Устройство для выделения постоянной составляющей

Устройство для выделения постоянной составляющей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ

<н879598 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл З (22) Заявлено 040580 (21) 2892495/18-24 с присоединением заявки ¹

G G 7/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0711,81, Бюллетень No 41

Дата опубликования описания 0711,81 (53) УДК 881. ЗЗ5 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.Л. Николайчук и P.3. Шептебань (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

Изобретение относится к области вычислительной техники, систем автоматики и электрических измерений и может быть использовано для выделения постоянной составлякщей из сложного сигнала при измерении интегральных характеристик периодических сигналов, фаэочувствительном детектировании

И Т ° Qi

Известно устройство для выделения постоянной составляющей!, содержащее блок умножения и генератор весовой функции 1 .

Недостатком этого устройства является низкая точность иэ-за отсут- 15 ствия широкополосных и прецизионных блоков перемножения, а также из-за трудностей формирования весовой функции.

Наиболее близким к изобретению 20 является аналоговый интегрирующий вычислитель, содержащий два последовательно включенных интегратора, два аналоговых ключа, выходы которых подключены ко входам третьего 25 вычитающего интегратора (2).

Недостатком такого устройства является ограниченная точность работы из-за большого числа прецизионных узлов масштабных блоков и уси- 30 лит елей, от которых з ависят параметры окна Хэмминга (уровень подавления боковых лепестков). Кроме того, из-. за разрыва на границах окна, уровень боковых лепестков спадает как —,или со л

Щ скоростью 6 дб/октаву,что сказывается на точности усредненйя сигналов с большим весом высших гармонических составлякщих.

Целью изобретения является повышение точности работы.

Для достижения этой цели в устройство для выделения постоянной составлякщей, содержащее два интегратора, включенных последовательно и два ключа, выходы которых подключены соответственно к инвертирукщему и неинвертирующему входам третьего интегратора, введен запоминающий блок.

Выход второго интегратора подключен ко BxoJlv первого ключа и входу запоминакщего блока, выход которого соединен со входом второго ключа.

На фиг.1 представлена схема устройства для выделения постоянной составляющей> на фиг. 2 — диаграммы, пояснякщие работу устройства.

Устройство содержит два интегратор 1 и 2 (инвертирукщие), третий

879598 интегратор 3 (вычитающий), ключи 4 и 5 и запоминакщий блок б.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом усреднения производится установка нуля интеграторов 1, 2, 3 и запоминающего блока б. В момент времени t=0 замыкаются ключи 4 и 5 и начинается обработка сигнала.

Выходное напряжение интегратора 2 поступает. на инвертирующий вход ин1 тегратора 3, на неинвертирукщий вход которого поступает нулевое напряже-. ние с выхода аналогового запоминающего блока б. В момент времени1=-",где

Т вЂ” интервал усреднения, на выходе аналогового блока Ь записывается мгно " венное значение выходного напряжения интегратора 2. Это напряжение поступает на неинвертирующий вход интегратора 3. Для реализации симметричного параболического окна Коэффициент передачи интегратора 3 по инвертирую" щему входу устанавливают. вдвое большим, чем по инвертирующему. В момент времени t=T размыкаются ключи 4 и 5, и на выходе интегратора 3 запоминается напряжение, пропорциональное Постоянной составляющей обрабатываемого сигнала и длительности интервала обработки Т.

На фиг.2 показаны временные диаграммы реакции узлов устройства на дельта-импульс. Выходное напряжение устройства при воздействии на его вход дельте-импульса описывается импульсной переходной функцией.

Выходное напряжение интегратора 1 при воздействии на его вход дельтаимпульса равно

Г 0 при t(0;

)-1 при е О.

При этом на выходе интегратора 2 напряжение возрастает по линейному э акону ,Г О при t<0;

ВыХ1 $k е при с;, О, где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Выходное напряжение устройства описывается формулой

О при t <О, Ьы З k t1npa T)t> О ° т1

В момент времени 1= на неинвертирующий вход интегратора 3 подключается напряжение г

"быхов= К 7Е

На выходе узла вычитания интегра-.. тора 3 напряжение изменяется скачком на противоположное (диаграмма Д), а далее продолжает изменяться по ли- нейному закону. Выходное напряжение интегратора 3 при этом изменяется по закону

U =-g 1(t -т) qou »4 «»т. т

8ЫХ 2

По окончании интервала обработки выходное напряжение интегратора 3 равно нулю.

Таким образом, реакция устройства на дельта-импульсы (импульсная переходная характеристика или весовая функция или "окно") описывается выражением

О при 0>t>r

U = -k t1ïðH 0» »вЂ” т вьюку 2

1О -4Щ-т) при < »т

1 и представляет собой симметричное ! параболическое окно. Такое окно образуется путем трехкратной сверки

Т пряМоугольного окна длительностью 4

Точность выделения постоянной составляющей зависит от частотных свойств устройства (спектрального "окна" ), которое описывается преобразованием фурье параболического вреМенного

2О ". окна". Учитывая, что преобразование фурье прямоугольного окна описывается ядром Дирихле и теорему о сверт.ке функций времени спектральное "окно" устройства представляет собой

Я произведение трех ядер Дирихле.

Г.(ш) = з n—

k . быт юз ь

Такое спектральное "окно" характеризуется скоростью спада боковых лепестков как — или 18 дб/октаву.

30 Уровень первого бокового лепестка составляет — 40,5 дб, а произведение ширины главного лепестка ь на время обработки Т равняется ьЕ -Т=Y.

Таким образом, по сравнению с прототипом улучшается точность выделения постоянной составляющей в связи с тем, что скорость спада боковых лепестков увеличивается с б дб/окта40 ву до 18 дб/октаву, а число узлов с.прецизионными коэффициентами передачи значительно уменьшается.

Формула изобретения

4 Устройство для выделения постоянной составляющей, содержащее два интегратора, включенных последовательно, и два ключа, выходы которых подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам третьего интегратора, выход которого является выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введен запоминающий блок, причем выход второго интегратора подключен к входу первого ключа и входу запоминающего блока, выход которого соединен с входом второго ключа.

Источники информации, 60 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 466516, кл. G 06 G 7/19, 1974.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 633036, кл. G 06 G 7/18, 1978 ,(прототип) .

879598

Составитель С. Белан

Редактор Л. Утехина Техред Е.Харитончик Корректор М.

Заказ 9722/20 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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