Устройство для определения центра тяжести повторяющихся импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее преобразователь напряжения в частоту и пороговый элемент, входы которых объединены и подключены к входу устройства, выход преобразователя напряжения в частоту соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к счетным в ходам первого и второго счетчиков, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента И и входом формирователя импульсов, выход второго счетчика подключен к первому входу первого блока сравнения, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены генератор импульсов, второй элемент И, блок согласования, два регистра, третий счетчик, второй блок сравнения, накапливающий сумматор , элемент задержки и элемент ИЛИ, /причем выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к В:ЫХОДУ порогового элемента, а выход к счетному входу третьего счетчика и первому входу блока согласования. выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора, второй вход которого подключен к устанoвoчнo 1y входу третьего , выходу элемента задержки, первому вхб ду элемента ИЛИ и установочному входу первого счетчика, выход которого соединен с входом первого регистра, выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, а сдви говый вход - к выходу формирователя импульсов, входу элемента задержки и сдвиговому входу второго регистра, вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выход с первым входом второго блока сравнения , второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика н (Л третьему входу накапливающего сумматора , выход первого блока сравнения С подключен квторому входу блока согласования и второму входу элемента ИЛИ, g выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, выход второго блока сравнения является выходом устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок согласования содержит Р5-триггер, элемент И и два последовательно соединенных рдновибратора, причём первый вход элемента И является первым входом блока, второй его вход соединен с выходом RS-триггера, а выход подключен к входу первого одновибратора , выход второго одновибратора является выходом блока и подключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого является вторым входом блока.

„„SU„„1013905 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, gag G 04 F 10/04

««;

S

: °",Л:. г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«.(«1 у.. j

4ВМа „. «-а Ъ

° Ф." =

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

ГОСУДАРСТВ&1НЫЙ КОМИТЕТ СССР

° ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3380213/18-21

5 (22) 04.12.81 (46) 23.04.83. Бвл. ?I 15 (72) Э.E.Нестеров (53) 681 ° 325.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 440646, кл. G F 10/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 627439, кл. G 04 F 10/04, 1977. (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ НИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПОВТОРЯЮ1 ИХСЯ

ИМПУЛЬСОВ, содержацее преобразователь напряжения в частоту и пороговый элемент, входы которых объединены и подключены к входу устройства, выход преобразователя напряжения в частоту соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента И и входом формирователя импульсов, выход второго счетчика подключен к первому входу первого блока сравнения, о т л и ч a ю ц е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены генератор импульсов, второй элемент И, блок "огласования, два регистра, третий счетчик, второй блок сравнения, накапливаюций сумматор, элемент задержки и элемент ИЛИ,, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемен- та И, второй вход которого подключен к выходу порогового. элемента, а вйход— к счетному входу третьего счетчика и первому входу блока согласования, выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора, второй вход которого подключен к уста- новочному входу третьего счетчика, выходу элемента задержки, .первому входу элемента ИЛИ и установочному входу первого счетчика, выход которого соединен с входом первого регистра, выход которого подключен к второму входу первого блока сравнения, а сдвиговый вход — к выходу формирователя импульсов, входу элемента задержки и сдвиговому входу второго регистра, вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выходс первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подклю- @ чен к выходу третьего счетчика и третьему входу накапливавцего сумматора, выход первого блока сравнения подключен к второму входу блока согла- С сования и второму входу элемента ?1Л?1, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, выход второго блока сравнения является выходом устройства.

2. Устройство по п..1, о т ч а в щ е е с я тем, что блох согласования содержит RS-триггер, эле- (ф мент И и два пбследовательно соеди- цр ненных одновибратора, причем первый вход элемента -И является первым („ входом блока, второй его вход соединен с выходом RS-триггера, а выход подключен к входу первого одновиб- . ратора, выход второго одновибратора является выходом блока и подключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого является вторым входом блока. М ,1013905, 10

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системах автоматики и контроля.

Известно устройство для определения центра тяжести повторяющихся импульсов, содержащее интегратор, дискриминатор нуля, измеритель временных интервалов, генератор калиброванных импульсов, интегратор и дискриминатор 1 .

Недостатками этого устройства являются низкие быстродействие и диапазон входных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 15 устройство, содержащее преобразователь напряжения в частоту, пороговый элемент., элемент И, два счетчика, блок сравнения и. Формирователь импульсов 2 .

Известное устройство cnoco6ho определять центр тяжести симметричного во времени входного импульса, однако оно не определяет центр тяжес, ти импульсов произвольной формы. 75

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности определения центра тяжести повторяющихся импульсов произвольной формы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения.центра тыкести повторяющихся импульсов, содержащее преобразователь напрчжения в частоту и пороговый элемент, входы которых объединены и подключены к входу устройства, выход преобразователя напряжения в частоту соединен с первым ,входом первого элемента И, выход ко,торого подключен к счетным входам 40 первого и второго счетчиков, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента И и входом формирователя импульсов, выход второго счетчика подключен к перво- 45 му входу первого блока сравнения, введены генератор импульсов, второй элемент И, блок согласования, два регистра, третий счетчик, второй блок сравнения, накапливающий сумматор, 50 .элемент задержки н элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход - к счетному входу треть55 его счетчика и первому входу блока согласования, выход которого соединен с первым входом накапливаюцего сумматора, второй вход которого подключен к устаковочному входу 60 третьего счетчика, выходу элемента задержки, первому входу элемента ИЛИ ,и установочному входу первого счетчкка, выход которого соединен с входом первого регистра, выход которого 65 подключен к второму входу первого блока сравнения, а сдвиговый вход— к выходу формирователя импульсов, входу элемента задержки и сдвиговому входу второго регистра, вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выход — с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика и третьему входу накапливающего сумматора, выход первого блока сравнения подключен к второму входу блока согласования и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, выход второго блока сравнения является выхо.дом,устройства.

Причем блок согласования содержит

RS-триггер, элемент И и два последовательно соединенных одновибратора, причем первый вход элемента И является первым входом блока, второй его вход соединен с лыходом RS-триггера, а выход подключен к входу первого одновибратора,. выход второго одновибратора является выходом блока и пбдключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого является вторым входом блока.

На фиг, 1 представлена функцио- нальная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема блока согласования.

Устройство содержит вход 1, преобразователь 2 напряжения в частоту, пороговый элемент 3, элемент 4 И, счетчик 5, регистр б, блок 7 сравнения, счетчик 8, элемент 9 HJIH, формирователь 10 импульсов, элемент

11 задержки, генератор 12 импульoîâ, элемент 13 И, счетчик 14, накапливающий сумматор 15, регистр 1б, блок 17 сравнения, блок 18 согласования и выход 19 устройства. Блок 18 согласования содержит элемент 20 И, RS-триггер 21, одновибраторы 22 и 23.

Алгоритм работы устройства состоит в следующем.

Определяют полную площадь S анализируемого импульса.

Находят величину, где и никак

Ь целое число ряда 2, 4,.8, 16..., реализуемое в устройстве путем соответствующего сдвига соединительных шин. При и--2 йа выходе блока 7 будет формироваться сигнал, отмечающий центр площади анализируемого импульса. При определении центра тяжести число и должно существенно превышать величину 2, так как это число будет определять точность устройства в целом, сохраняя ее в течение,следующего импульса.

Выделяют моменты времени .,t.,„ в которые текуцая площадь|

1013905

Находят сумму моментов времени,5

2 3

t !

Определяют среднее время

1 ° которое и соответствует временному положения центра тяжести анализируеМогр импульса.

Работа устройства происходит следующим образом.

Для простоты. примем, что все узлы, обладающие элементами памяти, находятся в обнуленном состоянии.

Первый входной импульс поступает на вход преобразователя 2 и вход порогового элемента 3. При этом выходной сигнал порогового элемента 3 20 откроет элемент 4 И и выходные импульсы преобразователя 2 начнут проходить на счетчик 5. Число.импульсов, записанное в счетчике 5

I будет соответствовать в течение дей- 25 ствия входного импульса текущей площади S(t) à по окончании действия входного импульса — полной площади ><. Код числа Б„о„будет перенесен с сдвигом в регйстр б (в

30 регистре б будет записано число и

Далее (во время действия второго входного импульса ) содержимое ре-гистра б будет сравниваться с со- 35 держимым счетчика 8, который будет обнуляться каждый раз через элемент 9 ИЛИ при достижении числом

S импульсов на счетчике 8 величины

-и 40 хранящейся в регистре б. Момент равенства этих чисел будет отмечаться выработкой блоком 7 импульсов, соответствующих моментам времени э п Счетчик 8 бу- 45 дет дополнительно обнуляться по окончании действия входного импульса импульсом формирователя 10, задержанным элементом задержки 11. Величины й. - t п,отсчитываемые по шкале временй, создаваемой генератором 12, элементом 13 и счетчиком 14, переносятая в сумматор 15. По окончании второго входного импульса величины

Е: 1 с соответствующим сдвигом переносятся в регистр 16 (число, записанное в этом регистре, будет соот. ветсТвовать числу „ ) . К приходу t, третьего входного импульса регистр

Е е.

16 будет хранить число - „ ). В ин- 60,S(t ) достигает значений и ", ЩЩ, 5 5

n.." EAOIX

° ° i б пых - . тервале действия третьего входного импульса в счетчищ. 14 происходит линейное увеличение числа (внутреннее время ) до совпадения его с числом .+-, хранимом в регистре 16, . при этом блок 17 выдаст сигнал, отмечающий центр тяжести третьего импульса, на выход 19. .В дальнейшем отмечается центр тяжести маждого импульса. как было показано выше, в выработке выходного сигнала участвуют три последователъных входных импульса (центр тяжести третьего импульса отмечается. сигналом, полученным на основании результатов обработки двух предыдущих входных импульсов) . Таким. образом, устройство может обрабатывать импульс с довольно быстрО меняющейся формой, при этом должно выполняться лишь условие сохранения формы в пределах допустимой точности для трех последовательных импульсов.Перед каждым измерением нет необходимости устанавливать элементы памяти устройства в нулевое положение — после прохождения трех достоверных импульсов вся ложная информация будет заменена на достоверную и выходной сигнал будет пра-, вильно отмечать центр тяжести.

Счетчик 14 должен быть быстродействующим, а импульс переноса информации с блока 7 должен быть коротким, что обеспечит малую вероят-. ность ложного отсчета текущего времени. Полное устранение ложного отсчета достигается применением блока

18 согласования, использующего как сигналы запроса с выхода блока 7, так и сигналы изменения информации с выхода элемента 13 И.

Длительность импульса одновибратора 22 должна быть не менее максимальной длительности переходного процесса в счетчике 14, а длительность выходного импульса одновибратора 23 должна быть достаточной для приема информации в накапливающий сумматор 15. Задержка во времени, создаваемая одновибратором 22; обеспечивает считывание в установившемся режиме для счетчика 14, что полностью устраняет ложные отсчеты.

Предлагаемое устройство обладает достаточно высоким быстродействием и точностью и может найти широкое применение в системах, использую-щих анализ и измерение параМетров импульсов, в частности в системах контроля.

Фиа f

Составитель Л.Плетнева

Редактор Н.Джуган Техред Л. Пекарь Корректор С.Шекмар

Эакаэ 3014/55 Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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