Стохастический измеритель действующего значения периодического сигнала

Стохастический измеритель действующего значения периодического сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Рвслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

„,>869019 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280180 (21) 2874999/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 300981. Бюллетень N9 38 (53)Щ. Кл.3

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) У4К 681.325 (088. 8) Дата опубликования описания 30.09,81 (72) Авторы изобретения а

И. Я. Билинский, А. К. Микелсон и А. A. Ска&ерис

1 (71) Заявитель

Институт электроники и вычислительной т

AH CCP (54 ) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЕИСТВУОЦЕГО

ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к технике измерения действующего значения сигнала и используется в технике связи.

Известен коррелометрический изме5 ритель действующего значения сигнала, который имеет входной усилитель, два компаратора, генератор тактовых импульсов, генератор псевдослучайных чисел, цифроаналоговый преобразователь, источник постоянного напряжения, аналоговый сумматор, логический инвертор, две группы вентилей, решающий блок и регистрирующее устройство (1j .

Недостатком этого измерителя яв- 15 ляется невозможность измерения действующего значения флюктуаций, аддитивных к какому-либо периодическому сигналу и поступающих вместе с этим сигналом на вход измерителя, и 2О невозможность вычитания действующего значения флюктуаций из действующего значения суммарного сигнала.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей стохастического измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в стохастический измеритель действующего значения периодического сигнала, содержащий входной усилитель,З() подключенный к первым входам двух компараторов, вторые входы которых соединены с первым выходом генерато ра тактовых импульсов, второй выход которого соединен со входом управления первого генератора псевдослучайных чисел, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с третьим входом первого компаратора и с первым входом аналогового сумматора, второй вход аналогового сумматора соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход его ,соединен с третьим входом второго компаратора, и решающий блок, выход которого соединен с регистрирующим блоком, дополнительно введены второй генератор псевдослучайных чисел, блок вычитания, два накапливающих алгебраических сумматора, два последовательных регистра сдвига, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, три реверсив-. ных счетчика, суммирующий счетчик и

;переключатель, при этом вход управления второго генератора псевдослучайных чисел соединен со вторым входом генератора тактовых импульсов, ц выходы первого и второго генераторов псевдослучайных чисел соединены с пер869019 вым и вторым входами блока вычитания, выход которого и выходы первого и второго генераторов псевдослучайных величин через переключатель соединены со входом приращений первого накапливающего алгебраического сумматора, выход первого генератора псевдо5 случайных чисел соединен со входом приращений второго накапливающего алгебраического сумматора, выходы первого и второго накапливающих алгебt раических сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входами решающего блока, входы управления первого и второго регистров сднига соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, выход первого 35 компаратора соединен со входом управления суммированием первого накапливающего алгебраического сумматора, с первыми входами первого и второго элементов И, суммирующим входом первого 2О реверсивного счетчика и через первый последовательный регистр сдвига соединен со входом управления суммированием второго накапливающего алгебраического сумматора, вторым входом второго элемента И, первым входом третьего элемента И и суммирующим входом второго реверсивного счетчика, выход второго компаратора соединен со входом управлЕния вычитанием первого накапливающего алгебраического сумматора, вторым входом третьего элемента И, первым входом четвертого эЛемента И, вычитающим входом первого реверсивного счетчика, входом суммирующего счетчика и через второй 3S последовательный регистр сдвига со входом управления вычитанием второго накапливающего алгебраического сумматора, вторыми входами первого и четвертого элементоВ И и нычитающим 4р входом второго реверсивного счетчика, выходы первого и третьего элементов И через входы первого элемента ИЛИ соединены с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, выходы второго и четвертого элементов И через входы второго элемента

ИЛИ соединены с нычитающим входом третьего реверсивного счетчика, выходы суммирующего и первого, второго, третьего ренерсивных счетчиков соединены соответственно с четвертым, пятым, шестым и седьмым:входами решающего блока.

На чертеже представлена- блок-схе-. ма стохастического измерителя дей- 55 ствующего значения периодического сиги,ала.

Стохастический измеритель действующего. значения периодического сигнала содержит входной усилитель 1, ко- gP торый соединен с первыми входами компараторон 2 и 3. Вторые входы компараторон 2 и 3 соединены с выходом генератора 4 тактовых импульсов и со входами управления последовательных регистров 5 и 6 сдвига, другой выход генератора 4 тактовых импульсов соединен со входами управления генераторов 7 и 8 псевдослучайных чисел, выходы которых подключены ко входам блока 9 вычитания и к переключателю

10. Выход генератора 7 псевдослучайных чисел, кроме того, подключен ко входу приращений накапливающего алгебраического сумматора 11 и к цифроаналоговому преобразователю 12, выход которого соединен с третьим входоя компаратора 2 и с первым входом аналогового сумматора 13. Второй вход аналогового сумматора 13 соединен с выходом источника 14 постоянного напряжения, а выход — с третьим входом компаратора 3. Выход блока 9 вычитания через переключатель 10 соединен со входом приращений накапливающего алгебраического сумматора 15, выходы обоих сумматоров 11 и 15 подключены к соответствующим входам решающего блока 16, соединенного с регистрирующим блоком 17. Прямой выход компаратора 2 соединен со входом управления суммированием сумматора 15, первыми входами элементов И 18 и 19, суммирующим входом реверсивного счетчика 20 и через последовательный регистр 5 сднига со входом управления суммированием сумматора 11, вторым входом. элемента И 19, первым входом элемента И 21 и суммирующим входом реверсивного счетчика 22. Инверсный выход компаратора 3 соединен со входом управления вычитанием.сумматора

15, вторым входом элемента И 21, первым входом элемента И 23, нычитающим нходом реверсивного счетчика 20, нходом суммирующего счетчика 24 и через последовательный регистр сдвига 6 со входом управления нычитанием сумматора 11, вторыми входами элементов

И 18 и 23 и вычитающим входом реверсивного счетчика 22. Выходы элементон И 18 и 21 через элемент ИЛИ 25 подключены к суммирующему входу реверсивного счетчика 26, а выходы элементов И 19 и 23 через элемент ИЛИ

27 подключены к вычитающего входу реверсивного счетчика 26. Выходы счетчиков 20, 22, 24 и 26 подключены к соотнетстнующим входам решающего блока 16.

Устройство работает следующим об,разом.

В первом режиме, когда переключатель 10 находится в положении 1, устройство производит оценку действующего значения сигнала x(t) x„(t) +

+ $ (t) где х (t) - какой-либо периодический сигйал, g (t ) — аддитивная

Флюктуирующая состанляющая сигнала x(t).

Сигнал x(t) приводится в область

x (t ) Я Г-q q3 но входном усилителе 1 и поступает на первые входы компараторов 2 и 3, на вторые входы кото869019

Х = у Рх (5„+5<) л л где Х вЂ” оценка действующего эначеЬ ния сигнала; 40

Рх — оценка средней мощности сигнала х (t);

q — предел измерения;

М - количество тактов стробирования эа время измерения; 4$ м

И

5в.= ) Ф п(, (З)- 50

t 1, если x(t) >q(„(g )

О, если x(t) q (y» -1 ); (1) пк

-8-ая реализация псевдослучайк ного числа на выходе генератора псевдослучайных чисел 7, и цифровое значение этой оценки передает на регистрирующий блок 17.

Во втором режиме, когда переключатель 10 находится в положении 11) определяется действующее значение случайного процесса (,(t). рых поступают импульсы от выхода генератора 4 тактовых импульсов. С выхода генератора 7 параллельный код псевдослучайных чисел (поступает на цифроаналоговый преобраэователь

12, на выходе которого образуется случайный сигнал U q(и поступавк к ет на третий вход компаратора 2 и на первый вход аналогового сумматора 13.

На второй вход аналогового сумматора

13 с выхода источника 14 постоянного напряжения поступает калиброванное напряжения - q, а на выходе сумматора 13 образуется случайный сигнал

0 q(f»-1) поступающий на третий вход компаратора 3. Кроме того, код

fx ïîñTóïàåò на вход накапливакщего алгебраического сумматора 11, íà первый вход блока 9 вычитания и через переключатель 10 на вход накапливающего алгебраического сумматора 15.

Разрядность сумматоров 11 и 15 одина- 20 кова и совпадает с разрядностью генераторов 7 и 8 псевдослучайных чисел.

Сумматор 15 приращения »„ суье1ирует, если и(„" = 1, вычитает, если n(<) = 1, и не учитывает, если n(„" и(„= О, 75 .где и("„) — выходной сигнал компаратора 2, п ф — инверсия выходного компаратора 3. Таким образом, в сумматоре 15 образуется сумма 51. Сумма Ь) образуется в счетчике 24, куда с ин- Зр версного выхода компаратора 3 поступают сигналы й(Суммы S 1 и S g поступают в решающий блок 16, который завершает определение оценки Яв в соответствии с формулой

В этом режиме устройство работает следующим образом.

Оба генератора 7 и 8 псевдослучай— ных чисел имеют одинаковую разрядность, структуру и длину цикла генерируемых чисел, но цикл чисел, вырабатываемых генератором 8, запаздывает на в тактов стробирования по отношению к циклу таких же чисел, выра.батываеьых генератором 7.

Блоки 1-4, 7, 12-14 24 предлагаемого "стройства работают аналогично первому режиму. Но в этом случае с: выхода блока 9 вычитания через переключатель 10 на вход накапливающего сумматора 15 поступает разностный код ф»- ф„, и сумматор 15 определяет сумму В, которая поступает на вход решающего блока 16. На вход накапливающего сумматора 11 поступает код чисел фк, а на управляющий вход этого сумМатора 11 поступают сигналы n»,„или (1) где n() п(» — выходной

Ф П-111 n-1ъ сигнал компаратора 2 и инверсия выходного сигнала компаратора 3 с выходов в-разрядных последовательных регистров 5 и 6 сдвига, при этом в сумматоре 11 накапливается сумма $4, которая поступает на соответствующий вход решающего блока 16 . Кроме того, выходные сигналы и(" и и„ ) компараторов 2 и 3 и задержаннйе сиг налы пф, и n®„, этих комнараторов через элементы К 18, 19, 21 и 23 и элементы ИЛИ 25 и 27 поступают на соответствующие входы реверсивных счетчиков 20, 22 и 26,. формирующих суммы S6, S и S7 которые посту пают на входы решающего блока 16. В решающем блоке завершается определение оценки @,в соответствии с формулой

Л

»(Фа1 М РФх (Ь) з- („-e, ) (И„-и к ), н

Ь фБ (n -и, ) );

М напк п»111+пк n„)

Г () (1) (1) М

-(n к п, +и „ п());

- (W) (1) (B) (g) ((О) где Рф»(- оценка средней мощности флюктуаций сигнала x(t), (k-m)-ая реализация псевдослучайного числа на вы-ходе генератора псевдослучайных чисел 8, поступающая на блок вычитания

9 одновременно с реализацией псевдослучайного числа от генератора 7, 869019

n " "",,n - выходные сигналы компарак-m К-m торов 2 и 3, задержанные на m тактов стробирования в последовательных регистрах сдвига 5 и б, соответственно, 5 и передается код этой оценки в регистрирующий блок 17.

В третьем режиме, когда переключатель 10 находится в положении I!I предлагаемое устройство определяет g оценку хднф действующего значения периодической составляющей сигнала х {t) .

В этом режиме устройство работает аналогично второму режиму эа исключением того, что код чисел („, через переключатель 10 поступает на вход накапливающего сумматора 15. В этом сумматоре образуется сумма Se и пос ступает на вход решающего блока 16.

Суммы 54 -5 образуются и поступают на решающий блок аналогично режиму

II, только решающий блок 16 учитывает их с требуемыми знаками и вырабатывает оценку п н соответствии с формулой л 25

"па= 1 nх =ч > (2) где н

Я<=Z ) ((" -nI ), (3) и передает цифровой код этой оценки на регистрирующий блок 17.

Формула изобретения

Стохастический измеритель действующего значения периодическогО сигнала, содержащий входной усилитель, подключенный к первым входам двух компараторов, вторые входы которых сое- 4р динены с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен со входом управления первого генератора псевдослучайных чисел, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобра- 4> зонателя, выход которого соединен с третьим входом первого компаратора и с первым входом аналогового сумматора, второй вход аналогового сумматора соединен с выходом источника 50 постоянного напряжения, а выход его соединен с третьим нходом второго компаратора, и решающий блок, выход которого соединен с регистрирующим блоком, отличающийся тем, $5 что с целью расширения функциональных возможностей стохастического измерителя, в него введены второй генератора псевдослучайных чисел, блок вычитания., два накапливающих алгебраических сумматора, два последовательных регистра сдвига, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, три реверсивных счетчика, суммирукщий счетчик и переключатель, при этом вход управления второго генератора псевдослучайных чисел соединен со вторым входом генератора тактовых импульсов, выходы первого и второго генераторов псевдослучайных чисел соединены с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого и выходы первого и второго генераторов псевдослучайных величин через переключатель соединены со входом приращений первоro накапливающего. алгебраического сумматора, выход первого генератора псевдослучайных чисел соединен со входом приращений второго накапливающего алгебраического сумматора, выходы перного и второго накапливающих алгебраических сумматоров соединены соответственно с первым и вто-. рым входами решающего блока, входы управления первого и второго регист- . ров сдвига соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, выход первого компаратора соединен со входом управления суммированием первого накапливающего алгебраического сумматора, с первыми входами перного и второго элементов И, суммирующим входом первого реверсивного счетчика и через первый последовательный регистр сдвига соединен со входом управления суммированием второго накапливающего алгебраического сумматора, вторым входом второго эле-. мента И, первым входом третьего элемента И и суммирующим входом второго реверсивного счетчика,. выход второго компаратора соединен со входом управления вычитанием первого накапливающего алгебраического сумматора, вторым входом третьего элемента И, перным входом четвертого элемента И, нычитающим входом первого реверсивного счетчика, входом суммирующего счетчика и через второй последовательный регистр сдвига со входом управления вычитанием второго накапливающего алгебраического сумматора, вторыми входами первого и четвертого элементов И и нычитающим входом второго реверсивного счетчика, выходы первого и третьего элементов И через входы первого элемента ИЛИ соединены с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, выходы второго и четвертого элементов И через нходы ,второго элемента ИЛИ соединены с ны читающим входом третьего ренерсинного счетчика, и ныходы суммирующего и первого, второго, третьего реверсивных счетчиков соединены соответственно с четвертым, пятым, шестым и седььым входами решающего блока.

Источники информации, принятые во вйимание при экспертизе

1. Авторское свидетельстно СССР

М 600721, кл. Н 03 К 13/02, 1976 (прототип).

869019

Составитель A. Кузнецов

Редактор Л. Пчелинская Техред Ж,Кастелевич Корректор Н. Швьщкая

Заказ 8355/84 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

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

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