Анализатор амплитудных характеристик динамических процессов

Анализатор амплитудных характеристик динамических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к ьето ском свидатильствх

Союз Советскик

Социалистических

Респу6лик р>669187 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. К . (22) Заявлено 28.04.77 (21) 2480702/18-10

G 01 D 1/14

CF 01 В 19/18 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 317. . 32 (088. 8) Опубликовано250679 Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25D6,79 (72) Авторы изобретения

В.И. Скуратович и Ю ° M. Хамидулин Р (пн,, пп, 37щ I (71} Заявитель (54 ) АНАЛИЗАТОР АМПЛИТУДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к технике измерения случайных или сложных полигармонических процессов, предстаВленных в виде электрических сигналов, и может быть использовано для анализа широкого круга процессов — сейсмических колебаний, кардиограмм, кривых солнечной активности, радиолокационных сигналов и других динамических процессов.

Известны устройства для анализа характеристик разного рода электрических сигналов, содержащие амплитудные дискриминаторы, измерители временных интервалов, коммутаторы, счетчики, 15 генераторы измерительных импульсов и другие блоки, связанные таким образом, чтобы обеспечить анализ амплитудных или временных характеристик исследуемых сигналов (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является анализатор случайных процессов, содержащий блок формирования рабочих импульсов, соединенный со счетчиком рабочих импульсов, и пересчетную схему (2) .

Однако известный анализатор не позволяет определять такие характеристики функции исследуемого процесса, как абсолютные значения экстремумов, число экстремумов определенной величины, т,е. он имеет узкие функциональные возможности, Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей анализатора.

Это достигается тем, что в анализатор введены блок фиксации и измерения экстремумов, блок выделения исследуемых характеристик, две дополнительные пересчетные схемы, счетчик общего числа экстремумов и блок индикации, причем блок фиксации и измерения экстремумов и блок выделения исследуемых характеристик включены последовательно между выходом блока формирования рабочих импульсов и входами всех пересчетных схем и счетчика общего числа экстремумов, выходы которых и первый выход счетчика рабочих импульсов соединены с блоком индикации, а второй выход счетчика -рабочих импульсов соединен с отдельными входами всех включенных в анализатор блоков.

К тому же блок фиксации и измерения экстремумов содержит временной дискретизатор,преобразователь напряжения в цифру, вычислитель знаков разностей,первый и второй элементы памяти, 6691 перемножитель, элемент стробирования и элемент задержки, причем вход преобразователя напряжения в цифру через временной дискретизатор, связанный со входом анализатора, соединен с блоком формирования рабочих импульсов, выход подключен через элемент задержки к элементу стробирования, а непосредственно и через первый элемент памяти к вычислителю знаков разностей, выход которого непосредственно и через второй элемент памяти соединен со вхо-)О дами перемножителя, выходом связанного со счетчиком общего числа экстремумов, и через элемент стробирования с блоком выделения исследуемых характеристик, соединенным также с выхо- 15 дом вычислителя знаков разностей, а вторые входы первого и второго элементов памяти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов.

Кроме того, блок выделения иссле- 20 дуемых характеристик содержит вентиль, третий,и четвертый элементы памяти и разностную схему, причем первый выход вентиля связан со второй пересчетной схемой и через третий элемент памяти — с первым входом разностной схемы, второй выход вентиля связан с третьей пересчетной схемой и через четвертый элемент памяти — со вторым входом разностной схемы, выход которой соединен с первой пересчетной схемой, а вторые входы третьего и четвертого элементов памяти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов.

При этом пересчетные схемы анализатора содержат элементарные линейки, каждая из которых содержит элемент сравнения, элемент И, от сут ствующий в последней по номеру линейке,и счетчик, соединенные последовательно, причем 40 входы всех элементарных линеек соединены с соответствующим данной пересчетной схеме выходом блока выделения исследуемых характеристик, выход каждой из элементарных линеек подключен 45 к блоку индикации, второй вход каждого элемента И соединен с выходом элемента сравнения, включенного в последующую по номеру элементарную линейку через элемент НЕ, а вторые входы всех 50 счетчиков подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов.

На чертеже дана структурйая схема предложенного устройства.

Устройство содержит блок 1 формирования рабочих импульсов; блок A фиксации и измерения экстремумов, состоящий из временного дискретизатора 2, преобразователя 3 напряжения в цифру, вычислителя 4 знаков разностей, пер. вого элемента 5 памяти., перемножителя 60

6, второго элемента 7 памяти, элемента 8 стробирования и элемента 9 задержки; блок Б выделения исследуемых характеристик функции исследуемого процесса, состоящий из вентиля 10, 87 4 третьего элемента 11 памяти, четвертого элемента 12 памяти и разностной схемы 13; первую пересчетную схему

В состоящую из М элементарных линеР

1 ек, содержащих элементы сравнения 14„

2 (первая линейка), 14 (вторая линейм ка),... 14, (М-я линейка), элементы

17,...17 ; вторую Г и третью Д пересчетные схемы, состоящие соответственно из N и .К элементарных линеек, аналогичных линейкам в схеме В; счетчик 18 общего числа экстремумов; счетчик 19 рабочих импульсов; блок 20 индикации, Исследуемый процесс в виде временной реализации S(t) поступает на вход временного дискретизатора 2 блока А фиксации и измерения экстремумов, где из него импульсами, формируемыми блоком 1 формирования рабочих импульсов, осуществляется дискретная по времени выборка $„f значения которой S; после преобразования в цифровую форму в соответствующем преобразователе 3 поступают на вход первого элемента 5 памяти и на вычисли ль 4 знаков разностей. В последнем определяется знак Л; = . (л (S, -S;, ) разности между текущим S. и предшествующим ему значением дискретной выборки (S )) которое поступает с выхода первого элемента 5 памяти. Определенный в вычислителе 4 знак разности, поступает на перемножитель б и на второй элемент 7 памяти, с выхода которого хранящийся там знак разности

Ь, поступает на второй вход перемйожителя б, на выходе которого в случае, если полученное произведение отрицательно, т.е. Л;.h,, (О, появляется импульс, открывающий элемент

8 стробирования, и через последний с выхода элемента задержки, связанного с преобразователем 3, на вентиль 10 блока Б выделения исследуемых характеристик поступает дискретное значение

S . = S исследуемого процесса.Это значение принимается за экстремум и через вентиль 10 поступает в виде Si если Д (О,или в виде Яу .„„,если д, > О, на соответствующие элементы 14 сравнения второй Г или третьей Д пересчетных схем. Одновременно импульс

Ь,. ), О поступает на счетчик 18 общего числа экстремумов, значение зафиксированного локального максимума

° исследуемого процесса SJ„,„, с выхода . вентиля 10 поступает на третий элемент 11 памяти, а значение зафиксированного локального минимума Б „„„ на четвертый элемент 12 памяти, При поступлении на элементы 11 и 12 памяти последующих экстремумов Бп.н„.„, и

S (J i i) соответственно значения экстремумов S J „„, и Я „„„последовательно поступают на разностную схему

13. где вычисляется разность Si„,„,—

669187,т.е. локальный размах функции исследуемого процесса, и полученное значение поступает на все элементы

1 2. м сравнения 14, 141 14 1 первой пересчетной схемы В, Выбором величин пороговых уровней г м, t 2 И 4

Чу Ч r ° ° Чf rV rV> r V2 з

V к ° ° ° Ч элементов 14 . сравнения г обеспечивается требуемое разбиение возможных значений исследуемых характеристик на поддиапазоны. Если иссле- 1р дуемая характеристика, например локальный максимум, превышает пороговый уровень V но не превышает уровень

Ч", то на выходе элемента НЕ 15 имеется положительное напряжение, и на выходе элемента И 16 присутствует.импульс, поступающий на счетчик

172, который определяет общее число максимумов, уровень которых лежит в данном подциапазоне, т.е. общее число таких максимумов, для которых

Чг Я у1рф (Чг С Выходов счетчикОВ

17, 17г,... 17, пересчетной схемы В, счетчиков 172, 172,... 172 пеуесчетной схемы Г и счетчиков 17>

17,... 17" пересчетной схемы Д 25

3 определенные за данное время числа соответствующих исследуемых характеристик, попавшие в разные поддиапазоны, поступают на блок 20 индикации. В последнем фиксируются и высвечиваются 30 на табло укаэанные выше числа (общее число экстремумов, общее число характеристик определенного уровня, интервал времени анализа исследуемого процесса) а также формиру ся, фиксиру- 35 ются и высвечиваются на соответствующих табло распределения по времени экстремумов вообще, максимумов,.минимумов и размахов заданных уровней, а также средние значения временных интервалов между экстремумами вообще, максимумами, минимумами и размахами заданных -уровней и другие требуемые характеристики функции исследуемого процесса.

Формула изобретения

1 ° Анализатор амплитудных характеристик динамических процессов, содержащий блок формирования рабочих импульсов, соединенный со счетчиком рабочих импульсов, и пересчетную схему, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз- 55 можностей анализатора, в него включены блок фиксации и измерения экстремумов, блок выделения исследуемых характеристик, две дополнительные пересчетные схемы, счетчик общего числа экстремумов и блок индикации, причем блок фиксации и измерения экстремумов и блок выделения исследуемых характеристик включены последовательно между выходом блока формирования рабочих

65 импульсов и входами всех пересчетных схем и счетчика общего числа экстремумов, выходы которых и первый выход счетчика рабочих импульсов соединены с блоком индикации, а второй выход счетчика рабочих. импульсов соединен с отдельными входами всех включенных в анализатор блоков.

2. Анализатор по п. 1, о т л и-ч а ю шийся тем, что блок фиксации и измерения экстремумов содержит временной дискретизатор, преобразователь напряжения в цифру, вычислитель знаков разностей, первый и второй элементы памяти, перемножитель, элемент стробирования и элемент задержки, причем вход преобразователя напряжения в цифру через временной дискретизатор,связанный со входоМ анализатора, соединен с блоком формирования рабочих импульсов, выход подключен через элемент задержки к элементу стробирования, а непосредственно и через первый элемент памяти к вычислителю знаков разностей, выход которого непосредственно и через второй элемент памяти соединен со входами перемножителя, выходом связанного со счетчиком общего числа экстремумов, и через элемент стробирования — с блоком выделения исследуемых характеристик, соединенным также с выходом вычислителя знаков разностей, а вторые входы первого и второго элементов памяти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов.

3. Анализатор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й. с я тем, что блок выделения исследуемых характеристик содержит вентиль, третий и четвертый элементы памяти и разностную схему, причем первый выход вентиля связан со второй пересчетной схемой и через третий элемент памяти — с первым входом разностной схемы, второй выход вентиля связан с третьей пересчетной схемой и через четвертый элемент памяти — co вторым входом разностной схемы, выход которой соединен с первой пересчетной схемой, а вторые входы третьего и четвертого элементов памяти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов.

4. Анализатор по пп. 1, 2 и 3, о тл и ч а ю шийся тем, что пересчетные схемы анализатора содержат элементарные линейки, каждая из кото— рых содержит элемент сравнения, элемент И, отсутствующий в последней по номеру линейке, и счетчик, соединенные последовательно, .причем входы всех элементарных линеек соединены с соответствующим данной пересчетной схеме выходом блока выделения иссле— дуемых характеристик, выход каждой из элементарных линеек подключен к блоку индикации, второй вход каждого элемента И соединен с выходом элемента сравнения, включенного в последующую по номеру элементарную линейку через элемент НЕ, а вторые входы всех

6691 87

7 счетчиков подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское

172534, кл.

2. Авторское

124697, кл. 6

8 свидетельство СССР

01 В 19/18, 1965. свидетельство СССР

01 В 19/18, 1957.

Составитель A Астахов

Ре акто Т. Клюкина Тех ед М. Келемеш Ко екто М, Пожо

Заказ 3645/31 Тираж 86 5 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб д 4 5 филиал ППП Патент г г. ужгород, ул. Проектная, 4