Устройство для амплитудного анализа электрических сигналов

368609

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.lll.1971 (№ 1638892 18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 261.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 27.III.1973

М. Кл. G 06f 15/36

Н 031< 5/20

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.3,:519.2(088.8) Автор изобретения

Г. М. Фролов

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта

Заявитель

60 ЕСОЮЗНА Я

ЛМЕНХНО-1ЕХККК Я т

1миБЛИОТЕНА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АМПЛИТУДНОГО АНАЛИЗА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Амплитудная обработка случайных процессов, регистрируемых при динамических (ходовых) испытаниях подвижного состава, производится путем выборки некоторых значений (максимумов, квантованных по уровню или во времени мгновенных значений и т. д.) и сортировки их по классам амплитуд. Измерение этих значений, производится относительно нулевого уровня, который устанавливается при сбаллансироваFIíîì измерительном мосте.

При исследовании. симметричности колебаний относительно нулевого уровня возникает необходимость отдельно производить измерения положительных и отрицательных частей записи. При этом процесс, записанный на магнитной ленте, воспроизводится и обрабатывается дважды.

Такую обработку можно произвести с помощью известных анализаторов. Результаты обработки представляются в виде показаний электромеханических счетчиков, которые необходимо списывать вручную.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно дополнительно содержит блок сортировки сигналов, вход которого соединен с выходом магнитографа, а выход подключен к третьему входу блока памяти, вход блока управления записью подключен к выходу селектора.

Это .позволяет производить построение дву . распределений (для положительных и отрицательных частей сигнала) прн однократном воспроизведении процесса. Прп этом данные

5,распределений представлены в виде, удобном для ввода в ЭЦВМ с помощью перфоратора.

На фиг. 1 дана блок-cieiIa предлагаемого устройства.

Устройство содержит магнитограф 1, ип10 вертор 2, селектор 8, состоящий из амплитудного дискриминатора 4, нуль-орган б, одновибратор (блок управления записью) 6, пересчетную схему 7, блок сортировки полупериодов колебаний по признаку полярности 8, 15 состоящий из нуль-органа 9 и схемы выбора шины блока памяти 10, и блок памяти 11.

На фиг. 2 приведена временная диаграмма работы устройства, где а — график исследуемого сигнала; б — импульсы нуль-органа 5;

20 в —.импульсы нуль-органа 9; г и д — импульсы блокировки первой и второй шин блока памяти соответственно; e — импульсы амплитудного дискриминатора; ж — импульсы одновибратора и з — импульсы записи.

25 Магнитограф 1 служит для записи и воспроизведения исследуемых процессов в виде электрического напряжения по методу частот. ной модуляции. Инвертор 2 представляет со. бой усилителb постоянного тока и два диода, 30 подключенных на вход и выход усилителя.

368609

Амплитудный дискриминатор 4 состоит из набора ячеек, каждая из которых настроена па определенный уровень срабатывания.

Ячейка включает два триггера с одним и двумя устойчивыми состояниями, Нуль-органами

5 и 9 служат триггеры с одним устойчивым состоянием, настроенные на срабатывание от нулевого у ровня. Пересчетная схема 7 собрана на триггерах с двумя устойчивыми состояниями. Схема выбора шины блока памяти 10 включает триггер и два катодных повторителя.

Устройство работает .следующим образом.

Исследуемый сигнал в виде электрического напряжения поступает с магнитографа 1 на инвертор 2, в котором отрицательный полупериод изменяет, полярность, а .положительный полупериод проходит через диод без изменения. Таким образом, на входы амплитудного дискриминатора 4 и нуль-ограна 5 оба полупериода поступают в положительной полярности. Ячейки амплитудного дискриминатора срабатывают по мере нарастания величины входного сигнала (фиг. 2,а). В моменты пересечения сигналом очередного уровня ячейки вырабатывают импульсы (фиг. 2, г). Сброс триггeipoa ячеек в исходное состояние производится им пульсами (фиг. 2, б) нуль-органа

5 в моменты пересечения сигналом нулевого уровня.

Импульсы дискриминатора поступают на входы,пересчетной схемы 7 и блока управления записью (одновибратора) б, который вырабатывает короткие прямоугольные импульсы (,фи,г. 2,яс).

Непосредственно с магнитографа (до инвертора) сигнал поступает на вход блока сортировки полупе риодов по признаку полярности. Нуль-орган 9 этого блока вырабатывает им пульсы (фиг. 2, в), которые опрокидывают триггер схемы 10. Перепады напряжения с плеч триггера (фиг. 2, г и д) через катодные повторители поочередно открывают входы первой и второй шин блока памяти 11. На время положительного полупериода открывается вход первой шины (фиг. 2, г), на время отрицательного полупериода (фиг. 2,д) вход первой шины закрывается, а второй — открывается.

Все ячейки блока памяти, разбиты на две группы по десять ячеек в каждой группе.

Входы шин групп открываются поочередно схемой 10, а входы шин, пронизывающих ячейки обеих групп, открываются пересчетной схемой последовательно по мере поступления импульсов дискриминатора (фиг. 2, е).

-но содержит блок сортировки сигналов, вход которого соединен с выходом магнитографа, а выход подключен к третьему входу блока

55 памяти; вход блока управления записью подключен к выходу селектора.

По открытым шинам посылаются импульсы записи (фиг. 2,з), сдвинутые относительно импульсов дискриминатора на время длительности импульса одновибратора 5 (фиг. 2, ж). Величина задержки импульсов записи определяется временем, необходимым для выбора адреса ячейки памяти. В элементе ячейки блока памяти, стоящем на пересечении открытых .шин добавляется единица к записанной ранее информации.

Например, для колебания, изображенного на фиг. 2, единица добавляется в шести ячейках первой группы и в четырех ячейках второй группы.

При поступлении следующего колебания процесс записи повторяется. Таким образом, в результате обработки однократно воспроизведенного сигнала в блоке памяти устройства накапливаются данные двух распределений отдельно для положительных и отрицательных полупериодов.

С целью определения статистических оценок распределений или других показателей (например, симметрии процесса) с помощью

ЗЦВМ данные могут быть выведены на перфоратор, а также на цифропечать.

Очевидно, что идея сортировки по признаку полярности полупериодов колебаний квантованных по уровням мгновенных значений, реализованная в предлагаемом устройстве, может быть распространена и на другие виды обработки. Например, для сортировки по этому признаку мгновенных значений, соответствую щих экстремумам колебаний или ква нтованных во времени. В этих случаях амплитудный дискриминатор должен быть заменен либо устройством выделения экстремумов, либо кватователем во времени.

Предмет изобретения

Устройство для амплитудного анализа электрических сигналов, содержащее магнитограф, соединенный через инверто р с селектором, выход которого через пересчетную схему соединен с первым входом блока памяти, блок управления записью, выход которого подключен ко второму входу блока памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно дополнитель368609

I I I I! !! I1t

+us 2

Составитель Э. Сечина

Техред Л. Грачева

Редактор Л. Утехина

Корректоры: С. Сатагулова и Т. Журавлева

Заказ 619710

LHHHHH Коми

Изд. № 185 Тираж 647 ираж Подписное

Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

1((1

111(( (1(it

11 !( (I I ((I i ! (!! (I (I ($(I ( ((( (11

I11

T ТГ

I I I (!