Устройство для корреляционного счета экстремальных значений случай ного процесса

 

517024 ное экстремальное значение более низкого уровня.

Целью изобретения является . повышение точности работы устройства при исследова- нии низкочастотных составляюлих случайного процесса.

Эта цель достигается тем, ч .то предпожеиное устройство содержит триггер-, нулевой вход которот о через третий элемент "ИЛИ подключен к выходам элементов И. третьей 1р группы, первые вхЬды которых соединены с единичными выходами соответствующих триггеров той же группы, и ко входам первой группы второго блока счетчиков, вторая группа входов которого соецинена с выходами элементов "И" четвертой группы, первые входы которых подключены к единичным выходам соответствующих триггерой той же группы, и через четвертый элемент "ИЛИ" - с единичным входом тригге-! щ ра. Второй вход элементов "И третьей и четвертой групп, за исключением последнего и первого, подключен к выходу элемента "ИЛИ" первой либо второй групп соответственно, входы которых соединены чз с единичными входами соответствуюших триггеров третьей и четвертой групп соответственно. Второй вход послецнего элемента "И" третьей группы соединен с первыми входами элементов "ИЛИ" первой д группы и с единичным выходом последнего триггера первой группы триггеров, одноименные выходы остальных триггеров этой группы соединены с единичными входами триггеров третьей группы. Второй 3$ вхоц первого элемента "И" четвертой группы соединен с первыми вхоцами элементов "ИЛИ второй группы и выходом первого элемента "И" второй группы, выходы остальных элементов "И" второй группы 49 соединены с единичными входами триггеров, четвертой группы. Е.циничный выход триггера соединен с нулевыми вхоцами триггеров третьей группы, входом второго счеч. чика и выходом последнего элемента ИЛИ" @ третьей группы элементов "ИЛИ", выходы и входы которых подключены к соответству- ющим входам и выхоцам триггеров четвертой группы. Нулевые выходы триггеров третьей группы, за исключением послец- 6@ него, через третью группу элементов

"ИЛИ подключены к единичным выходам триггеров этой группы., На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 . пояс- 55 нвн принцип корреляционного счета экстре, мальных значений случайного процесса; на фиг. 3 показана коорцинатная сетка, «гдэ крестиками обозначены счетчики импульсов, каждому из которых соответс» 69

4 вует определен* ое значение максимапьного и минимального уровней.

Устройство содержит амплитудный селектор 1, состоящий из пороговых устройств 1 -1,, выполненных в данном

4 случае на триггерах Шмитта с уровнями срабатываяи:-.:, U — U и Hдифференци1 14 руюших усилнтелях. <а каый триггер

Шмитта срабатывает при опрецеленном значении входного сигнала. Таким образом, весь диапазон изменения входного сигнала оказывается разделенным на 14 уровней дискриминации. Число уровней дискримина4 ции выбрано в соответствии с требуемой точностью обработки. Дифференцируюшие усилители служат для . цифференцирования. усиления и выделения оннополярных импульсов из сигналов, поступающих с обоих выходов триггеров Шмитта.

Два первых пороговых устройства

1 и 1, содержат по одному дифференцируюшему усилителю, соединенному с первыми выходами триггербв Шмитта. Последнее пороговое устройство 11 также содержит оцин дифференцируюшяй усилитель, соединенный со вторым выходом триггера

Шмитта.

В устройство входят также группа 2 элементов "И" 2 -21, группа 3 триг3 геров 3 -3, группа 4 элементов "И"

4 -4, матрица счетчиков 5, служашая для получении корреляционной таблицы высокочастотного процесса, наложенного на низкочастотный элемент "ИЛ.И" 6, управляюший триггер 7, элемент ИЛИ . 8, счетчик 9, группы 10, 11 триггеров

10 -10, 11 -11 элементы "ИЛИ"

1 12 1 11

12 -12, 13 -13, группы 14, 15 элементов "И" 14 -14, 15 -15

1 12 1 11 элементы ИЛИ" 161 1611 17 17

1 О

«матрица счетчиков 18, элемент "ИЛИ" 19, триггер 20, элемент "ИЛИ" 2Х. и счетчик

22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сигнала на входе устройства напряжение с единичного выхода триггера 7 подается на все вторые входы элементов "И 4 4

1 12 и разрешает прохождение сигнала через них от амплитудного селектора 1 . Ha вторых входах элементов "И 2 -2 напря13 жение отсутствует. При этом элементы

517024 И 21-213 находятся в состоянии запре- та, и сигнал ст пороговых устройств нв может пройти через них; на;, выходах триггеров 3 -3, поцключвнных к другим элементам устройства, напряжение от5

: сутствует.

Триггер 20 находится в состоянии, при котором напряжение на его выходе .отсутствует, ace триггерь» 11 -11 удвржива». © ются в состоянии "запрета", и на их еди« ничных выхоцах напряжение отсутствует, тек кек все эти выходь» через элементы

"ИЛИ " 13, 13 и выход триггера 20 !

5 подключены к общему проводу (массе).

Напряжение отсутствует и на первых выходах триггеров 10 -10 но при подаче сигнале на единичный вход какогонибудь из них возникает напряжение не 2Î его выходе. Триггеры устанавливаются в исхоцное состояние перед началом рабо ты импульсом специального устройства (на чертеже нв показано).

Нулсвой выход триггеров 11 -11 26 (эе исключением первого и второго) соеди нен.l через оцнн нэ элементов "ИЛИ"

13 -1.з, „с единичными выходами всех триггеров 11 .более низких уровней, ЗО !

-!улеьой выхоц триггера 11 через элементы ИЛИ" 13 соединен с единичным аь»ходом триггера 11 . Элементы "ИЛИ"

1 3 -1 3 и 1 3 служет,цля переключв1 ния в состояние "запрета" всех триггеров,, 11. -11 ., которые имеют уровни, более

: низкие, -:ем уровекь одного иэ триггеров., o ãîãî ряда, на нулевом выходе которого о» 40, сутс":;вует напряжение, и для исключения: .—.,-схождения сигнале с нулевых выходов триггеров на в,циничные выходы триггеров более низких уровней, Изк.:еряемый входной сигнал подается : 45 на вход устройства. Увеличение нли уменьшзнн :: вхоцного сигнала фиксируется по-

1 14 ! "ро".-с ымн 1стройствами 1 -1 . При под» к,ия»:..»ин пх=цного сигнала, "îîòâåòñòâóþ- ©

».»это уровню K (фиг. 2), напряжение исчв; за: . ьа ",,«рвь.-х выходах триггеров Шмитте, ороговых стройств 1 -1 н возникает

1 3 .н:". н..» .«,ых выходах, В результате воз, никает н;. пульс на выхоце .цифференцирую щнх ус:.»лн- елей, соединенных-с первыми вы>:оца, н триггеров Шмитта пороговых ус-.ройс.-; 1. -1, Однако элементы И

2 -2 этот сигнал дальше нв пропускают, 1 так как всв они находятся в состоянии, "запрета". При дальнейшем увеличении с п.нала (например, несколько выше уров- !

;: ня (U4 на фнг. 2) происходят аналоги (1ные процессы. В этом случае, когда с г-. ! ! нал начинает убывать и его уровень ока эывается ниже уровня срабатывания оцного из пвреключаюшихся триггеров Шмитта

, (в соответствии c,öèàãðàììîé, представлен«., ной на фиг. 2 это будет триггер с уровнем

Ф ! срабатывания 11, 04)он возврашается в исходное состояние, так как напряжение возникает на вго первом выходе и исчезает

;,на втором. В результате на выходе диффе.ренцируюшего усилителя, соединенного со, вторым выходом триггера Шмитте уровня, возникает импульс, Этот импульс

41 проходит через элемент "И" 4, нахрдяп»ийс»» в состоянии, разрешения" и через элемент, ю "ИЛИ 8 на нулевой вход управляюшего ,триггера 7. Йанный импульс поступает и на вход одного иэ триггеров 11 -11

1 но при этом ни оцин из них не срабатывает, ! так как все триггеры этого ряда удержи» веются от переключения триггером 20. ,Тот же импульс поступает на вход блока

I счетчиков 5. Однако ни один счетчик при этом нв срабатывает, так как в этот мо-! мент ни не один иэ элементов "И" счетчи ков нв поступает второй сигнал, от триг-, геров группы 3. При,цальнейшем уменьшении входного сигнала; возникают подобные импульсы и иа других пороговых устройст вахх более низкого уровня, но тек как в

l,öàííoe время группа 4 триггеров нахоцит-. ся в состоянии запрете", состояние устройства не изменяется. Как только величина входного сигнала начинает возрастать и ,цостигает величины уровня первого нз нехо»,цяшихся в исходном состоянии устройств ! (в данном случае 1 ), на выходе вго,цифференцируюшего усилителя, соединенного с ,. .первым входом триггера Шмнтта, возника,ет импульс, который поступает не первый вход элементов И" 22 rpy I 2 наход»цегося в состоянии "разрешения" (не всв ! вторыв входы элементов "И 2 -2 подано напряжение от триггера 7). При этом импульс с выхода элемента "И" 2 nepe- .

Iêëþ÷àåò триггер 3, на выходе кс4орого возникае : напряжение, которое подается на первые входы схем "И" вертикального ряда счетчиков 5, соответствуюшего уровня, U (фиг. 3) и через элемент ИЛИ"

2мин

6 — на единичные входы триггеров 7, 102:., Теким образом, триггер 3 фиксирует ми

17024

Я

Допустим, входной сигнал цости1. точки (фиг. 2) и стал увеличиваться. При нимальное экстремальное значение измеряемого сигнала, соответствующее точке А (фиг. 2). Триггер 7 под воздействием поступившего на его единичный вход сигнала переключает устройстве на поиск макси5 мального экстремального значения, т. е. переключает группу 2 элементов "И" в состояние "запрета", а группу 4 элементов

"И" в состояние разрешения . В момент снятия напряжения.по вторых входов групп

19 элементов И" 2 элементов "И срабатывает счетчик 9, При дальнейшем возрастании спгнала от точки А до точки В

1 1 (фиг. 2), аналогично описанному ранее, с 15 пороговых устройств поступают импульсы на элементы "И" группы 2, не. оказывая влияния на работу устройства. Но как только величина сигнала, достигнув точки В ю фиг, 2) начинает убывать и его уровень оказывается ниже уровня срабатывания (U ) послецнего,из сработавших пороговых устройств (1 ), на выходе его цифференцируюшего усилителя, соециненного со вторым выходом триггера Шмитта, возникает импульс, который поступает на второй вход элемента "И 4. этом, как указано выше, переключается триггер 32, напряжение с его выхода кроме матрицы счетчиков 5, элемента

"ИЛИ" 6 и триггера 1 О, поступает через .

2 элемент "ИЛИ 16, на второй вход элемен1 та "И" 14„. Отсутстви напряжения на первом входе элемента "И" 14 исключает

1 возникновение напряжения на его выходе.

То же происходит, когда входной сигнал, перейця точку В1, начинает уменьшаться, и импульс с выхода элемента "И 4 попа1 дает на элемент "И" 1 51 .. При этом переключается триггер 102, и напряжение на его нулевом выходе исчезает, В результате все единичные выходы триггеров 10 -10

3 12 через элемент "ИЛИ" 12 и выход триг2 рера 10„подключаются к общему проводу.

Таким образом, триггеры 10 -10 уцержи3 12 ваются от переключения из начального положения,цаже при наличии и сигнала на входе.

Йапряжение с ециничного выхоца триггера

10 поступает и на первый вход элемента

"И" 14, нахоцяшегося в состоянии "запрещения", так как отсутствует напряжение на его втором вкупе. Когца входной сигнал ,цостигает точки А2 (фиг. 2) и начинает увеличиваться, то при достижении им уровня U напряжение с выхода триггера

3 поступает на вход триггера 10 . В мо1 мент когца вхоцной сигнал перейцет точку

В2 и величина его уменьшится ниже уровня U 5, переключаются триггеры 10 ° .

Одновременно импульс с элемента И 4 попадает на вхоц триггера 1 1, . Ho так

2 как триггер 20 в это время уцерживает все триггеры 11 -11 в состоянии

1 11

lt II запрета, эо ни один из этих триггеров не срабатывает. В результате переключения триггера 10 на его нулевом выходе исчезает напряжение. Таким образом, через элемент ИЛИ" 12 выхо,ц триггера 10

1 1 и все единичные выходы триггеров, соответствующих более высоким уровням (т. е. триггеров 10 -10 ) поцключены к массе, При этом триггер 10 возвращается в

2 исходное положение, и все триггеры

10 -10 удерживаются в начальном поЗатем цикл работы устройства повторяется, ь на матрице счетчиков 5 фиксирукл; ся циклы, соответствующие точкам А и следующим за ними точкам В (А -В

1 1

А -В; А -В„; А ° -В фиг. 2).

60

Элементы "И группы 4 в,цанный момент% нахоцятся в состоянии разрешения", поэтому импульс с выхоца элемента "И" 4 поступает на все вторые входы схемы "И" горизонтального рада счетчиков, соответ ствующего уровню U B резуль- %, 3 макс

"тате на одной из схем "И" матрицы счетчиков, (в данном случае . на схеме "И" счетчика, который соответствует уровням . О и U, фиг 3) оказывамин 3 макс 40 ются под напряжением оба входа,, что фиксируется соответствующим счетчиком.

И4пульс с элемента "И 4 поступает

Ферез элемент "ИЛИ" 8 и на нулевой вход триггера 7. В результате его срабатыва45 ноя его селектор 4 переключается в состо.яние "запрета", группа элементов "И" 2— в состояние "разрешения", а триггеры

31 3 †. в начальное (исхоцное) состоя60 ние. При этом на входе триггера 10

2 возникает импульс, который переключает

его.

517024

10! переключаются в состояние "разрешений".

После перехода входным сигналом точки

В, и уменьшения его величины ниже уровня U 4 (фиг. 2) с выхода элемента

"И 4 поступает импульс на вход триг- гера 11 и и реключает его. При этом на е,циничном выходе триггера 1111 во:-м никает напряжение, которое поступает На вход элемента "И" 1 5 находящегося

11i в состоянии запрета". Нулеввй выход триггера 11 через элемент ИЛИ", ряда счетчиков матрицы 18, соответ,твую- щего уровня 0 . В Результате

14 макс" один из счетчиков матрицы счетчиков 18

35 фиксирует цикл вхоцного сигнала, соответ-, I ствуюший точке А и следующей за ней точки В (0 - P ). ОдновреI 3 1 14 макс менно напряжение с выхода элемента "И"

15 1 через элемент ИЛИ 21 поступает на второй вход единичного. триггера 20.

Напряжение на его выходе исчезает, в ðå зультате чего возникают импульсы на вто-

1 рых входах всех триггеров 101-10

46

I Под их воздействием все триггеры

13 замыкает на массу все единичные выходы триггеров 11 —,11 соответсФ10 вуюших более низким уровням, чем триг

1 О -1 О переключаются в .начальное состояние (в данном случае триггер 10 ), Кроме того, срабатывает счетчик 22, а гер 11 что исключает возможность их - Е,все единичные выходы;. тРиггеРов

:, 3.1 -11 через элементы И" 13 переключения при попадании импульса на их . 1 11 11 вход. Оцновременно с этим триггер 3 и 13 и выход триггера 20! замыкаются

3 переключается в начальное положение и на массу снимает напряжение со входа элементов 55 . B дальнейшем устройство работает ана И" 14 и 14 . B то время когда логично, и на блоке счетчиков 1 8 фиксируются циклы,, соответствующие экстремальвеличина входного сигнала после экстремам - ым значения низкочастотного процесса 4 . с „".четом ампЛитуд высокочастотного продо уровня 135, напРяжение с выхода „(„,„„„p, B . А «В, p, B иа фи„2) (2 3 8 11 к tr

9 ложении. Таким образом, триггер 10 фик1

:сирует значение сигнала, соответствующее чке А2 (фнг. 2), с уровнем Q . Or

Я сутствие напряжения на втором входе элемента И" 14 исключает дальнейшее прохождение сигнала. После перехода входным сигналом точки А и:.достижения им уровня Ц (фиг. 2) напряжение с триг- 16 гера 3 поступает на единичный вход три гера 1 О„, находящегося в состоянии

"запрета", и через элемент ИЛИ" 16 на второй вход элемента "И 14, находящегося в состоянии запрета", а через элемент "ИЛИ 16 — на второй вход

1 элемента "И" 14, находящегося в состоянии "разрешения". В Результате на выходе элемента "И» 141 возникает напряжение, которое поступает на первые входы элементов "И вертикального ряда матрицы счетчиков 18, соответствующего уровню щ

4 (фиг. 3), а через элемент "ИЛИ . 1 мин

19 на нулевой вход триггера 20. При этом триггер 20 переключается и ", его

% выход отключается от общего провода.

Таким образом, все триггеры 11 -11

30 триггера,: . поступает на вход ц òrepa 3 О находящегося в состоянии запрета"

5t через элементы "И 14, -14,, находяl

, шиеся также в состоянии "запрета", и через элемент "ИЛИ 16 снова на вто1 рой вход элемента "И 14, с выхода на первые входы элементов И" вертикаль- ного ряда матрицы счетчиков 1 8, соответ ствуюшего уровню 0 снова по1 мин ступает напряжение. На переключившийся, Ранее триггер 20 это напряжение влияния

: не оказывает. После достижения входным сигнапом значения В5 (фиг, 2) и уменьшения его величины ниже уровня 0 . с

I выхода элемента И» 4 поступает импуль<)

I 4

) на вход триггера 11, находящегося в со-! ! стоянии; запрета, через элементы "ИЛИ"

,17 -17 на вторые входы элементов И ! ! 154-15, находящиеся в состояниИ зап-

1 рета", и через элемент "ИЛИ 17 на ! второй вход элемента "И" 15 . При этом на выходе элемента И" 1511 возникает напряжение, которое поступает на вторые входы всех элементов "И горизонтального

517024

11

Формула изобретения:

Устройство для корреляционного счета экстремальных значений случайного процес. са, состоящее из подключенных входами к источнику сигнала пороговы ° элементов, первые выходы которых, за исключением послецнего, соединены с первыми входами соответствующих элементов "И" первой груп-» пы, а вторые, за исключением двух первых, » с первыми входами элементов щ

"И" второй группы, вторые входы которых попключены к ециничному выходу управляющего триггера и нулевым вхоцам триггеров первой группы, единичные входы которых соединены с выходами соответствую- р ших элементов "И первой группы, вторые вхоцы которых подключены ко вкоду первого счетчика и нулевому выходу управляющего триггера, единичный и нулевой входы которого подключены соответственно через рй первый и второй элементы "ИЛИ" к единичным выходам триггеров первой группы, выходам первой группы первого блока счетчиков и к выходам элементов "И второй группы, и вхоцам второй группы 2S первого блока счетчиков, о т л и ч а ю— щ. е--е с я тем, что, с целью ".,рвышдния., точности работы устройства при исследовании

1 низкочастотных составляющих случайного процесса, оно соцержит группы триггеров, 30 элементов "И, "ИЛИ", второй блок счеч чиков, второй счетчик и триггер, нулевой вхоц которого через третий элемент ИЛИ" подключен к выходам элементов И" третьей группы, первые входы которых соецине- ЗЬ ны с единичными выходами соответствующих триггеров той же группы, и к первой группе входов второго блока счетчиков, вторая группа взоцов которого соединена с выхоцами элементов "И" четвертой группы, первые входы которой подключены к единичным выходам соответствующих ров той ж г тый элемент "ИЛИ - с единичным вхоцом триггера, причем второй вхоц кажцого элемента "И" третьей и четвертой групп, за исключением послецнего и первого, подключен к выходу элемента

"ИЛИ" первой и второй групп соответственно, вхоцы которых соединены с едйничными входами соответствующих триггеров третьей и четвертой групп соответственно; второй вход послецнего элемента "И третьей группы соединен с первыми вхо,цами элементов ИЛИ" первой группы с единичным выходом последнего триггера первой группы триггеров, оцноил енные выходы остальных триггеров первой группы соединены с единичными входами триггеров третьей группы;,, второй вход первого элемента "И" четвертой группы соединен с первыми входами элементов "И" второй группы и выходом первого элемента "И" второй группы, выходы остальных- элементов "И второй группы соединены с ециничными входал и триггеров четвертой группы, ециничный выхоц триггера соединен с нулевыми входами триггеров третьей группы, входом второго счетчика и выхо-. ,цом последнего элемента "И" четвертой группы элементов "И", выходы и входы которых подключены к соответствующим вхо,цам и выходам: триггеров четвертой груп-, пы, нулевые выходы триггеров третьей группы, за исключением последнего, через третью группу элементов "ИЛИ подключены к единичным выходам триггеров этой группы.

Составитель д исннев

Телред Кяарандашова корректор E.ðîæêîâà

РедактоР О.Утехина

Изд. 8h / 3 У

Тираьс ß64 Подписное Заказ 59Т9

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

Ц}1ИИПИ Государственного комитета Совета М .: астров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4