).„EP„+qj и 56 к) 0, q) определим оценку Р л

Р =М „)=M jz« (+M (z2<„)=M fn „(1 E„)j + о о

+М п,„„1„ =) (х)1 (1-(,) 1/q о(1- Ы

-x х .-(„)dx+J f(x) J („1/q d(.dx= о одля триггера 13 переноса, при этом состояние регистра 8 сдвига в последовательной коде через сумматор 10 по модулю два суммируется с состоянием регистра 8 сдвига на одноразрядном сумматоре 12, а результат суммирования записывается в регистр

14 сдвига.

На интервале времени (Т/2-Т) на соответствующем разрядном выходе блока 9 постоянной памяти формируется единица, поступающая на входы сумматора 10 по модулю два и мультиплексора 11. По истечении каждых & стробирующих импульсов состояние счет-. чика 7 переноса через регистр 8

1141421 приняв

45

II сдвига и мультиплексор 11 позволяет устачовить триггер 13 переноса в единичное состояние, После перезаписи состояния счетчика 7 переноса в регистр 8 сдвига под действием сигналов с соответствующего разрядного выхода блока 9 состояние ре гистра 8 сдвига инвертируется на сумматоре 10 по модулю два и, учитывая единичное состояние триггера

13 переноса в начале цикла сдвига, в последовательном коде вычитается из состояния регистра 14 сдвига.

Таким образом, информация, пропорциональная мощности входного сигнала, накапливается на накапливающем сумматоре 6, а текущее значение состояния накапливающего сумматора 6 на интервале (О-Т/2) накапливается на регистре 14 сдвига с положитель2 ным знаком, а на интервале (Т/2-Т1 с отрицательным знаком, причем накопление на регистре 14 сдвига имеет характер выборок через каждые (сум° мирований. Для удобства вычислений интервал (О-Т представим в виде (-Т/2-Т/21. Проведение преобразования,описывается выражением

tTg +I (2

Р„= — ф- Т8 - 06((Жив

-Tg - И «112

1 p„(tie".et, М

-((2

35 где N — - количество суммирований в первом сумматоре, Т

В интервал между выборками регистра 14 сдвига, Т =Т/L L=N/e-количество суммирова-. 40

В ний на одноразрядном сумматоре 12с

I l2, ) I-(112 ()-I., Из (6)

TI2 (1

„=„ J (6(t (уа() PÄ((id(.-6 (t-(те Р„("Щ).

-т(2 -T12 Ч2

TtZ 1

8И 1В) -3Н-1Т,)1

) У".)3-Ч .

-т12 /2

Выражение в квадратных скобках представим в виде производства некоторой функции q(t)

4Tj2 t т12 (У e81Jpь(д rkt=JPМ6"С Ю (+3

-112 -112

-TI2

1 Ме 1; ®нЧ

Ц2 и проинтегрировав (7) по частям получим т!2 Т12

Ь(j р®d" (J ф(сJр(".(с"„) (e)

-т12 -((2

Проанализируем функции q (t) и q(t): (1"() - . — дельта-функция (фиг.2), T/2

q(ti = ((((jet с — стуненчатак тре"

-Ц12 угольная функция (фиг. 3). ция (фйг . 3) .

Учитывая, что q(-T!2)=0 и q(T/2}=

=О, выражение (8) принимает вид ((2 р, = „J q(tl e„(tlat. <

-Т12

Таким образом, на интервале Т информация P„(t), поступающая на вход накапливающего сумматора 6, проходит преобразование на элементах 7-.14 и с регистра 14.сдвига поступает на блок 15 извлечения квадратичного корня. Преобразование (9) представим как интегрирование в пределах

I-Т/2-Т/2) с весовой Функцией q(t) (фиг.3). Для оценки фильтрующих свойств весовой функции q(t) необходимо определить ее спектральную характеристику G(6>)=F(q(t)I . Функнию

q(t) можно представить в виде сверт.ки двух простых компонентов

q(t)=q (t) q2(е), (10), у(- — операция свертки, q< (t) =2/18 (t- Т1В}; i=-М,...,-1,0, +1, . с .,+М, L/2=2È+1, т.е. L/2 дельта-функция площадью

2/L с интервалом Т (фиг.4а), (,}«« f г/й, -Т/4< ит/4, Ч2 ° 10 э иначе прямоугольник высотой 2/Т, длигельностью Т/2 (фиг.4 (6 ). Учить- вая (10) и теорему Бореля 41 можно записать (11}

С(Я) =6 „() 02();

G((u)=F(q,(} ; Gz()=F jqz(t}$ р

0 ст

ЦЫр26. е 6((.,т let=- 4

-Igt Se66 L, (4И) вп(ыТ 12) !

13

e> . т(6фы) ° 2!т) е B..g xJ е

Учитывая (11) запишем

1421 14 ние дополнительных квантователей дает возможность увеличить количество сравнений в в раэ.

В известном устройстве погрешность преобразования как функция количества отсчетов определяется выражением (3). В предлагаемом устройстве Ы

Сомножители }Г, (со)} и ) Г (И)} спект- 10

I ральной характеристики Г (61) показаны на фиг.5 g,$ соответственно.

Огибающая }C (M)j затухает по закону 4/я Т=2/ » f T. Огибающая } Г (Я)}l является периодической функцией частоты с периодом 1/Тя (частота выборок) и на отрезке частоты 0-1/2ÒS затухает по закону 4йТяЬ=2/7»fT. Выберем частоту выборок f--1/Т>, для которой на частоте 1/2 Тя затухание } >,u)/ «3q S> — допустимая погрешность преобразования, тогда для частот. К 1/2 Т спектральная характеристика Г(а), а значит погрешность преобразования меньше допустимой.

В области низких частот на отрезке частот 0-1/2 Т огибающая спектральной характеристики}Г(< )}, а значит погрешность преобразования 5, равна, произведению огибающих }Г„(М)! и

} G<(ca) } (Ф т) >

7 =„, (ч)

М4Г

Определим время измерения при вычислении эффективного значения гармонического сигнала x(t)=A sindgt).

Учитывая удвоение частот при возведении сигнала в квадрат или сигна- 40 ла х2(t)=1/2(1-соя2ай), Т=1/(Ъ К}7) . (15)

Сравним (2) и (15) при заданной погрешности

T1/T=1/2Ë . (1Ь) 45

Учитывая, что;И 4 1 увеличение быстродействия за счет дополнительной обработки на элементах 14-21 существенное: например; для о =0,1Х

T /TO 15. Оценим увеличение быстро- 0 действий эа счет введения (а-1) вычислительных блоков. ИспользоваВремя Т, необходимое для достижения заданной погрешности, для известного устройства определяется из (4). В предлагаемом устройстве при 3ц=3 количество сравнений N 1=

=N/m, при этом время измерения

М

{л8)

Сравним (4) и (18): выигрыш в быстродействии в е раэ. Необходимое количество вычислительных блоков олре-: деляется из условия

Т

1 (19)

mN Т °

Определим время измерения Т и количество jn вычислительных блоков при частоте входного сигнала и >10 Гц и погрешности преобразования 0 « 0,05Х.

Из (15) время измерения для подавления низкочастотной погрешности

Т=1/(н!ОД,0005 1,5 с.

Из 1(17) погрешность для Nm отсчетов

8 „„8, /.}и

3, — погрешность одного отсчета (сравнения).

Для данного метода измерения

S =q/2 }3, q — ступень! квантования.

Для данного устройства q определяет пикфактор и реально q«4. Иэ (17) общее количество сравнений для rn параллельных вычислительных блоков

mN4,/ „„=(4/243 0,0005) = 5,3 10 .

Время измерения Т при времени установления ЦАП t=10 с, m=1 и mN =

=5,3 10 .

И,11=тпИС=5,3 10 1О =5,.3 с.

6 6

Для достижения Т,„„«Т необходимо ш--4, при этом т

Т„ 5,3 с

1,3 с, m 4

1141421

1141421

114142.1

Составитель А.Иванова

Редактор P.Öèöèêà Техред Л.Иикеш

Корректор И.Иуска

Подписное

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

Заказ 497/37 . Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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