Цифровой измеритель -нормы сигналов произвольной формы — SU 1129620 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 3151) С 06 Р 15 332 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3 (22) 1 (46) 1 ова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 641079/24-244.07.835.12.84. Бюл. У 46(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 213975, кл. С 06 Г 15/332, 1968.2. Волгин Л.И. Стохастический преобразователь эффективного значения напряжений в пропорциональный интервал времени. В сб.: "Аналого- дискретные 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 д-го (1 = 1, р) генератора случайных сигналов, выход которого подключен к первому входу 1-го компаратора первой группы, выход которого подключен к (д+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, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения 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 ).-гокомпаратора второй группы, выход которого подключен к -му входу второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивногосчетчика, информационный выход которого подключен к первому входу умножителя, выход которого подключен кпервому входу сумматора, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя и информационному входу регистра, информационныйвыход которого подключен к второмувходу сумматора, выход генераторатактовых импульсов подключен к (р+1) -мувходу второго элемента И, входу синхронизации регистра и управляющемувходу блока постоянной памяти, информационный выход которого подключенк второму входу умножителя и входудешифратора,.выход которого подключенк установочным входам реверсивногосчетчика и регистра, а выход 1-го генератора случайных сигналов подключенк второму входу 1-го компаратора второй группы,1129 Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике и служит для измерения параметров интенсивности сигналов произвольной формы, заданных в виде функционала 5 35 1 О называемого р-нормой сигнала х(й), при р - 1 0 характеризует среднее, при р = 2 - среднеквадратичное и т.п. значен 11 я входного сигнала, Известно устройство, содержащее15 сравнивающий блок, первый вход которого через Линейный детектор соединен с входной шиной устройства, а другие входы - с выходами двух генераторов случайных сигналов, выполненных в20 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 НЕ, пересчетную схему, генератор временных ворот, ключ, контрольный30 счетчик основной и контрольный индикаторы 1 1.Недостатками устройства являются его низкая точность и необходимость осуществления дополнительных вычислений для определения среднеквадратичеокого значения (р = 2) входного сигнала. Низкая точность обусловлена влиянием инструментальных погрешностей генераторов случайных сигналов 40 и сравнивающего устройства на результат измерения, Дополнительные вычисления связаны с необходимостью вычисления отношения показаний основного и контрольного индикаторов и извлечения квадратного корня из полученного результата, что предполагается делать вручную или используя специализированные вычислительные блоки, 50Наиболее близким к предлагаемомупо 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(сигналов), а выходы - с входами 1схемы 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-возрастающей частоты, а выходы - с вторым входом второго переключателя и вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов, второй вход первого переключателя соединен с общей шиной устройства 2 3.Недостаток устройства - низкая точность, обусловленная непосредственным влиянием инструментальных погрешностей генераторов случайных сигналов, компараторов и генератора линейно-возрастающей частоты на результат измерения.Цель изобретения - п овышение точости а Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий генераторы случайных сигналов, генер тор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И ивходу запуска г-го (1. = Т, р) генератора случайных сигналов, выход которого подключен к первому входу 1.-го компаратора первой группы, выход которого подключен к (+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, введены блок постоянной памяти, вторая группа компараторов, второй элемент И, регистр, сумматор, умножитель, дешифратор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу -го компаратора второй группы, выход которого подключен к 1-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 РидРТ АРТ Усй, (Ф) Ъ о гистра, информационный выход которого подключен к второму входу сумматора, выход генератора тактовых импульсов подключен к (р+1)-му входувторого элемента И, входу синхронизации регистра и управляющему входублека 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 -го генЕратора случайных сигналов подключен квторому входу -го компаратора второй группы,15На чертеже изображена функциональ 1ная схема предлагаемого измерителя,Измеритель содержит линейный детектор 1, генераторы 2-1, 2-2,2-р случайных сигналов, генератор 3тактовых импульсов, блок 4 постоянной памяти, группы 5 и 6 компараторов, элементы И 7 и 8, реверсивныйсчетчик 9, умножитель 10, сумматор 11,цифроаналоговый преобразователь25(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 дешифратором14, который устанавливает реверсивныйсчетчик 9 и регистр 13 в исходное со- .стояние, С выхода линейного детектора 1 абсолютное значение входногосигнала 1 х(1) пост:пает на входыкомпараторов 5. На другие входы компараторов 5 поступают от генераторов2-1 2-22- р случайнйх сигналовм40р синхронныепериодические последовательности однополярных импульсов,амплитуды Ч которых являются случайными величинами, независимы и равномерно распределены в диапазонеОЧ; - А измерений,Если в момент сравнения и, задаваемый генератором 3, амплитуды всехимпульсов Ч; не превосходят мгновенного значения х(1), т,е, выполняется условие х(С) - Ч; ) О или50здрп 1 х(С)- Ч;= 1, которое означает, что сработали все компараторы 5,Ртозз.дп х(С)- Ч;= 1 и на выходе)1элемента И 7 появляется импульс, в 55противном случаездп Цх(С)1- Ч 1- О1=1и импульс на выходе элемента И 7 отсутствует. 4Одновременно сигналы генераторов 2-1, 2-2, , 2-р посТупают на входы компараторов 6, где сравниваются с сигналом ЦАП 12, однородным с сигналами генераторов 2 и одной с ними полярности, значение которого соответствует коду Е, образующемуся на выходе сумматора 11, Аналогично импульс на выходе элемента 8 появляется лишь в том случае, если в моментР сравнения и выполняется Пздфп 2 - Ч,=1. 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 Код этой разности в умножителе 10 умножается на код ., выдаваемый в тактовые моменты времени п блоком 4. Полученное произведение уиди, поступая в сумматор 11, служит в качестве очередного приращения коду Е, вычисленному аналогичным образом в предыдущем (и)-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 й к нулю, а по .прошествии времени Т в момент достижения равенства и нулю, т.е. в установившемся режиме лмЦкИ 1:д мг,что следует из соотношения (2) или где Е - код, фиксируемый регистром13 в установившемся режиме.Вынося 2 эа знак интеграла,после очевидных сокращений получимектор И. Мус Заказ 9454/39 Тираж 698 ВНИИПИ Государственного комитет по дЕлам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наПодписно Пате н г. Ужгород, ул. Про 4 р-нормы сигнала ое участие гене 2-р случайных образования вхо ирующего Е сизволяет при идентичности и оков 5 и 6 компараторов ус ияние инструментальных пог й генераторов 2 на результ ния. При этом требование ид сти параметров предъявляет целом к компараторам 5 и 6 паре компараторов, взаимод их с каждым генератором,. В те повышается точность.