SU1188676A1 - Устройство дл идентификации характеристик четырехполюсников - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ , содержащее генератор тактовых импульсов, сумматор и генератор псевдослучайных чисел, эталонный четырехполюсник , первый блок сравнени , один из входов которого соединен с выходом эталонного четырехполюсника, а другой - с первой клеммой устройства дл  подключени  исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные блоки умножени , накоплени  и индикации, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  времени измерений, в него введены аналого-цифровой преобразователь, счетчик, дещифратор, два регистра, второй блок сравнени , цифроаналоговый преобразователь и блок эталонных уровней, при этом одни выходы счетчика соединены с входами дешифратора, сумматора и блока накоплени , тактовый вход которого подключен к выходу дешифратора и к тактовым входам первого регистра, аналого-цифрового преобразовател  и блока индикации, а другие выходы счетчика соединены с вторым входом сумматора и с адресным входом блока эталонных уровней, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнени , второй вход последнего соединен с выходом блока накоплени , а выход - с входом блока индикации, выход генератора тактовых импульсов соединен со стробирующим входом дешифратора, входом счетчика и (О тактовым входом второго регистра, выход сумматора через генератор псевдослучайных (Л чисел соединен с входамипервого и второго регистров, выход которого соединен с первым входом блока умножени , второй вход блока умножени  через аналого-цифровой преобразователь подключен к выходу первого блока сравнени , выход первого регистра через цифроаналоговый преобразователь соединен с входом эталонного четырехполюсника и сх с второй клеммой устройства дл  подклю00 Oi чени  исследуемого четырехполюсника. 05

Description

Изобретение относитс  к технике измерений и может быть использовано дл  идентификации характеристик линейных четырехполюсников .

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени измерений.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, сумматор 3, генератор 4 псевдослучайных чисел, первый 5 и второй 6 регистры, цифроаналоговый преобразователь 7, исследуемый 8 и эталонный 9 четырехполюсники, первый 10 и второй 11 блоки сравнени , блок 12 умножени , блок 13 эталонных уровней, дешифратор 14, аналого-цифровой преобразователь 15, блок 16 накоплени , блок 17 индикации и первую 18 и вторую 19 клеммы устройства дл  подключени  исследуемого четырехполюсника. Выход генератора 1 тактовых импульсов подключен к входам счетчика 2, дешифратора 14, входу синхронизации второго регистра 6. Выходы счетчика 2 с номерами Р, где Р принимает значени  О-(т-1), m - число младших разр дов счетчика, соединены с первыми входами сумматора 3, блока 16 накоплени  и через дешифратор 14с входами синхронизации первого регистра 5, блока 16 накоплени , блока 17 индикации, аналогоцифрового преобразовател  15. Выход блока 16 накоплени  через второй блок 11 сравнени  подключен к входу блока 17 индикации и непосредственно к его цифровому входу. Выходы счетчика 2 с номерами (q + m), где q принимает значение О- (п-1), п - число старших разр дов счетчика, подключены к второму входу сумматора 3 и входу блока 13 эталонных уровней, выход которого подключен к второму входу второго блока 11 сравнени . Выход сумматора 3 через генератор 4 псевдослучайных чисел соединен с входами первого 5 и второго 6 регистров, выход последнего через первый вход блока 12 умножени  соединен с вторым входом блока 16 накоплени . Второй вход блока 12 умножени  через аналого-цифровой преобразователь 15 соединен с выходом первого блока 10 сравнени , входы которого соединены соответственно с выходом эталонного четырехполюсника 9 и первой клеммой 18 устройства дл  подключени  исследуемого четырехполюсника 8, втора  19 клемма которого соединена с входом эталонного четырехполюсника 9, вход последнего через цифроаналоговый преобразователь 7 подключен к выходу первого регистра 5.

Устройство идентификации характеристик четырехполюсников определ ет ординат функции неидентичности сравниваемых передаточных функций W (дл  исследуемого четырехполюсника 8) и Ws (дл  эталонного четырехполюсника 9). Мерой неидентичности сравниваемых передаточных

функций Wu и Wj  вл етс  их разность Q(k/f) в каждой ординате

Q(k/f) WJk/f)-W3(k/f), (1) где k принимает значение О- (М-1), f - 5 частота следовани  импульсов генератора 1 тактовых импульсов.

Генератор 4 псевдослучайных чисел формирует единичный белый шум «х, например, в виде последовательности 8-разр дных двоичных чисел, который через первый регистр 5 и цифроаналоговый преобразователь 7 поступает на входы линейных четырехполюсников 8 и 9, поэтому за оценку функции неидентичности можно прин ть сумму

лАк-1

Q(k/f) R,.,.(k/f) ji-- (f.-z,-)x,bK,(2)

-J

где x, (M;+«,) /| (3) - выходной сигнал

цифроаналогового преобразовател  7;

0 у,у М,-/, Z,, (у,-Z,) (4)--соответственно

выходные сигналы исследуемого 8, эталонного 9 четырехполюсников и первого блока 10 сравнел ни ;

R -оценка взаимной коррел ционной функции;

N 2 - количество усреднений .

На m младших и п старших выходах разр дов счетчика 2 формируютс  соответственно , например, числа А и В, представленные , например, в двоичном коде: А (aoai, .... 5 a,,,i)2; B(bobi, ..., )2, где ао, ...., а„,-1 - m млади их разр дов счетчика 2, а Ьо, ..., - п старших разр дов счетчика 2. В сумматоре 3 происходит сложение этих чисел. Генератор 4 псевдослучайных чисел представл ет собой посто нное запо0 минаюш.ее устройство, содержащее N многоразр дных  чеек пам ти, в которых хран тс  коды чисел Х(г. Адрес  чейки пам ти, из которой требуетс  вывести код числа х, задаетс , например, двоичным кодом С, поступающим наВХОД генератора 4 псевдослучайных чисел с выхода сумматора 3.

Блок 16 накоплени  содержит последовательно соединенные сумматор и блок пам ти или группу сумматоров. Номер обновл емой суммы задаетс  кодом числа А, поступающим на первый вход блока 16 с выхода m младших разр дов счетчика 2.

Работу устройства рассмотрим на примере 5-разр дного двоичного счетчика 2 при и . В этом случае определ етс  число ординат функции неидентичности сравниваемых передаточных функций М по числу значений выходного сигнала чет зфехполюсника 8 и Р, равному N . После прохождени  положительного фронта тактового импульса с выхода генератора 1 в счетчик 2 добавл етс  единица, в сумматоре 3 формируетс  код числа С А-|-В, в генераторе 4 выводитс  код числа Хс, а в блоке накоплени  выбираетс  сумма, представленна , например, в виде двоичного кода числа SA. Отрицательный фронт импульса генератора 1 производит запись информацгии в регистры 5 и 6, причем запись в регистр 5 возможна только при нулевом коде числа А, равном нулю, т. е. А (О О О, ..., 0)2, на входе дешифратора 14 управление записью осуществл етс  с выхода дешифратора 14. Вычисление функции неидентичности производитс  за N циклов. Номер каждого из N циклов можно представить в виде двоичного кода числа В. Причем каждый из N циклов состоит из М тактов. Номер каждого из М тактов можно представить в виде двоичного кода числа А. В нашем примере (при и ) значени  кодов чисел А, В и С в каждом такте внутри одного цикла представлены в табл. 1. Значени  кодов чисел А, В и С за N циклов приведены в табл. 2 (дл  нашего примера ). В начальный момент вычислени  . В регистры 5 и 6 записываетс  с выхода генератора 4 код псевдослучайных чисел Хс, который преобразуетс  в аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем 7. Выходные сигналы уо и Zo четырехполюсников 8 и 9 поступают на входы первого блока 10 сравнени , выходной сигнал которого (УО-Zo), преобразованный в двоичный код в АЦП 15, умножаетс  в блоке 12 умножени  на двоичный код числа хо. Сформированный в блоке 10 сравнени  сигнал (УО-Zo) фиксируетс  после преобразовани  в двоичный код на выходе АЦП 15 на врем  цикла вычислени . В блоке 16 накоплени  записываетс  код числа (yo-zo). Положительный фронт первого импульса генератора 1 тактовых импульсов записывает единицу в счетчик 2, код числа X| выбираетс  из генератора 4 псевдослучайных чисел и записываетс  отрицательным фронтом первого импульса генератора 1 тактовых импульсов во второй регистр 6. В блок 16 накоплени  записываетс  код числа Si Х| (УО-Zo). Во втором и третьем такте нулевого цикла вычислени  в блок 16 накоплени  записываютс  коды чисел 82 Х2(уо-Zo) и (уо-Zo). Нулевой такт первого цикла начинаетс  формированием кодов чисел А 0; . В регистры 5 и 6 отрицательным фронтом импульса с генератора 1 записываетс  код числа Хь на выходе первого блока 10 сравнени  формируетс  сигнал (yi - Zi) и после преобразовани  в двоичный код и фиксации на выходе АЦП 15 код числа (yi-zi) умножаетс  на код числа xi в блоке 12. За четыре такта первого цикла вычислени  в блоке 16 формируютс  суммы + Xi(yi - Z|); Si Si+X2(yi-Zi); 82 52+хз(у1-zi) и 5з 5з+Х4(у|-Zi). В конце (N-1)-го цикла вычислени  СУММЫ Sft 1(У,-Z;)X; + « , накопленные в блоке 16, умножаютс  на коэффициент 1/N (сдвиг вправо на п разр дов ) и оценки ординат функции неидентичности Q(k/f) S, подаютс  на первые входы второго блока 11 сравнени , на вторые входы которого поступают сигналы в виде двоичных кодов чисел, соответствующим lyi-уровн м, эквивалентные допуску на разброс оценок функции неидентичности, поступающие с выхода блока 13 эталонных уровней. Последний как один из возможных вариантов, выполнен в виде посто нного запоминающего устройства , в  чейки пам ти которого предварительно записаны цифровые коды чисел, соответствующие эталонным уровн м |. Выборка соответствующего эталонного уровн  из заданной  чейки пам ти в виде цифрового кода осуществл етс  по адресу, поступающему в виде цифрового кода с разр дностью п на адресный вход блока 13 эталонны) уровней. Результат сравнени  б I,,-Q(k/f) (7) в виде двоичного числа 6ft подаетс  на вход блока 17 индикации, позвол ющего установить соответствие пара .метров исследуемого четырехполюсника заданным техническим услови м. На блок 17 индикации последовательно пост упают ординаты функции неидентичности Q() и значени  б. В качестве блока индикации может быть использован йсциллограф , цифровые индикаторы, самописец, исплей и светодиод. Значени  Sign6(; могут индицироватьс  светодиодом (например АЛ 307). При светодиод включен и параметры исследуемого четырехполюсника оответствуют техническим услови м, что оответствуют идентичности передаточных арактеристик, при б(,0 четырехполюсник тбраковываетс . В случае использовани  в качестве блоа 17 сегментных индикаторов, например ЛС 324, работу блоков 16, 17, АЦП 15 регистра 5 осуществл ет дешифратор 14. Алгоритм работы дешифратора 14 состоит следующем. Тактовый импульс с выхода генератора 1 роходит через дещифратор 14 только при улевом коде (А 0) на его входе. На ещифратор 14 поступают т-разр дный воичный код А (, ..., 90)2 с младших

выходов счетчика 2 и тактовые импульсы (ТИО) с выхода генератора 1. На выходе дешифратора 14 формируютс  тактовые импульсы.

Ти, TUOAaoAaiA, -., ЛЭш-ь

где Л - знак логического умножени .

Структурна  схема дешифратора 14 представл ет собой элемент И, на пр мой вход которого поступают импульсы ТИО, а на инверсные входы соответственно сигналы ао, ai, ..., am-i.

Дешифратор 14 может быть выполнен, например, на двух микросхемах 133 ЛН 1 (6 инверторов) и 133 ЛА 2 (элемент И).

Отрицательный фронт импульса ТИ1 фиксирует входную информацию первого регистра 5, блока 16 накоплени , блока 17 индикации и входную информацию АЦП 15.

При отключенном эталонном четырехполюснике 9 в устройстве определ етс  оценка передаточной функции исследуемого линейного четырехполюсника 8

W«() Rx. f

А 0123 0123 0123 0123 В 0000 1111 2222 3333 С 0123 1234 2345 3456

Таблица 1

Таблица 2 0123 0123 0123 0123 44445555 6666 7777 4567 5670 6701 7012

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, сумматор и генератор псевдослучайных чисел, эталонный четырехполюсник, первый блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом эталонного четырехполюсника, а другой — с первой клеммой устройства для подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные блоки умножения, накопления и индикации, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений, в него введены аналого-цифровой преобразователь, счетчик, дешифратор, два регистра, второй блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь и блок эталонных уровней, при этом одни выходы счетчика соединены с входами дешифратора, сумматора и блока накопления, тактовый вход которого подключен к выходу дешифратора и к тактовым входам первого регистра, аналого-цифрового преобразователя и блока индикации, а другие выходы счетчика соединены с вторым входом сумматора и с адресным входом блока эталонных уровней, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход последнего соединен с выходом блока накопления, а выход — с входом блока индикации, выход генератора тактовых импульсов соединен со стробирующим входом дешифратора, входом счетчика и р тактовым входом второго регистра, выход S сумматора через генератор псевдослучайных чисел соединен с входами первого и второго регистров, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход блока умножения через аналого-цифровой преобразователь подключен к выходу первого блока сравнения, выход первого регистра через цифроаналоговый преобразователь соединен с входом эталонного четырехполюсника и с второй клеммой устройства для подключения исследуемого четырехполюсника.

   SU ,„,1188676 >