SU1078345A1 - Устройство дл определени параметров симметричных импульсов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНЬК ИМПУЛЬСОВ, содерж,а1цее три интегратора, блок делени , блок сравнени  и квадратор, вход которого соединен с входом второго интегратора, а выход - с в-ходом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнени  и делени , другие входы этих блоков соединены соо-тветственно с выходами первого и третьего интеграторов, выход блока сравнени   вл етс  первым выходом устройства , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем обеспечени  определени  положени  амплитуды импульса, в него введены три ключа, два масштабирующих блока, цифровой фильтр, инвертор знака, удвоитель, сумматор и блок управлени , вход которого соединен с выходом блока сравнени , а выходы - с управл ющими входами ключей , вход устройства через первый ключ соединен с входами цифрового фильтра, удвоител  и второго интегратора , выход цифрового фильтра через инвертор знака соединен с первым входом сумматора, с вторым входом которого соединен выход удвоисл тел , выход сумматора соединен с входом первого интегратора, выходы второго интегратора и блока делени  соответственно через второй и третий ключи соединены с входами первого и второго масштабирующих блоков, выходы которых  вл ютс  соответственно вторым и третьим выходами устройства. 00 00 4 СЛ

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено в аналитических информационно-измерительных системах (хроматографических , масс-спектрометрических и т.д.), предназначенных дл  определени  состава и свойств сложных смесей веществ. -Сигналы на выходе первичных преобразователей в этих системах представл ют собой симметричные медленномен ющиес  импульсы напр жени , которые искажаютс  шумами, возникающими как в первичном преобразователе, так и в других элементах системы. Задачей системы обработки сигналов  вл етс  определение некоторых интегральных параметров импульсов (амплитуды , площади и т.д.) , а также определение положени  амплитуды импульса .

Известно устройство дл  изменени  амплитуды импульсов тока и напр жени  в широком диапазоне частот и длительностей, содержащее два идетичных тракта, состо щих из детектора конденсатора и катодного повторител , на входы которых подано напр жение l .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  определени  параметров симметричных импульсов, содержащее три интегратора, квадратор, блоки делени  и сравнени , причем вход квадратора соединен с входом второго интегратора, а выход с входом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнени  и делени , другие входы этих блоков соединены соответственно с выходом первого и третьего интеграторов, выход блока сравнени   вл етс  первым выходом устройства 2 .

Недостатком известных устройств  вл ютс  ограниченные функциональные возможности, поскольку устройство не измер ет положение амплитуды импульса.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  определени  положени  амплитуды импульса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что iB устройство, содержащее три интегратора, блок делени , блок сравнени  и квадратор, вход которого соединен с входом второго интегратора , а выход - с входом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блоков сравнени  и делени , другие входы этих блоков соединены соответственно с выходами первого и третьего интеграторов, выход блока сравнени   вл етс  первым выходом устройства, введены три ключа, два масштабирующих блока, цифровой фильтр, инвертор знака, удвоитель, сумматор и блок управлени , вход которого соединен с выходом блока сравнени , а выходы с управл ющими входами ключей, вход 5 устройства через первый ключ соединен с входами цифрового фильтра, удвоител  и второго интегратора, выход цифрового фильтра через инвертор знака соединен с первым входом

0 сумматора, с вторым входом которого соединен выход удвоител , выход сумматора соединен с входом первого интегратора , выходы второго интегратора и блока делени  соответственно

5 через второй и третий ключи соединены с входами первого и второго масштабирующих блоков, выходы которых  вл ютс  соответственно вторым и третьим выходами устройства.

0 На чертеже приведена функциональна  электрическа  схема.устройства.

Устройство, вход которого на чертеже обозначен позицией 1, содержит квадратор 2, первый 3, второй 4 и

5 третий 5 интеграторы, блок б делени , блок 7 сравнени , цифровой фильтр 8, инвертор 9 знака, сумматор 10, удвоитель 11, блок 12 управлени , первый 13, второй 14 и третий 15 ключи, масштабируквдие блоки 16 и 17. Первый, второй и третий выходы устройства обозначены соответственно 18-20.

Все блоки этого устройства, кроме блока 12 управлени , предназна чены дл  работы с цифровыми входными сигналами, т.е. выполнены в цифровом виде. Это св зано с тем, что ординаты измер емого импульса, подаваемого на вход 1 устройства, пред0 ставлены в цифровом коде.

При этом вход 1 устройства через ключ 13 соединен с входом квадратора 2, выходом подключенного к входу интегратора 5, выход которого соеди5 нен с одним из входов блока 6 делени , другой вход последнего соединен с выходом интегратора 4 и с первым входом блока 7 сравнени , а через ключ 14, соединенный с масштаби0 РУЮЩИМ блоком 16, - с выходом 19 устройства . Выход интегратора 5 соединен через ключ 15 с входом масштабирующего блока 17, выход которого  вл етс  выходом 20 устройства. Выход ключа 13 соединен с входами интегратора 4 цифрового фильтра 8, удвоител  11. Выходы цифрового фильтра 8 и выход удвоител  11 соответственно через инвертор 9 знака и непосредственно соединены с входами

0 сумматора 10. Выход сумматора 10 через интегратор 3 соединен с вторым входом блока 7 сравнени . Выход блока 7 сравнени   вл етс  выходом 18 устройства, а также -соединен с

5 входомблока 12 управлени , управл ющие входы которого соединены с входами управлени  ключей 13-15.

Работа устройства заключаетс  в следующем.

В исходном положении ключ 13 замнут , а ключи 14 и 15 разомкнуты. На вход 1 устройства поступает измер емый импульс y(t), и через ключ 13 он подаетс  одновременно на входы квадратора 2, интегратора 4, цифрового фильтра 8 и удвоител  11. Цифровой фильтр 8, инвертор 9 энака , сумматор 10 и удвоитель 11 осуществл ют преобразование, в результате чего на выходе сумматора 10 по вл етс  суженный импульс. Результаты текущего интегрировани  исходного импульса и суженного, осуществл емого интеграторами, 3 и 4, подаютс  на входы блока 7 сравнени . В момент времени, соответствующий положению амплитуды исходного импулса , результаты интегрировани  сравн ютс    блок 7 сравнени  выдает сигнал (например, в виде короткого импульса), который поступает на выход 18 устройства и на вход блока 1 управлени . Одновременно с преобразованием исходного импульса производ тс  возведение его в квадрат квадратором 2 и интегрирование. Результаты текущего интегрировани  исходного импульса и возведенного в квадрат поступают на входы блока б делени . В момент времени, соответствующий положению амплитуды импульса блок 12 управлени  измен ет состо ние своих выходов: на выходе А потециал становитс  равным О, на выходе В - ранвым 1. В результате этого замыкаютс  ключи 14 и 15 и к второму 19 и третьему 20 выходам устройсва через блоки 16 и 17 подключаютс  выходы интегратора 4 и блока б делени . В результате этого на выходе 19 устройства получаем значение площади импульса, а на выходе 20 величину амплитуды импульса.

Поскольку в момент замыкани  ключей 14 и 15 ключ 13 размыкаетс , то на вход интеграторов 3-5 прекращаетс  поступление каких-либо сигналов. Поэтому на выходах 18-20 устройства в течение времени, пока замкнуты ключи 14 и 15, измеренные параметры импульса не измен ютс . Через некоторое врем , которое устанавливаетс  заранее и выбираетс  большим половины длительности измер емого импульса, но меньшим периода следовани  импульса, блок 12 управлени  размыкает ключи 14 и 15 и за1иыкае.т ключ 13. Устройство готово к измерению параметров следующего импульса.

Выбор посто нных коэффициентов, на которые умножаютс  выходные величины интегратора 4 и блока 6 делени  в блоках 16 и 17, производитс  следующим образом. Предположим, что необходимо измерить параметры колрколообразного импульса, описываемого функцией Гаусса

(t-l)

), (1)

у (t ) с.ехр(2|U2

где с - амплитуда;

fU - среднеквадратична  ширина; Т - положение амплитуды импульса . , .

Блок б делени  производит деление результатов интегрировани  возведенного в квадрат импульса.на интеграл от исходного импульса

(2)

U-T1

jWtlfdt J.p(

-00-03

Эта величина по вл етс  ьа выходе блока 6 делени  в момент замыкани 

ключа 15. Поэтому, чтобы получить истинное значение амплитуды импульса , необходимо эту величину умножить на , что и осуществл ет блок 17. На выходе интегратора 4 в момент замыкани  ключа 14 будет величина

(.f. -ю

Тогда, дл  получени  истинного

значени  площади, в блоке 16 необходимо умножить эту величину на 2.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществл ет измерение интегральных параметров импульса (амплитуду и площадь) и положени  амплитуды импульса, т.е. оно расшир ет функциональные возможности известного устройства.

Технико-экономический эффект от применени  предлагаемого устройства заклйчаетс  в том, что оно позвол ет решить задачу обработки аналитического импульса с помощью одного

устройства. Кроме того, использование интеграторов дл  определени  положени  амплитуды повышает помехоустойчивость способа измерени  по сравнению со способом дифференцировани , используемым в известных устройствах . Это позвол ет повысить точность измерени  положени  амплитуды. Так как в аналитических измерительных системах положение амплитуды импульса определ ет тип аиализируемого вещества, то повышение точности измерени  этого параилетра улучшает достоверность анализа. Например , в серийно выпускаемой в СССР системе типа И-02, котора  прин та

за е5азовый объект, дл  обработки

результатов хроматографического анализа используютс  отдельные модули дл  определени  площади импульса и определени  положени  его амплитуды . Работа второго модул  основана на дифференцировании импульса. При соотношений сигнал/шум, равном 50 (отнетаение амплитуды импульса к

дисперсии шума), погрешность опреде лени  положени  амплитуды в системе И-02 составл ет t 5% от среднеквадратичной ширины импульса. В этих же услови х, погрешность определени  положени  амплитуды с помощью предлагаемого устройства составл ет il,5%.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее три интегратора, блок деления, блок сравнения и квадратор, вход которого соединен с входом второго интегратора, а выход - с в-ходом третьего интегратора, выход второго интегратора соединен с входами блочков сравнения и деления, другие входы этих блоков соединены соответственно с выходами первого и третьего интеграторов, выход блока сравнения является первым выходом уст ройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения определения положения амплитуды импульса, в него введены три ключа, два масштабирующих блока, цифровой фильтр, инвертор знака, удвоитель, сумматор и блок управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выходы - с управляющими входами ключей, вход устройства через первый ключ соединен с входами цифрового фильтра, удвоителя и второго ин тегратора, выход цифрового фильтра через инвертор знака соединен с первым входом сумматора, с вторым входом которого соединен выход удвоителя, выход сумматора соединен с входом первого интегратора, выходы второго интегратора й блока деления соответственно через второй и третий ключи соединены с входами первого и второго масштабирующих блоков, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства.