SU1337784A1 - Device for measuring mean values of transient signals - Google Patents
Device for measuring mean values of transient signals Download PDFInfo
- Publication number
- SU1337784A1 SU1337784A1 SU853973072A SU3973072A SU1337784A1 SU 1337784 A1 SU1337784 A1 SU 1337784A1 SU 853973072 A SU853973072 A SU 853973072A SU 3973072 A SU3973072 A SU 3973072A SU 1337784 A1 SU1337784 A1 SU 1337784A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- integrator
- inputs
- control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение может использоватьс в устройствах технической диагностики по cneKTpajibHONry составу шумов и вибраций режимов работы различных промышленных объектов. Цель изобретени - повышение точности измерени . Устройство содержит интегратор 1, генератор 2 гиперболических импульсов, блок 3 выборки-хранени и блок 5 управлени . Оснащение устройства масштабирующим блоком 4 и ключом 6 обеспечивает введение переме)1ного масштаба интегрировани и расширение диапазона вариаций времени усреднени исследуемого сигнала. В описании представлены примеры реализации блока 5 управлени , интегратора 1, выполненного многодиапазонным , и масштабирующего блока 4. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. с S (Л Фиг.The invention can be used in technical diagnostics devices for cneKTpajibHONry composition of noise and vibration modes of operation of various industrial facilities. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The device comprises an integrator 1, a generator of 2 hyperbolic pulses, a block 3 of sample-storage and a block 5 of control. Equipping the device with a scaling unit 4 and a key 6 ensures the introduction of a variable of one scale of integration and an extension of the range of variations in the averaging time of the signal under study. The description presents examples of the implementation of the control unit 5, the integrator 1, performed by multi-band, and the scaling unit 4. 4 Cp f-ly, 7 ill. with S (L FIG.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике, предназначено дл измерени средних значений сигналов и может быть использовано в устройствах технической диагностики по спек- тральному составу шумов и вибраций режимов работы различных промышленных объектов, а также в медицине при измерении среднего давлени крови в те- чение каждого сердечного цикла, определении среднего выдыхаемого объема СОг. в каждом дыхательном цикле и т.д.The invention relates to a measurement technique, is intended to measure average values of signals and can be used in devices for technical diagnostics on the spectral composition of noises and vibrations of operating modes of various industrial facilities, as well as in medicine for measuring the average blood pressure during each cardiac cycle. , determining the average exhaled volume of CO2. in each breathing cycle, etc.
Цель изобретени - повышение точности измерени за счет введени переменного масштаба интегрировани и расширени диапазона вариаций времени усреднени исследуемого сигнала.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by introducing a variable integration scale and expanding the range of variations in the averaging time of the signal under study.
На фиг.1 изображена обща струкFigure 1 shows the overall structure
турна схема устройства дл измерени jg Дом триггера 15, выход которого соеA circuit diagram of a device for measuring jg House Trigger 15, the output of which is
средних значении нестационарных сигналов- , на фиг.2, 3 и 4 - функциональные схемы блоков соответственно мно- годиапазониого интегратора, блока управлени и масштабирующего блока, на фиг.З, 6 и 7 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства соответственно многодиапазонного интегратора и блока управлени .2, 3 and 4 are functional diagrams of blocks of a multi-range integrator, a control unit and a scaling block, respectively, of Fig. 3, 6, and time diagrams explaining the operation of a device of a multi-band integrator. and control unit.
Устройство дл измерени средних значений нестационарных сигналов содержит мтюгодиапазонный интегратор 1 , генератор 2 гиперболических импульсов , блок 3 выборки-хранени , масшта- бирующ1ш блок 4, блок 5 управлени , ключ 6. На фиг.1 также показаны управл ющий вход 7 и сигнальный вход 8 устройства который соединен с входом многодиапазонного интегратора 1, аналоговый выход которого соединен с входом генератора 2 гиперболических импульсов, выход которого соединен с входом блока 3 выборки-хранени , первый , второй и третий выходы блока 5 управлени соединены соответственно с управл ющими входами ключа 6 многодиапазонного интегратора 1, генера- 1тора 2 гиперболических импульсов, четвертый выход блока 5 управлени соединен с управл ющими входами блока 3 выборки-хранени и масштабирующего блока 4, первый и второй входы которого соединены соответственно с цифровым выходом многодиапазонного интегратора 1 и п тым выходом блока 5 управлени .A device for measuring average values of non-stationary signals contains a six-band integrator 1, a generator of 2 hyperbolic pulses, a sampling-storage unit 3, a scaling unit 4, a control unit 5, a key 6. Figure 1 also shows a control input 7 and a signal input 8 device which is connected to the input of a multi-band integrator 1, the analog output of which is connected to the input of the generator 2 of hyperbolic pulses, the output of which is connected to the input of the sampling-storage unit 3, the first, second and third outputs of the control unit 5 connected respectively to the control inputs of the key 6 of the multi-band integrator 1, generator 2 of hyperbolic pulses, the fourth output of the control unit 5 is connected to the control inputs of the sampling-storage unit 3 and the scaling unit 4, the first and second inputs of which are connected respectively to the digital output of the multi-band integrator 1 and the fifth output of control unit 5.
Многодиапазонный интегратор 1 (фиг.2) содержит источник 9 опорных напр жений, два компаратора 10 и 11,The multirange integrator 1 (FIG. 2) contains a source of 9 reference voltages, two comparators 10 and 11,
элемент ИЛИ 12 и управл емый интегратор 13, выход которого соединен с первыми входами компараторов 10 и 11, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам источника 9 опорных напр жений, а выходы - к входам элемента ИЛИ 12, выход которого соединен тактовым входом управл емого интегратора.the OR 12 element and the controlled integrator 13, the output of which is connected to the first inputs of comparators 10 and 11, the second inputs of which are connected to the corresponding outputs of the source 9 of the reference voltages, and the outputs to the inputs of the element OR 12, the output of which is connected to the clock input of the controlled integrator .
Блок 5 управлени (фиг.З) содержит источник 14 опорных напр жений, RS- триггер 15, два компаратора 16 и 17, управл емый интегратор 18, элемент ИЛИ-НЕ 19, ключ 20, одновибратор 21 и инвертор 22. Вход блока 5 управлени соединен с входом одновибратора 21, первым входом элемента 19, управл ющ1гм входом ключа 20 и R-BXO0Control unit 5 (FIG. 3) contains reference voltage source 14, RS trigger 15, two comparators 16 and 17, a controlled integrator 18, an OR-NOT 19 element, a key 20, a one-shot 21 and an inverter 22. The input of the control unit 5 connected to the input of the one-shot 21, the first input of the element 19, controlling the input of the key 20 and R-BXO0
5five
Ь B
00
5five
00
5five
динен с управл ющим входом управл емого интегратора 18, выход которого соедиЕсен с первыми входами компараторов 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с S-входом триггера 15 и тактовым входом управл емого интегратора 18, выход одновибратора соединен с входом сброса интегратора 18, входом инвертора 22 и вторым входом элемента ИПИ-НЕ 19, выход которого вл етс первым выходом блока 5 управлени , вторым, третьим, четвертым и п тым выходами которого вл ютс соответственно выходы одно- вибратора 21, триггера 15, компаратора 17 и инвертора 22.It is connected to the control input of the controlled integrator 18, the output of which is connected to the first inputs of the comparators 16 and 17, the outputs of which are connected respectively to the S input of the trigger 15 and the clock input of the controlled integrator 18, the output of the single vibrator is connected to the reset input of the integrator 18, the input of the inverter 22 and the second input of the IPI-HE element 19, the output of which is the first output of the control unit 5, the second, third, fourth and fifth outputs of which are respectively the outputs of the single vibrator 21, the trigger 15, the comparator 17 and the inverter 22
Управл емые интеграторы 13 и 18 содержат (фиг.2) резистор 23, операционный усилитель 24, конденсатор 25, ключ 26, блок 27 коммутируемых конденсаторов (28-1)-(28-п) и ключей (29-1)-(29-п), регистр 30 и элемент 31 задержки. Вход управл емого интегратора 13, 18 через резистор 23 соединен с входом операционного усилител 24, первыми выводами ключа 26, конденсатора 25 и блока 27 коммутируемых конденсаторов (28-1)-(28-п), вторые выводы конденсатора 25, ключа 26 и блока 27 коммутиру1.мых конденсаторов соединены с выходом операционного усилител 24 и выходом управл емых интеграторов 13 и 18, управл ющие входы которых соединены с управл ющим входом ключа 26 с параллельными входами регистра 30 и через элемент 31 задержки с управл юшим входом регистра 30, пход сброса и тактовый вход которого вл ютс соответствующими входами управл емых интеграторо 13 и 18.The controlled integrators 13 and 18 contain (Fig. 2) a resistor 23, an operational amplifier 24, a capacitor 25, a switch 26, a block 27 of switched capacitors (28-1) - (28-n) and switches (29-1) - (29 -n) register 30 and the element 31 delay. The input of the controlled integrator 13, 18 through a resistor 23 is connected to the input of the operational amplifier 24, the first terminals of the switch 26, the capacitor 25 and the block 27 of switched capacitors (28-1) - (28-p), the second terminals of the capacitor 25, the switch 26 and the unit 27 switching capacitors are connected to the output of the operational amplifier 24 and the output of controlled integrators 13 and 18, the control inputs of which are connected to the control input of the switch 26 with the parallel inputs of the register 30 and through the delay element 31 with the control input of the register 30, reset reset and clock input to expensive are the corresponding inputs of the controlled integrator 13 and 18.
Масштабирующий блок 4 (фиг.4) содержит последовательно соединенные дешифратор 32, регистр 33, блок 34 индикации, а также элемент 35 задержки и реверсивный счетчик 36, суммирующий и вычитающий входы которого вл ютс первым и вторым входами масштабирующего блока 4, а выход соединен с входом дешифратора 32, управл ющий вход масштабирующего блока 4 соединен с управл ющим входом регистра 33 и через элемент 35 задержки с управл ющим входом реверсивного счетчика 36.The scaling unit 4 (FIG. 4) comprises a serially connected decoder 32, a register 33, a display unit 34, as well as a delay element 35 and a reversible counter 36, the summing and subtracting inputs of which are the first and second inputs of the scaling unit 4, and the output connected to the input of the decoder 32, the control input of the scaling unit 4 is connected to the control input of the register 33 and through the delay element 35 to the control input of the reversible counter 36.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
На сигнальный вход 8 устройства подают исследуемый сигнал Vp, подлежащий усреднению, а на управл ющий вход 7 - управл ющий импульс, характеризующий своей длительностью врем усреднени Т исследуемого сигнала.The signal input Vp, which is to be averaged, is supplied to the signal input 8 of the device, and the control impulse characterizing the duration of the averaged signal T to be measured by the control input 7.
При поступлении управл ющего импульса на вход 7 устройства блок 5 управлени вырабатывает последовательно во времени сигналы управлени интегратором 1, генератором гиперболических имлульсов, блоком 3 выборки хранени , блоком 4 масштаба.When the control pulse arrives at the device input 7, the control unit 5 generates sequentially in time the control signals of the integrator 1, the generator of hyperbolic impulses, the storage sampling unit 3, and the scale unit 4.
В исходном состо нии на управл ющем входе 7 устройства установлено напр жение нулевого уровн (фиг.55). При этом на первом, третьем и п том выходах блока 5 управлени устанавливаетс напр жение уровн 1 (фиг.5в,г, к), а на втором и четвертом выходах блока 5 управлени - напр жение уровн О (фиг .55, 5) . На входе блока 5 управлени (фиг.З) установлено напр жение нулевого уровн , в результате чего, управл емый интегратор 18 находитс в состо нии сброса (фиг.З), так как напр жением уровн 1, поступающим на его управл ющий вход с выхода RS-триггера 15, замкну электронный ключ 26 (фиг.З) и взведе регистр 30, поэтому ключи (29-1)- (29-п) замкнуты. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 19 напр жение уровн 1 (фиг.76,г) поступает на первый выход блока 5 управлени (фиг.5 в,г). В результате этого напр жение на аналоговом выходе многодиапазонного интегратора 1 отсутствует (фиг.5е), так как замкнут электронный ключ 26 управл емого интегратора 13 (фиг.2) на37784In the initial state, the voltage of the zero level is set at the control input 7 of the device (Fig.55). At the same time, the first, third and fifth outputs of the control unit 5 are set to voltage level 1 (fig. 5c, g, k), and the second and fourth outputs of the control unit 5 are set to voltage level O (fig. 55, 5). At the input of the control unit 5 (FIG. 3), a zero level voltage is set, as a result, the controlled integrator 18 is in the reset state (FIG. 3), since the voltage level 1 arriving at its control input from the output RS-flip-flop 15, close the electronic key 26 (fig.Z) and cocked the register 30, so the keys (29-1) - (29-n) are closed. From the output of the OR-NOT 19 element, the voltage level 1 (Fig. 76, d) goes to the first output of the control unit 5 (Fig. 5, c, d). As a result, the voltage at the analog output of the multiband integrator 1 is missing (Figure 5e), since the electronic switch 26 of the controlled integrator 13 (Figure 2) is closed on 377784
4four
tf 4 Иtf 4 and
поступающим наcoming on
пр жением уровн 1 его управл ющий йхсд. Регистр 30 взведен, поэтому электронные ключи (29-1)-(29-п) замкнуты.By tacking level 1 of his control board. Register 30 is set, therefore electronic keys (29-1) - (29-n) are closed.
В момент времени t, на управл ющий вход 7 устройства подаетс управл ющий импульс напр жени уровн 1 (фиг.55), который запускает блок 5At time t, the control input 7 of the device is supplied with a control pulse of voltage level 1 (Fig. 55), which starts up block 5
,д управлени .d control
С приходом в момент Ц на вход блока 5 управлени управл ющего импульса напр жени уровн Г (фиг.7( ) уровень напр жени на выходе элемен 5 та ИЛИ-НЕ 19 (фиг.З) мен етс на противоположный , (фиг.77,j), размыка тем самым электронный ключ 26 управл емого интегратора 13, на выходе RS-триггера 15 также устанавливаетс With arrival at time C to the input of control voltage control unit 5 voltage level G (Fig. 7 (), the voltage level at the output of the element 5 and OR-NO 19 (Fig. 3) changes to the opposite, (Fig. 77, j), thereby opening the electronic key 26 of the controlled integrator 13, the output of the RS flip-flop 15 is also set
20 нулевой уровень напр жени , размыка ключ 26 управл емого интегратора 18. Таким образом снимаютс услови сброса управл емых интеграторов 13 и 18. Напр жение на входе управлени за25 писью регистра 30 удерживаетс на20 zero voltage level, open key 26 of the controlled integrator 18. Thus, the conditions of resetting of the controlled integrators 13 and 18 are removed.
уровне 1 в течение времени задержки элемента 31 задержки (фиг.б), достаточного дл занесени нулевого кода с параллельных входов на выходы ре3Q гистра 30. При этом электронные ключи (29-1)-(29-п) размыкаютс . Поэтому с момента t подачи управл ющего импульса на управл ющий вход 7 устройства , напр жение U;, на выходе опера5level 1 during the delay time of the delay element 31 (fig. b) sufficient to transfer the zero code from the parallel inputs to the pe3 outputs of the gist 30. At the same time, the electronic switches (29-1) - (29-n) open. Therefore, from the moment t of supplying the control pulse to the control input 7 of the device, the voltage U;
5five
00
5five
ционного усилител 24 многодиапазонного интегратора гласноmulti-band integrator 24
00
1 измен етс со4t )1 varies so4t)
;2У ; 2Y
где М, 5where m is 5
Vgdt M,S V dt,(l) t, о Vgdt M, S V dt, (l) t, o
-- масштаб представ лени выходного напр жени многодиапазонного интегратора 1 в первом диапазоне масштабировани его выходного напр жени i величина сопротивлени врем задающе- го резистора 23;—scale of the output voltage of the multirange integrator 1 in the first scaling range of its output voltage i; resistance value; time of the setting resistor 23;
Cjj. - величина емкости конденсатора 25 Vg - напр жение входногоCjj - capacitor capacitance value 25 Vg - input voltage
сигнала.signal.
При достижении напр жением U(,, уровн опорных напр жений, поступающих на вторые входы компараторов 10 и П, в момент t, срабатывает (в заСа ,висимости от пол рности напр жени U(,,) соответствующий компаратор. Так, при положительной пол рности U,, срабатывает компаратор 10, а при отрицательной - компаратор 11. При этомWhen the voltage U reaches (, the level of the reference voltages arriving at the second inputs of the comparators 10 and P, at the time t, it triggers (depending on the polarity of the voltage U (,,) the corresponding comparator. So, with a positive floor Ratio U ,, triggered comparator 10, and with a negative - comparator 11. In this
,,
„, V „, V
Vgdt.Vgdt.
(2)(2)
Сигнал с выхода соответствующего компаратора (фиг.5, момент t,,) через элемент ИЛИ 12 поступает на тактовый вход регистра 30 и на цифровой выход многодиапазонного интегратора 1. При этом, на первом выходе регистра 30 в момент t формируетс напр жение уровн 1 (фиг.6 8, момент t2),TaK как на последовательном входе регист- ра 30 установлено напр жение уровн 1 электронный ключ 29-1 замыкаетс , подключа конденсатор 28-1 параллельно конденсатору 25, выходное напр жение операционного усилител 24 уменьшаетс скачком до величиныThe signal from the output of the corresponding comparator (Fig. 5, time t ,,) through the OR element 12 enters the clock input of the register 30 and the digital output of the multi-band integrator 1. At the same time, at the first output of the register 30, at time t, level 1 voltage is formed ( Fig.6.8, time t2), TaK as at the serial input of register 30 is set the voltage level 1 electronic switch 29-1 closes, connecting the capacitor 28-1 parallel to the capacitor 25, the output voltage of the operational amplifier 24 decreases abruptly to
иand
(2)(2)
где U;where u is;
U U
г«-1)g "-1)
иand
onon
напр жени на выходе операционного усилител 24 в момент времени ком- парировани t,, the voltage at the output of the operational amplifier 24 at the time of the assembly t ,,
чh
tj ; tj;
величина емкости конденсатора 28-1 напр жени соответственно на плю- совом и минусовом выходах источника 9 опорных напр жений .the capacitance value of the capacitor 28-1 voltage, respectively, at the plus and minus outputs of the source 9 of the reference voltage.
В результате этого в момент t, t,, (начала второго диапазона масштабировани выходной величины многодиапазонного интегратора 1) измен етс масштаб представлени результи- руюш,его напр жени на выходе операци- онного усилител 24As a result, at the time t, t ,, (the beginning of the second scaling range of the output value of the multi-band integrator 1) the scale of the result representation changes, its voltage at the output of the operational amplifier 24
ттредставлени выходного наthe output of the weekend on
пр жени многодиапазонного интегратора 1 во втором диапазоне масштабировани его выходного напр жени . Дл любого i-ro диапазона масштабировани выходной величины многоди- апаз онного интегратора 1 выходное напр жение операционного усилител 24 с момента t. начала i-ro диапазона представл етс в видеa multi-band integrator 1 in the second scaling range of its output voltage. For any i-ro range, the scaling of the output value of the multi-dip integrator 1 is the output voltage of the operational amplifier 24 from the moment t. The beginning of the i-ro range is represented as
1one
1515
20 20
(5)(five)
- мас - mas
штаб представлени выходного напр жени многодиапазонного интегратора 1 в i-м диапазоне масштабировани его выходного напр жени .The headquarters of the output voltage of the multiband integrator 1 in the ith range is the scaling of its output voltage.
Кратность Ь. i-ro диапазона масштабировани выходного напр жени интегратора 1 может быть выражена через отношение его выходных напр жений U(i) и U(,-..,, соответственно в i-м и (i-l)-M диапазонах, какThe multiplicity b. The i-th range of scaling the output voltage of the integrator 1 can be expressed through the ratio of its output voltages U (i) and U (, - .. ,, respectively in the i-th and (i-l) -M ranges, as
лиwhether
Ь, B
Ь, B
,Уш.Ush.
(i -ii(i -ii
м,m,
мm
(6)(6)
(7)(7)
((-11((-eleven
При этом масштабы М. представлени выходных напр жений интегратора 1 в i-x диапазонах масштабировани его выходного напр жени могут быть выражены через масштаб М, представлени выходного напр жени интегратора в первом диапазоне согласноAt the same time, the scales of M. The representation of the output voltages of the integrator 1 in the i-x ranges of scaling its output voltage can be expressed in terms of the scale M, the representations of the output voltage of the integrator in the first range according to
М. МM. M
Г R
6 16 1
(8)(eight)
45 50 45 50
5555
В частности, при равенстве всех коэффициентов Ь Ь i . Ь.In particular, with the equality of all coefficients b b b i. B.
Ь B
ti + i)ti + i)
(т.е. при равенстве(i.e. with equality
кратностей всех диапазонов масштабировани выходного напр жени интегратора 1)the multiplicity of all the scaling ranges of the output voltage of the integrator 1)
М, . (9) В течение действи на управл ющем входе 7 устройства управл ющего импульса , характеризующего своей длительностью врем усреднени Т исследуемого сигнала, блок 5 управлени устройства формирует на своем выходеM (9) During the operation at the control input 7 of the control pulse device, characterizing by its duration, the averaging time T of the signal under investigation, the device control block 5 forms at its output
в соответствующие моменты времени сигналы меток времени, характеризующие границы заранее заданных временных интервалов, на которые блоком 5 квантуетс по времени управл ющий импульс , т.е. последний с момента t начала своего действи разбиваетс блоком 5 на диапазоны квантовани по времени.at the corresponding points in time, timestamp signals characterizing the boundaries of predetermined time intervals for which the control pulse quantizes by time 5, i.e. the latter, since the moment t of its beginning of its operation, is divided by block 5 into time slicing ranges.
Границам окончани этих последовательно расположенных во времени диапазонов квантовани соответствуют моменты времени, соответственно t-,The boundaries of the end of these sequentially arranged quantization ranges in time correspond to the instants of time, respectively, t-,
-Кв2 КВЗ KBj (j4i) -Q2 KVZ KBj (j4i)
отсчитанные от момента t и определ ющие моменты по влени соответствующих сигналов меток времени на четвертом выходе блока,5, с которого они поступают на второй вход (см. фиг.1) масштабирующего блока 4.counted from the time t and determining the occurrence of the corresponding time stamp signals on the fourth output of the block, 5, from which they arrive at the second input (see Fig. 1) of the scaling block 4.
Если кратность а j-ro диапазона квантовани времени усреднени Т выразить через отношение его границ.If the multiplicity a of the j-ro range of quantization of averaging time T is expressed through the ratio of its boundaries.
определенных моментами tcertain moments t
KB 1KB 1
согласноaccording to
KB (j- 1)KB (j- 1)
Э :E:
IJiL.Ijil.
(10)(ten)
J J
окончани graduation
t KJ (j.,1t KJ (j., 1
то моменты времени tthen times t
j-x диапазонов квантовани , отсчитанные от момента t, начала действи управл ющего импульса, могут быть выражены через нижнюю границу t первого диапазона квантовани согласноThe j-x quantization ranges, counted from the moment t, the onset of the control pulse, can be expressed in terms of the lower limit t of the first quantization range according to
С WITH
KB рKB p
П ..P ..
где twhere t
К60K60
- момент времени, отсчитанный от момента t .is the moment of time counted from the moment t.
1one
В частности, при равенстве всех коэффициентов а а а . . . а, (т.е. при квантовании управл ющего импульса на кратные временные интервалы)In particular, with the equality of all coefficients and a and a. . . a, (i.e., when quantizing a control pulse at multiple time intervals)
t ,6j t .о- (12)t, 6j t .- (12)
Формирование импульсов меток времени производитс следующим образом.The formation of pulses of time stamps is performed as follows.
С момента t прихода управл ющего импульса с входа блока 5 управлени на управл ющий вход двухпозиционного ключа 20 последний переключаетс в состо ние, при котором его выход скоммутирован с его первым информационным ВХОДОМ-,From the moment t of the arrival of the control pulse from the input of the control unit 5 to the control input of the on-off key 20, the latter switches to the state in which its output is connected to its first information INPUT-,
При этом плюсовый выход источника 14 опорных напр жений блока 5 управлени (фиг.З) подключаетс к аналоговому входу управл емого интегратораIn this case, the positive output of the source 14 of the reference voltages of the control unit 5 (Fig. 3) is connected to the analog input of the controlled integrator
(фиг,2), в результате чего напр жение Wj,, на выходе операционного усилител 24 управл емого интегратора 18 дл первого диапазона квантовани времени усреднени (квантовани по времени импульса управлени ) измен етс согласно(FIG. 2), as a result of which the voltage Wj, at the output of the operational amplifier 24 of the controlled integrator 18 for the first range of averaging time (time-slicing of the control pulse) varies according to
10ten
, ,
15 15
2020
4040
WW
1one
t/t /
(1)(one)
4545
25 25
RR
где N. where N.
2323
1one
u;,dt N, u;t,(i3)u;, dt N, u; t, (i3)
2F 2F
RR
иand
2525
масштаб представлени выходного напр жени управл емого интегратора 18 в первом диапазоне квантовани времени усреднени jscale of representation of the output voltage of the controlled integrator 18 in the first range of averaging time averaging j
, - величина напр жени на плюс овом выходе источника 14 опорных напр жений блока 5 управлени ., is the magnitude of the voltage at the plus output of the source 14 of the reference voltages of the control unit 5.
При достижении напр жением W,, уровн опорного напр жени , поступающего на второй вход компаратора 17 (фиг . 7 э), последний в момент t. срабатывает . Сигнал с выхода компаратора 17 поступает через четвертый выход блока 5 управлени на второй вход масштабирующего блока 4, а также на тактовый вход регистра 30 управл е- 35 мого интегратора 18 (фиг.5, момент t,).When the voltage W ,, reaches the level of the reference voltage supplied to the second input of the comparator 17 (Fig. 7 Oe), the latter is at the moment t. it works. The signal from the output of the comparator 17 is fed through the fourth output of the control unit 5 to the second input of the scaling unit 4, as well as to the clock input of the register 30 of the controllable integrator 18 (figure 5, time t,).
При этом на первом выходе регистраIn this case, the first register output
30 (фиг.З) в момент t формируетс 30 (FIG. 3) at time t is formed
II II I «II II I "
30thirty
напр жение уровн level voltage
электронныйelectronic
ключ 29-1 замыкаетс , подключа конденсатор 28-1 параллельно конденсатору 25, выходное напр жение операционного усилител 24 уменьшаетс скачком до величиныthe switch 29-1 is closed by connecting the capacitor 28-1 in parallel to the capacitor 25, the output voltage of the operational amplifier 24 is reduced abruptly to
WW
(14}(14}
26 26
ClCl
сwith
W.W.
(1в-1)(1c-1)
(14)(14)
t i,t i,
где W I U pi, - значение на- пр жени на выходеwhere W I U pi, is the output voltage value
операционного усилител 24 в момент времени tj .operational amplifier 24 at time tj.
В результате этого в момент t, начала второго диапазона квантовани времени усреднени измен етс масштаб представлени результир пошего напр жени на выходе операционного усилител 24As a result, at the time t, the beginning of the second averaging time quantization range, the scale of representation of the resultant voltage is changed at the output of the operational amplifier 24
(15) Ь(15) b
представлени выходного напр жени управл емого интегратора 18 во втором диапазоне квантовани времени усреднени .representing the output voltage of the controlled integrator 18 in the second range of averaging time quantization.
Дл любого j-ro диапазона квантовани времени ycpej:jne nin выходное напр жение операционного усилит ол 24 с момент; t пачалл j-ro д.иллп оил представл етс в For any j-ro time-quantization range ycpej: jne nin, the output voltage of the operating amplifier will increase to 24 seconds; t patchall j-ro d.ilp oil is represented in
t/tt / t
- dt - dt
(16)(sixteen)
N N
гдеWhere
штао представлени выходного напр жени управл емого интегратора 18 в j-м Juiana- зоне квантовани времени усре;и ени , который при условии равенства величин кратностей всех диапазонов кватгговани выражетс какThe presentation of the output voltage of the controlled integrator 18 in the j-th Juiana time-quantization zone and that, given the equality of the multiplicity values of all the quantizing ranges, is expressed as
N N
(17)(17)
По окончании действи управл ющего импульса на входе блока 5 управлени спадом управл ющего импульса (фиг.7а, момент td) запускаетс одно вибратор 21 (фиг.З), на выходе которого с момента t формируетс импуль напр жени уровн 1 (фиг.7 б) длительностью поступающий на управл ющий вход генератора гиперболических импульсов, а также через инвертор 22 на управл ющий вход ключа 6, При этом ключ 6 раз№,1каетс и па выходе многодиапазонного интегратора 1 сохран етс посто нное значение напр жение, которое к концу действи импульса одновибратора 21 запоминаетс в генераторе гиперболических импульсов .Upon termination of the control pulse, at the input of the control block 5 of the control pulse decay (fig. 7a, moment td) one vibrator 21 (fig. 3) is started, at the output of which, from time t, a level 1 voltage pulse is generated (fig.7 b a) the duration of the hyperbolic pulse generator input to the control input, as well as through the inverter 22 to the control input of the key 6, while the key 6 times the number 1, and the voltage of the multi-band integrator 1 is kept at the output one-shot 21 per Commemorated in the generator of hyperbolic impulses.
По окончании импульса в момент t, (фиг.5с() генератор гиперболическихAt the end of the pulse at time t, (Fig. 5c (), the generator is hyperbolic
импульсов переходит в режим формировани ма споем выходе напр жени , из- мен ющегос по такомуimpulses goes into a mode of formation by singing a voltage output that changes according to such
(18)(18)
....
+ ) +)
г де Z - коэффициент, определ емый параметрами элементов гиперболического преобразовател V - текуи;ее врем , отсчитываемое от момента t окончани действи импульса на управл ющем входе генератора 2j ) - константа, определ ема свойствами генератора 2 гиперболических импульсов. В то же врем с момента tj ллек- гро1И1ые ключи (29-1) - (29-п) размы- каю гс , ) .(-(уль гате чего масштаб ин- 7егри;1ораип управл емого интегратора 18 стаиолчпс равным масштабу N (так ;сак к операционному усилителю 2Д остаетс подключенным только кон- ленс атор 25) .Tde Z is the coefficient determined by the parameters of the elements of a hyperbolic V converter - flowing; its time, counted from the moment t of the end of the pulse at the control input of the generator 2j) is a constant determined by the properties of the generator 2 of hyperbolic pulses. At the same time, from the moment tj, the keys (29-1) - (29-n) open the rc,). (- (ultrute which the scale is 7gr; the roorap controlled integrator 18 staiolchps equal to the scale N ( so; Sak to the operational amplifier 2D remains connected only to the terminal 25).
Кроме T .iro, с MOMOTiTa t окончани упраил (Пг,|.м о импу.;П)Сл нл управл ющем вхолл ключа 2( i последний переключаетс во ij iC poe состо }П1е, при котором его выход ск(1ммутирован с его вторым илформаи,И1 1ЛИ1.1м входом (фиг.З).In addition to the T .iro, with the MOMOTiTa t ending control (Pg, | ... m about impu.; P) Sl of the control key of the key 2 (i the last switches to ij iC poe state} P1e, at which its output ck (1 is mutated from its the second ilformai, I1 1LI.1.1m entrance (fig.Z).
При TTvOM аналоговый вход управл емого плтег11атора 18 подключаетс к милусон 1у тчлходу источника 14 опорных паприжелий, в результате чего на- лр же1П1е W -( , ла выходе операционного усилит(л 24 блока мс л етс с момел га t по заколуAt TTvOM, the analog input of the controllable pltegator 18 is connected to a miluson 1 on the input source 14 of the reference paprii, resulting in a booster W - (, the output of the operating amplifier will increase (l 24 blocks ms from the time t on the pin
5 (фиг.З) .)5 (fig.Z).)
W ,W,
где и where and
W, , W,,
П P
-;U, -; U,
1one
+ N. - ( b-Jdt,+ N. - (b-Jdt,
. (19) величина напр жени на минусовом выходе источника 14 опор- Н1:1х напр жений, безразмерный коэффициент .. (19) the magnitude of the voltage at the negative output of the source of 14 support-H1: 1x voltages, the dimensionless coefficient.
00
При достижоь ии лалр жеии - М W, нулевого лотепдиала (()ИГ .7с, момент t-ч.) , устанон.леишчч) кс)мларатора 16 (фи момент L-r (. iJatiaTbntл dWhen you reach the level of lrrge - M W, zero lottepdial (() IG .7s, time t-h.), Uston.leishchch) ks) of the translator 16 (fi moment L-r (. IJatiaTbntl d
сигнал HocTviiaei паsignal hoctviiaei pa
л;, ьтсром входе 3.) , 1и следни1 в т, и его выходной S-вход RS-тригl ;, the input input 3.), 1 and next 1 to t, and its output S-input RS-trig
гера 15 (фиг.З). В результате на выходе последнего с моме)1та t,. формируетс })апр жьнп( уровн 1 Гфиг . 7 ) , поступающее па третий выход блока 5 управлени (фпт .З О .Hera 15 (fig.Z). As a result, at the output of the last one since) 1ta t ,. is formed}) apr zhnp (level 1 gfg. 7), arriving at the third output of control block 5 (ft. 3 o.
Временной интервал t.-t , опреде oiTime interval t.-t, defined oi
л етс из услови достижени выходным напр жением W , операционного усилител нулевого потенциала в момент времени t редел етс выражением 7From the condition of reaching the output voltage W, the operational amplifier of zero potential at the moment of time t is defined by the expression 7
ющий блок 4 вычисл ет и отображаетunit 4 calculates and displays
которое опWwhich is opW
масштаб Mpf, представлени выходной аналоговой величины, пропорциональной среднему значе})ию исследуемого сигнала за врем усреднени Т.Mpf scale, representation of the output analog value, proportional to the average value}) y of the signal under study during averaging time T.
Величина масштаба регистрируетс в момент t окончани управл ю1 ч1 I ( t)The magnitude of the scale is recorded at the moment t of the termination of the control.
+ N j (-/iUpn)dt 0. (20) щего импульса (времени усреднени Т).+ N j (- / iUpn) dt 0. (20) of the common impulse (averaging time T).
При равенстве всех коэффициентовIf all coefficients are equal
Из уравнени (20) получимFrom equation (20) we get
t t Т 1 /B-N/t t T 1 / B-N /
10ten
(21)(21)
квантовани выражение дл масштаба Mppj примет видquantizing the expression for the scale Mppj takes the form
Мррз F-bMrrz F-b
(h-l)(h-l)
(29)(29)
После выбора значени /з After selecting the value / s
iaf. iaf
выражение (21) приводитс к видуexpression (21) leads to
4- с 4- s
ЧадChad
Т.T.
1 (п-1)1 (p-1)
Спуст временной интервалAfter the time interval
окончани действи управл ющего импульса на входе блока 5 управлени последний в момент времениthe expiration of the control pulse at the input of the control unit 5 at the moment of time
.(23). (23)
формирует на третьем выходе импульс (напр жение уровн 1) управлени блоком 3 выборки-хранени дл съема информации, поступившей на его вход с выхода генератора 2 в виде напр жени 21 t съема блоком 4 информации о масштабе М jj представлени выходного результирующего напр жени .generates at the third output a pulse (voltage level 1) of control of sampling-storage unit 3 for retrieving information received at its input from the output of generator 2 in the form of pick-up voltage 21 t by block 4 of information on the scale M jj of the output resultant voltage.
При этом выходное результирующее напр жение V(,j, пропорционально среднему значению исследуемого сигнала с масштабом М рр, его представлени At the same time, the output resultant voltage V (, j, is proportional to the average value of the signal under investigation with a scale M pp, its representation
МM
ppjppj
F F
(30)(thirty)
Здесь m и п - количество импульсов , поступивших за врем действи управл ющего импульса на первый иHere, m and n are the number of pulses that arrived during the action of the control pulse on the first and
25 второй входы масштабирующего блока 4 соответственно с второго выхода многодиапазонного интегратора 1 и с четвертого выхода блока управлени . Эти импульсы поступают соответственно на25, the second inputs of the scaling unit 4, respectively, from the second output of the multi-band integrator 1 and from the fourth output of the control unit. These pulses are received respectively on
30 вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 36. В исходном состо нии счетчик 36 сброшен.30 subtracting and summing inputs of the reversible counter 36. In the initial state, counter 36 is reset.
С момента времени t счетчик 36 увеличивает выходные коды, начина сFrom time t, counter 36 increases the output codes, starting with
,. нулевого, на единицу после каждого импульса, приход щего на его пр мой счетный вход в моменты t,, и t и, zero, per unit after each pulse arriving at its direct counting input at times t ,, and t and
:и:and
- 2- 2
У(Р1) I I (P1) I
Т.Д. (фиг.5) с цифрового выхода многодиапазонного интегратора 1, что (24) 40 равносильно повышению масштаба выходной величины на единицу масштаба с где - значение текущего времени каждым приход щим импульсом (фиг.5л, работы гиперболического моменты tj, t). Счетчик 36 уменьшает преобразовател 2 в момент выходные коды после каждого импульса, t., отсчитанное относитель- приход щего на его реверсивный счетно момента t мое какT.D. (Fig. 5) from the digital output of the multiband integrator 1, which (24) 40 is equivalent to increasing the scale of the output value per unit of scale with where is the value of the current time with each incoming pulse (fig.5l, the hyperbolic moments tj, t). Counter 36 reduces the transducer 2 at the time the output codes after each pulse, t., The counted relative to the time that it arrives at its reversible countable moment t, is as
и определ еный вход с четвертого выхода блока 5 управлени (фиг.З,, момент t), что равносильно уменьшению масштаба выходной величины на единицу масштаба (фиг.5/м, момент tj).and a certain input from the fourth output of the control unit 5 (FIG. 3, time t), which is equivalent to decreasing the scale of the output value per unit of scale (figure 5 / m, time tj).
Г R
Если прин тьIf accept
задbum
-зад- back
l l
и (т)and (t)
(Ч,(H,
Z М Z M
ргз ср rgs wed
где Мwhere is m
Z М,Z M,
E.±L J; lE. ± L J; l
р ЗС-А Блок 3 выборки-хранени фиксирует и отображает информацию, поступающую на его аналоговый вход, а масштабиру (28) P ЗС-А Sampling-storage unit 3 captures and displays information received at its analog input, and scales it (28)
133778412133778412
ющий блок 4 вычисл ет и отображаетunit 4 calculates and displays
масштаб Mpf, представлени выходной аналоговой величины, пропорциональной среднему значе})ию исследуемого сигнала за врем усреднени Т.Mpf scale, representation of the output analog value, proportional to the average value}) y of the signal under study during averaging time T.
Величина масштаба регистрируетс в момент t окончани управл ющего импульса (времени усреднени Т).The magnitude of the scale is recorded at the moment t of the end of the control pulse (averaging time T).
10ten
(21)(21)
квантовани выражение дл масштаба Mppj примет видquantizing the expression for the scale Mppj takes the form
Мррз F-bMrrz F-b
(h-l)(h-l)
(29)(29)
„ Z-M,- tKBo„Z-M, - tKBo
где F константа.where F is a constant.
(22)(22)
При а г- величина Mpej опредеWhen a g - the value Mpej defined
20 л етс как20 goes like
МM
ppjppj
F F
(n-m)(nm)
(30)(thirty)
Здесь m и п - количество импульсов , поступивших за врем действи управл ющего импульса на первый иHere, m and n are the number of pulses that arrived during the action of the control pulse on the first and
второй входы масштабирующего блока 4 соответственно с второго выхода многодиапазонного интегратора 1 и с четвертого выхода блока управлени . Эти импульсы поступают соответственно наthe second inputs of the scaling unit 4, respectively, from the second output of the multi-band integrator 1 and from the fourth output of the control unit. These pulses are received respectively on
вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 36. В исходном состо нии счетчик 36 сброшен.the subtracting and summing inputs of the reversible counter 36. In the initial state, the counter 36 is reset.
С момента времени t счетчик 36 увеличивает выходные коды, начина сFrom time t, counter 36 increases the output codes, starting with
нулевого, на единицу после каждого импульса, приход щего на его пр мой счетный вход в моменты t,, и t иzero, per unit after each pulse arriving at its direct counting input at times t ,, and t and
Т.Д. (фиг.5) с цифрового выхода многодиапазонного интегратора 1, что равносильно повышению масштаба выходной величины на единицу масштаба с каждым приход щим импульсом (фиг.5л, моменты tj, t). Счетчик 36 уменьшает выходные коды после каждого импульса, приход щего на его реверсивный счет ный вход с четвертого выхода блока 5 управлени (фиг.З,, момент t), что равносильно уменьшению масштаба выходной величины на единицу масштаба (фиг.5/м, момент tj).T.D. (Fig. 5) from the digital output of the multiband integrator 1, which is equivalent to increasing the scale of the output value per unit scale with each incoming pulse (Fig. 5l, moments tj, t). Counter 36 reduces the output codes after each pulse arriving at its reversible counting input from the fourth output of control unit 5 (FIG. 3, time t), which is equivalent to decreasing the output value per unit scale (FIG. 5 / m, time tj).
С выхода дешифратора 32 коды счетчика , преобразованные в вид, удобный дл индикации, запоминаютс в регистре 33 пам ти по переднему фронту им- R пульса, поступившего в момент t на тактовый вход регистра 33 с третьего выхода блока 5 управлени (фиг.1), и индицируютс цифровым блоком 34 индикации масштаба.From the output of the decoder 32, the counter codes converted into a form convenient for indication are stored in memory register 33 on the leading edge of the R-pulse received at time t at the clock input of register 33 from the third output of control unit 5 (Fig. 1), and are indicated by the digital display unit 34 of the scale.
0 0
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853973072A SU1337784A1 (en) | 1985-11-04 | 1985-11-04 | Device for measuring mean values of transient signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853973072A SU1337784A1 (en) | 1985-11-04 | 1985-11-04 | Device for measuring mean values of transient signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1337784A1 true SU1337784A1 (en) | 1987-09-15 |
Family
ID=21203976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853973072A SU1337784A1 (en) | 1985-11-04 | 1985-11-04 | Device for measuring mean values of transient signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1337784A1 (en) |
-
1985
- 1985-11-04 SU SU853973072A patent/SU1337784A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по нелинейным схемам/ /Под ред. Д.Шейнгольда. М.: Мир, 1977, с. 116, 117. Авторское свидетельство СССР № 1073706, кл. G 01 R 19/00, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5294889A (en) | Battery operated capacitance measurement circuit | |
JP3078843B2 (en) | Low power magnetometer circuit | |
JPS6166971A (en) | Method and circuit for measuring resistance of temperature detector and digitizing it | |
US4258315A (en) | Inductance meter | |
SU1337784A1 (en) | Device for measuring mean values of transient signals | |
US4881072A (en) | Device for remote metering | |
US4151464A (en) | Integrating voltage to frequency converter and memory decoder | |
SU1661653A1 (en) | Meter | |
SU1191892A1 (en) | Voltage calibrator | |
SU1698825A1 (en) | Voltmeter inner resistance tester | |
SU890268A1 (en) | Device for measuring resistance | |
SU1636801A1 (en) | Pulse duration measurer | |
SU1580283A1 (en) | Digital ohmmeter | |
SU757994A1 (en) | Device for measuring parameters of single shock pulses | |
SU1002991A1 (en) | Device for checking radioelectronic circuit threshold levels | |
SU1553922A1 (en) | Digital converter of electric capacitance | |
SU1174875A1 (en) | Meter of gain factor of voltage divider | |
SU1442948A1 (en) | Device for monitoring insulation resistance | |
SU1583859A1 (en) | Integrator with averaging of signals | |
SU555469A1 (en) | Battery Capacity Monitor | |
SU1732299A1 (en) | Device for testing resistance of oxide-semiconductor nonlinear resistors to pulsed attacks | |
SU1571436A1 (en) | Method of measuring mechanical values | |
SU481130A1 (en) | Device for converting signals from resistive sensors into a digital code | |
SU898330A1 (en) | Digital meter of single electric pulse parameters | |
SU1446574A1 (en) | Apparatus for measuring the amplitude of pulsed signal |