Цифровой измеритель @ -нормы сигналов произвольной формы
ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ Р-НОРМЫ. СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ, содержащий генераторы случайных сигналов, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу .первого элемента И и входу запуска i-ro (i 1, р)генератора случайных сигналов, выход которого подключен к. первому входу i-ro -компаратора первой группы, выход которого подключен к
2 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) (11) д1) G 06 F 15 332
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3641079/24-24 (22) 14.07.83 (46) 15.12.84. Вюл. № 46 (72) Д.И. Дамиров и Н.П. Дамирова (53) 681.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 213975, кл. Г 06 F 15/332, 1968.
2. Волгин Л.И. Стохастический преобразователь эффективного значения напряжений в пропорциональный интервал времени. В сб.: "Аналогодискретные преобразования сигналов".
Рига, "Зинатне", .1975, вып. 4 (прототип) . (54) (57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ Р-НОРМЫ, СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ, содержащий генераторы случайных сигналов, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу ,первого элемента И и входу запуска
i-го (i = 1, р) генератора случайных сигналов, выход которого подключен к первому входу i-го .компаратора первой группы, выход которого подключен к (i+1)-му входу первого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вторые входы компараторов первой группы подключены к выходу линейного детектора, вход которого является информационным входом измерителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены блок постоянной памяти, вторая группа компаратороЬ, второй элемент И, регистр, сумматор, умножитель, дешифратор и цифроаналоговый преобразователь, выход которо-, го подключен к первому входу i-го компаратора второй группы, выход которого подключен к i-му входу второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, информационный выход которого подключен к первому входу умножителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя и информационному входу регистра, информационный выход которого подключен к второму входу сумматора, выход генератора тактовых импульсов подключен к (р+1) -му входу второго элемента И, входу синхронизации регистра и управляющему входу блока постоянной памяти, информационный выход которого подключен к второму входу умножителя и входу дешифратора,.выход которого подключен к установочным входам реверсивного счетчика и регистра, а выход i-го генератора случайных сигналов подключен к второму входу i-ro компаратора второй группы.
1129
Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и служит для измерения параметров интенсивности сигналов произвольной формы, заданных в виде функционала 5 (11
10 называемого р-нормой сигнала x(t), при р — 1 D характеризует среднее, при р = 2 — среднеквадратичное и т.п. значения входного сигнала.
Известно устройство, содержащее
15 сравнивающий блок, первый вход которого через Линейный детектор соединен с входной шиной устройства, а другие входы — с выходами двух генераторов случайных сигналов, выполненных в
20 виде последовательно включенных генераторов случайных однополярных процессов и ключей, входы стробирования которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход сравнивающего блока через ключ соединен с входом счетчика. Кроме того, устройство содержит усилитель-ограничитель, дифференцирующий блок, элемент
HE пересчетную схему, генератор временных ворот, ключ, контрольный
30 счетчик основной и контрольный индикаторы 1 3.
Недостатками устройства являются его низкая точность и необходимость осуществления дополнительных вычис- 55 лений для определения среднеквадратичеокого значения (р = 2) входного сигнала. Низкая точность обусловлена влиянием инструментальных погрешностей генераторов случайных сигналов и сравнивающего устройства на результат измерения, Дополнительные вычисления связаны с необходимостью вычисления отношения показаний основного и контрольного индикаторов и 45 извлечения квадратного корня из полученного результата, что предполагается делать вручную или используя специализированные вычислительные блоки. 50
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является . устройство, содержащее два компаратора, первые входы которых через формирователь модуля и переключатель 55 соединены с входной шиной устройства, другие входы соединены с выходами генераторов случайных процессов
620 2 (сигналов), а выходы — с входами
1 схемы совпадения, выход которой через схему И, стробируемую формирователем счетных импульсов (тактовым генератором), и второй переключатель соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов. Кроме того, устройство содержит третий переключатель, вход которого соединен с выходом генератора линейно-возрас— тающей частоты, а выходы — с вторым входом второго переключателя и вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов, второй вход первого переключателя соединен с общей шиной устройства (2 7..
Недостаток устройства — низкая точность, обусловленная непосредственным влиянием инструментальных погрешностей генераторов случайных сигналов, компараторов и генератора линейно-возрастающей частоты на результат измерения. !
Цель изобретения — повышение точности, Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий генераторы случайных сигналов, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу запуска i-го (= Т, р) генератора случайных сигналов, выход которого подключен к первому входу i†- ro компаратора rtepвой группы, выход которого подключен к (i+1) ìó входу первого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вторые входы компараторов первой группы подключены к выходу линейного детектора, вход которого является информационным входом измерителя, введены блок постоянной памяти, вторая группа компараторов, второй элемент И, регистр, сумматор, умножитель, дешифратор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу i-го компаратора второй группы, выход которого подключен к i-му входу второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, информационный выход которого подключен к первому входу умножителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя и информационному входу ре1129620
Т Т и „Р )
АРТ АРТ
Z „сИ, (1) гистра, информационный выход которого подключен к второму входу сумматора, выход генератора тактовых импульсов подключен к (р+1)-му входу второго элемента И, входу синхронизации регистра и управляющему входу блека постоянной памяти, информационный выход которого подключен к второму входу умножителя и входу дешифратора, выход которого подключен к установочным входам реверсивного счет.чика и регистра, а выход i-ro генЕратора случайных сигналов подключен к второму входу i ãî компаратора второй группы.
На чертеже изображена функциональ1
I ная схема предлагаемого измерителя.
Измеритель содержит линейный детектор 1, генераторы 2-1, 2-2, 2-р случайных сигналов, генератор 3 тактовых импульсов, блок 4 постоянной памяти, группы 5 и 6 компараторов, элементы И 7 и 8, реверсивный счетчик 9, умножитель 10, сумматор 11, цифроаналоговый преобразователь
25 (ЦАП) 12, регистр 13 и дешифратор 14.
Цикл измерения начинается с выдачи блоком 4 последовательности чисел.
В блоке 4 в определенном порядке записана заданная числовая последовательность некоторого начального кода.
Этот код воспринимается дешифратором
14, который устанавливает реверсивный счетчик 9 и регистр 13 в исходное со- . стояние. С выхода линейного детектора 1 абсолютное значение входного сигнала I x(t)l пост:пает на входы компараторов 5. На другие входы компараторов 5 поступают от генераторов
2-1 2-2 ... 2- р случайнйх сигналов
S S s s 1
40 р синхронныепериодические последовательности однополярных импульсов, амплитуды V. которых являются случай1 ными величинами, независимы и равномерно распределены в диапазоне
0 с V a A измерений.
Если в момент сравнения и, задаваемый генератором 3, амплитуды всех импульсов V; не превосходят мгновенного значения )x(t)l, т.е. выполняется условие Ix(t)! — Ч; 0 или
sign (Ix(t) ) — V;)= 1, которое означает, что сработали все компараторы 5, P то П sign Px(t) (— Ч, j= 1 и на выходе
jx:1 элемента И 7 появляется импульс, в 55 противном случае П sign Цх(С)I- Ч)=- 0
1=1
jj и импульс на выходе элемента И 7 отсутствует.
Одновременно сигналы генераторов
2-1, 2-2, ..., 2-р поступают на входы компараторов 6, где сравниваются
I с сигналом ЦАП 12, однородным с сигналами генераторов 2 и одной с ними полярности, значение которого соответствует коду Z образующемуся на выходе сумматора 11. Аналогично импульс на выходе элемента 8 появляется лишь в том случае, еслч в момент
P сравнения и выполняется (Isxgn(Z„ — V,)=
1. (м1
Импульсы с выхода элементов И 7 и 8 поступают соответственно на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 9. Таким образом, в нем фиксируется текущая разность и и йд--.Еи sits(fx(tll-ч.)- и sxgr(2 ч). (sl
1=1 1=1 1м1
Код этой разности в умножителе 10 умножается на код -„, выдаваемый в тактовые моменты времени п блоком 4.
Полученное произведение уиди, посту пая в сумматор 11, служит в качестве очередного приращения коду Z „ „, вычисленному аналогичным образом в предыдущем (и-1)-м такте преобразования и хранящемуся в регистре 13. Таким образом, на выходе сумматора 11 образуется код который вводится в ЦАП 12, задавая очередное значение его выходного сигнала, и по окончании такта преобразования переписывается в регистр 13.
Процесс, определяемый рекуррентным соотношением (3), устремляет значение разности !ln к нулю, а по .прошествии времени Т в момент достиl жения равенства gtl нулю, т.е. в установившемся режиме
s is(fxs(tlI)=4 is(st j что следует из соотношения (2) или где Z+ — код, фиксируемый регистром
13 в установившемся режиме.
Вынося Z+ эа знак интеграла, после очевидных сокращений получим
1129620
Составитель А. Баранов
Редактор Л. Алексеенко Техред Ж.Кастелевич
Корректор И. Муска
Заказ 9454/39 Тираж 698 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4,т.е. значение р-нормы сигнала x(t).
Одновременное участие генераторов
2-1, 2-2, ..., 2-р случайных сигналов
t s процессе преобразования входного
Х(й) и компенсирующего Z„ сигналов позволяет при идентичности параметров блоков 5 и 6 компараторов устранить влияние инструментальных погрешнос-, тей генераторов 2 на результат изме5 рения. При этом требование идентичности параметров предъявляется не в целом к компараторам 5 и 6, а лишь к паре компараторов, взаимодействующих с каждым генератором.. В результате повышается точность.
