SU1624346A1 - Анализатор амплитудно-временных параметров случайных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах амплитудно-временного анализа случайных пм .-олоь ч . А обработки в цифровых вычис -ительчых машинах Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства и надежности работы - достигаетс  введением аналогового коммутатора 3. дналого-ц С Гтвоге полэб- разовател  А, дополни ельчо.о ri f , ч,-ка 5, дополнительного запоминэю. ег , ILHVT- ва 6, компаратора 7, блонэ 8 , п v, ,- ,пл, видеоконтрольного устройства Л устройство такж содержит брок 1 визуал тг JHH регистрируемого сигнала, фотодиодную матрицу 2, гг.нйрг. оч п гакт:.°1 :/1мгчг1ьСОВ , ДОЛОЛЫ-. l . и , . т и ЧОВНОЙ счетчик 11, ци6; жалсгогд-п п ео р зова- тель 12, Бидеою г,ю./,ьно устройство 13, входную шину 14, шину 15 Пуск выходную шину 16. 1 ил. ел

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах амплитудно-временного анализа случайных сигналов и их обработки в цифровых вычислительных машинах

Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства и надежности его работы.

Цель достигаетс  за счет использовани  адаптивной компенсации шумов фатоэлект- ронного датчика сигналов.

На чертеже представлена структурна  схема анализатора.

Анализатор содержит блок 1 визуализации регистрируемого сигнала, фотодиодную матрицу 2, аналоговый коммутатор (АК) 3, АЦП 4, дополнительное и основное запоминающее устройства (ЗУ) 5 и 6, компаратор 7, блок 8 управлени , генератор 9 тактовых импульсов, дополнительный и основной

счетчики 10 и 11, ЦАП 120 г..деооитроль- ное устройство (ВКУ) 13, влсднуы шину 14 анализатора, шичу 13 ГКск и выходную шину 16.

Блок 1 визуализации с у,ит ,д ч преобразовани  зходнс О c naiiii : огли оский и содержит широкополосную П Г сез запоминани  Это позвол ет отражать на экране ЭЛТ анализируемый сигнал в увеличенном масштабе

Фотодиодна  матрица 2 представл ет собой многоэлементный матричный (кооо- динатный) датчик оптическот из-уче м-ч .1 служит дл  преобразовани  Ьчрг ,: -ti того сигнала с выхода оптичегксг- i:.: стчтс- ра в электрический эквивалент АК 3 осуществл ет коммутацию Вв1ходных сигналов фотодиодной матрицы 2 на вход АЦП 4, который кодирует последовательность электрических импульсов. р Д -таьлчющих соО

ю

со

- о

бой информацию элементарных  чеек фотодиодной матрицы 2. ЗУ 5 необходимо дл  хранени  информации о геометрической неоднородности значений электрофизических параметров (темновой фон) фотодиодных  чеек датчика 2. а ЗУ 6 служит дл  хранени  цифрового образа изображени  формы сигнала. Генератор 9 формирует тактирующие импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 10, последовательно соединенного со счетчиком 11. Данные сиетчики необходимы дл  фоомировани  диаграммы работы анализатора. ЦАП 12 в момент регистрации сигнала осуществл в: восстановление информации темнового фена, поступающей с выхода ЗУ 5, в послп довательность аналоговых сигналов, поступающих на вход компаратора 7, а после оегистрации формы сигнала и записи его цифрового образа в ЗУ 6 осуществл ет восстановление данного сигнала в аналоговую форму дл  последующего наблюдени  его на ВКУ 13. Компаратор 7 в момент вывода информации формы сигнала осуществл ет сравнение действующего значени  информации очередной  чейки и значени  фона данной  чейки. При превышении действующего значени  над фоновым компаратор фоомирует импульс, который осуществл ет запись позиционного кода в ЗУ 6.

Анализатор работает следующим образом .

В момент отсутстви  входною сигнала при поступлении сигнала Пуск на шине 15 ЗУ В ноходитс  в режиме записи ичформз- ции. Сери  импульсов тактового генератора 9 поступает на вход дополнительного счетчика 10, информационные выходы которого управл ют работой АК 3 и ЗУ 5. АК осуществл ет последовательную коммутацию информационных выходов датчика на вход АЦП 4. По окончании опроса элементов первого столбца фотодиодной матрицы 2 импульс переполнени  счетчика 1C поступает на счетный вход счетчика 11, который управл ет работой датчика 2, т.е. осуществл ет вывод на его информационные выходы значений фотодиодных элементов B lOporo столбца и т.д. АЦП 4 кодирует поступающие на его входы значени , и информаци  о состо нии каждой  чейки поочередно поступает на информационные входы ЗУ 5. Опрос элементов фотодиодной марицы 2 и перебор адресов ЗУ 5 синхронизированы между собой, поэтому значение информации  чейки с номером 1 поступает в ЗУ 5 с адресом 1 и т.д, Таким образом в ЗУ 5 формируетс  цифровой образ геометрической неоднородности значений электрофизических параметров  чеек фотодиодной матрицы 2.

Процесс вывода информации фотодиодной мэтрчцы 2 ее кодирование и запись а ЗУ 5 осуществл етс  посто нно до момента по влени  входного си;и 1ла, чю позвол ет

отслеживать возможный изменени  темно- РОЮ фона фотодиодной матрицы 2 в зависимости от темпьратурных флуктуации внешней среды. В дачном режиме состо ние ЗУ 6, ЦАП 12 и компаратора 7 не вли ет

0 на работу анализатора. При по влении нл шине 14 анализируемого сигнала происхо- дит блокировка рзбогы генератора 9 и устаноыка счетчиков 10, 1 i с исходное положение , ЗУ 5 устанавливаемс  в режим выво5 да информации, а ЗУ 6 - в режим записи. Последов,: гельность информационных сигналов фотодиодной матрицы с выхода АК 3 поступает из первый вход компаратора 7. Синхронно с перебором элементов фотоди0 одной матрицы 2 осуществл етс  вывод ин- фоомгпцш темнового фона из ЗУ 5, восстановление данной информации ЦАП 12 в последовательность аналоговых сигналов л поступление ее на второй вход компа5 рэтора 7. Таким обртзом на входы компар тора 7 поступает дейстувующее значение состо ни  очередной  чейки фото- циодной матрицы 2 v. значение состо ни  данной  чейки в момент отсутстви  регист0 рирующего светового импульса. При наличии на какой-либо  чейке фотодиодной матрицы информации,вызвачпсй вли нием оптического сигнала, компаратор 7 устанавливаетс  а единичное состо ние.

5 Счетчик 11 на период вывода информации первого столбца датчика устанавливает на адресных шинах ЗУ 6 код единицы, на период вывод информации второго столбца - код двойки и т.д. На информационные вхо0 ды ЗУ С по мере опроса  чеек фотодиоднок матрицы счетчиком 10 выставл етс  код по- и дкоаого номера отс.рыюго канала АК 3. а значит и опрашиваемый  чейки а столбце. Запись осуществл етс  в момент срабаты5 зани  компаратора 7 в единичное состо ние . Если засвеченными оказались несколько р дом сто щих элементов очередного стопбца фотодподной матрицы, то записанный в ЗУ 6 код будет соответство0 вать пор дковому номеру последней засвеченной  чейки.

Таки 1 образом, в ЗУ 6 по мере опроса  чеек фотсдиодноС. матрицы формируетс  образ формы регистрируемого светового

5 импульса. После опроса состо ни  последней  чейки на выходе счстчикз 11 по вл етс  сигнал переполнени , что приводит к блокировке работы генератора 9 (актовых импульсов и останову процесса регистрации .

Информаци  о зарегистрированной форме сигнала может выводитьс  из ЗУ 6 на различные внешние устройства в цифровом виде, а также отображатьс  на экране ВКУ 13 дл  визуального наблюдени .

Таким образом, данный анализатор использованием адаптивной компенсации шумов датчика с фиксированным распределением позвол ет приблизить чувствительность устройства к шумам некоррелированного характера. Данные шумы на 1-1,5 пор дка меньше шумов с фиксированным распределением и таким образом порогова  чувствительность предлагаемого анализатора более чем в 10 раз превышает чувствительность прототипа. Кроме того, алгоритм выделени  и записи информации в ЗУ о форме исследуемого сигнала повышает достоверность кодировани  данного сигнала за счет исключени  момен- тов неопределенности, которые возникают при засветке нескольких р дом стг щих элементов столбца датчика.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Анализатор амплитудно-временных параметров случайных сигналов, содержащий блок визуализации регистрируемого сигнала , вход которого подключен к входной шине анализатора, фотодиодную матрицу, оптически св занную с выходом блока визу- ализации, цифроанэлоговый преобразователь , запоминающее устройство, выходы которого объединены соответствующим образом с первой группой входов цифроана- логового преобразовател  и подключены к выходной шине анализатора, генератор тактовых импульсов и счетчик, информационные выходы которого подключены к адресным шинам запоминающего устройст- ва и входам управлени  фотодиодной матрицы , отличающийс  тем, что. с целью повышени  чувствительности и надежности работы, в него дополнительно введены аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразоэатель, дополнительные счетчики и запоминающее устройство, компаратор, блок управлени  и видеоконтрольное устройство , причем входы аналогового коммутатора подключены к выходам фотодиодной матрицы, выход соединен с входом аналого-цифрового преобразовател  и первым входом компаратора, второй вход которого об единен с входом видеоконтрольного устройства и подключен к выходу цифроана- логового преоЬразоват Эл , выход компаратора подключен к входу управлени  записью запоминающего устройства, выходы аналого-цифрового преобразовател  подключены к информационные входам дополнительного запоминающего устройства, выходы которого подключены к второй группе входов цифроаналогового преобразовател , входы управлени  запоминающих устройств объединены и подкпючень. к первому выходу блока управлени , перва  группа адресных шин дополнительного запоминающего устройства подключена к информационным выходам счетчика, а втора  группа объединена с управл ющими входами аналогового коммутатора, информационными входами запоминающего устройства и подключена к информационным выходам дополнительного счетчика, один вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход - со счетным входом основного счетчика, а второй вход предустановки объединен с аналогичным входом основного счетчика и подключен к второму выходу бпока управлени , третий выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, первый вход блока управлени  подключен к входной шине анализатора, второй - к шине Пуск, а третий соединен с выходом счетчика .