SU1043667A1 - Устройство дл определени средней мощности случайных сигналов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор линейно измен ющихс  опорных напр жений, выход которого подключен к первому входу первого блока компараторов, второй вход которого  вл етс  входом устройства , первый блок ключей, выход которого через первый блок масштабировани  соединен со входом блока аналогового усреднени , выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразовател , второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к первому входу блока цифрового усреднени , выход аналого-цифрового преобразовател  соединен со вторым входом блока цифрового усреднени , выход которого подючючен к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью упрощени , А него введены второй блок компараторов, второй блок ключей,блок нелинейно измен ющихс  опорных напр жений, второй блок масш. табировани , при этом выход блока нелинейно измен ющихс  опорных напр жений подключен к первому входу рого блока компараторов, второй вход которого объединен со вторым входом первого блока компараторов и  вл етс  входом устройства, выход второго блока компараторов через второй блок ключей соединен с входом второго блока масштабировани , вы4 ОО О5 Ф ход которого подключен к входу блока аналогового усреднени .

Description

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным дл  аппаратурного определени  характеристик случайных процессов, и может быть использовано дл  изме рени  средней МОЩНОС1И случайных электрических сигналов. Известно устройство дл  определени  средней мощности случайных (Сигналов, которое содержит блок со ласовани , блок аналогового возведени  в квадрат, сглаживаюи й филь аналого-цифровой преобразователь,б цифрового усреднени  С JОднако это устройство обладает значительной погрешностью измерени  и невысокой метрологической н дежностью, определ емыми, в основном , блоком аналогового возведени  в квадрат. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  ср едней мощности случайных сигналов, которо содержит последовательно соединенные входной блок, аналого-цифровой преобразователь параллельного типа составленный из последовательно сое диненных блока KOMriapaторов и дешифратора , блока линейно измен ющих с  опорных напр жений, выход которого подключен к управл ющему вход блока компараторов, цифроаналоговый квадратор, составленный из последовательно соединенных дешифратора , блока ключей, блока ,резисторов, ине ционное звено, аналого-цифровой преобразователь, блок цифрового усреднени , блок индикации, а также блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам аналого-цифрового преобразовател , блока цифрового усреднени  и блока индикацииС2 . Недостаток известного устройства заключаетс  в необходимости выполнени  двойного преобразовани  числового эквивалента значений вход ного напр жени  с помощью двух дешифраторов , что требует значительного объема оборудовани . Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства. С этой целью в устройство дл  определени  средней мощности случайных сигналов, содержащее генератор линейно измен ющихс  опорных напр жений, выход которого под7J ключен к первому входу первого блока компараторов, второй вход которого  вл етс  входомустройства, первый блок ключей, выход которого через первый блок масштабировани  соединен со входом блока аналогового усреднени , выход которого подключен к первому входу аналогоцифрового преобразовател , второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к первому входу блока цифрового усреднени , выход аналого-цифрового преобразовател  соединен со вторым входом блока цифрового усреднени , выход которого подключен к первому входу блока (индикации, второй вхрд которого соединен с третьим выходом блока управлени , введены второй блок компараторов , второй блок ключей,блок нелинейно измен ющихс  опорных напр жений , второй блок масштабировани , при этом выход блока нелинбйно измен ющихс  опорных напр жений подключен к первому входу второго блока компараторов, второй вход которого объединен со вторым входом первого блока компараторов и  вл етс  входом устройства, выход второго блока компараторов через второй блок ключей соединен с входом второго блока масштабировани , выход которого подключен ко входу блока аналогового усреднени . На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2- блоксхема блока управлени . Устройство содержит входной блок .1 управлени , первый блок 2 компараторов , первый блок 3 ключей, первый блок t масштабировани , блок 5 нелинейно измен ющихс  опорных напр жений , второй блок 6 компараторов, второй блок 7 ключей, второй блок 8 масштабировани , блоки 9 линейно измен ющихс  опорных напр жений, блок 10 аналогового усреднени , аналого-цифровой преобразователь 11, блок 12 цифрового усреднени , блок 13 индикации. Блок 1 управлени  состоит из делител  1 частоты, генератора 15, инвертора 16. По каждому тактовому импульсу от генератора 15 (к раз в единицу времени) напр жение с выхода блока , пропорциональное среднему квадрату напр жени  входного случайного сигнала, преобразуетс  с

помощью блока 11 в число. Это число по тактовому импульсу с выхода инвертора 16 переписываетс  в блок 12 усреднени .

Делитель I частоты вырабатывает импульсы, следующие через секунду , через .минуту и через час.Они задают продолжительность усреднени  и управл ют работой блока индикации.

Устройство работает следующим образом .

Напб жение реализации .x(t) поступает на входы каналов измерени  больших и малых значений средней мощности . Блок 5 нелинейно измен ющихс  опорных напр жений вырабатывает р д опорных напр жений, отсто щих друг от друга по закону корн  квадратного

Uo,lTUo,Y3U6,...,2UoЭти

напр жени  подаютс  на управл ющий вход блока 2 компараторов канала измрени  больших значений средней мощности . При достижении значением входного напр жени  x(t) единичного урон  Ujj срабатывает первый компаратор блока 2. При этом на выходе блока компараторов имеетс  число 1, представленное в унитарном коде.Увеличение значени  входного напр жени  в У2 раз приводит к срабатыванию и второго компаратора блока 2. На выходе блока 2 имеетс  число 2, состо щее из двух единиц, что соответствует квадрату значени  входного напр жени , возросшего при этом только в il раз. Дальнейшее увеличение входного сигнала приводит к последовательному срабатыванию компараторов .с опорными напр жени ми fJUo, 2U,V5U(j. Тем самым осуществл етс  аналого-цифровое квадрирование напр  жени  реализации x(t).

Сигналы с выхода блока 2 компараторов управл ют непосредственно клю .чами блока 3 кotopыe коммутируют соответствующие взвешивающие резисторы блока + масштабировани .Причем. все резисторы имеют один номинал сопротивлени . Суммирование токов,протекающих через выравнивающие резисторы , осуществл етс  в блоке 10, на выходе которого вырабатываетс  сглаженное напр жение, значени  которого пропорциональны значению средней мощности входного сигнала.

Одновременно напр жение реализаци x(t) обрабатываетс  в канале измерени  малых значений средней мощности.

Причем , блок 6 компараторов этой це-. пи содержит п-1-компараторов,а блок 9 линейно измен ющихс  напр жений вырабатывает р д опорных напр и .

.)Uc

жении

поступающих на управл ющий вход блок 6 компараторов. Последовательное срабатывание компараторов этого канаЛа измерени  приводит к образованию на выходе блока 6 компараторов числового эквивалента, представленного в унитарном коде и пропорционального значению преобразуемого входного напр жени . Тем самым осуществл етс  линейное аналого-цифровое преобразование малых значений входного напр жени .

Сигналы с выхода блока 6 компараторов управл ют непосредственно ключами блока 7, которые коммутируют соответствующие взвешивающие резисторы блока 8. Причем коэффициент ,взвешивани  резисторов этого блока выбирают по закону нечетных чисел гг 2п-1, п 1,2,3,.. .,п-1. Здесь используетс  известное в математике свойство квадрата любого целого числа, который может быть предстаем лен в виде суммы р да нечётных чисел , количество членов которого равно возводимому в квддрат числу. Например , 3 9 1+3+5. Суммирование то-, ков, протекающих через взвешивающие резисторы блока 8, осуществл етс  в блоке 10. Тем самым осуществл етс  цифроаналоговое преобразование чисел , поступающих с выхода блока 6 компараторов, по квадратичному закону при измерении малых значений средней мощности.

Сглаженное напр жение с выхода блока 10 поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразовател  11, который в момент выборки , задаваемой блоком 1 управлени , преобразует это напр жение:.в число . h-, поступающее в блок 12. За N выборок в блоке 12 накапливаетс  среднеарифметическое значение h, пропорциональное оценке средней мощности входного сигнала (выделенной на резисторе сопротивлением 10 м).. При надлежащем выборе коэффициентов преобразовани  устройство получаетс  пр мопоказывающим.

Введение в предлагаемое устройство блока нелинейных опорных напр жеНИИ позвол ет выполнить аналого-цифровое квадр рование входного напр жени  непосредственно в блоке компараторов . Числовой эквивалент,пропорциональный квадрату значени  вход ного напр жени , преобразуетс  в напр жение без двойного дешифрировани  по сравнению с известным устройством . Это позвол ет исключить сложные дешифраторы и тем самым значительно упростить устройство.

Дополнительное упрощение устройства достигаетс  и за счет упрощени  блока масштабировани , так как все резисторы канала измерени  больших значений средней мощности имеют один и тот же номинал сопротивлени  (в известном устройстве 2(п-1) номиналов , где п - число двоичных разр дов преобразуемого числа). Такое техническое решение примен ют дл  канала измерени  больших значений средней мощности. При этом точность измерени  определ етс  величиной начального уровн  квантовани  входного сигнала, соответствующего величине порогового напр жени  Сохранение точности измерени  малых значений средней мощности достигаетс  использованием части блока компараторов с опорными напр жени ми, равноотсто щих друг от друга. Причем, цифроаналоговое преобразование по квадратичному закону осуществл етс  путем непосредственной подачи чисел, представленных в унитарном коде, с выхода блока компараторов на вход блока ключей, что приводит к исключению дешифраторов.

Й/г/

ijO

15

. 2

Claims (1)

1. (5²)) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор линейно изменяющихся опорных напряжений, выход которого подключен к первому входу первого блока компараторов, второй вход которого является входом устройства, первый блок ключей, выход которого через первый блок масштабирования соединен со входам блока анало- , гового усреднения, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к первому входу блока цифрового усреднения, выход аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом блока цифрового усреднения, выход которого подключен к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения, d него введены второй блок компараторов, второй блок ключей,блок нелинейно изменяющихся опорных напряжений, второй блок масш·?. табирования, при этом выход блока нелинейно изменяющихся опорных напряжений подключен к первому входу второго блока компараторов, второй вход которого объединен со вторым входом первого блока компараторов и является входом устройства, выход > второго блока компараторов через второй блок ключей соединен с входом второго блока масштабирования, выход которого подключен к входу блока аналогового усреднения.