SU1629868A1 - Устройство дл спектрального анализа электрических сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  анализа частотных спектров, регистрируемых на магнитоносителе. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет анализа нестационарных случайных процессов. Устройство содержит источник 1 сигнала, блок 2 записи, блок 3 воспроизведени , ключ 4, анализатор 5 спектра частот и регистратор 6. Расширение функциональных возможностей достигнуто за счет введени  в устройство элемента И 7, второго ключа 8, элемента 9 задержки, генератора 10 синхроимпульсов , регистра 11, второго элемента 12 задержки, второго счетчика 13, делител  14, первого счетчика 15, первого триггера 16, второго элемента И 17, генератора 18 тактовых импульсов, второго триггера 19, регистра 20 сдвига, одновибратора 21, первого задающего блока 22, первого блока 23 сравнени , второго блока 24 сравнени , второго задающего блока 25 и третьего элемента И 26. Ё

Description

О N3 О 00

о

00

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено дл  получени  оценок частотных спектров динамических процессов, например вибраций, регистрируемых на магнитоносителе.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет анализа нестационарных случайных процессов в реальном масштабе времени.

Поставленна  цель достигаетс  за счет использовани  блоков записи и воспроизведени  сигналов времени, что обеспечивает автоматическое выделение участка реализации анализируемого процесса .

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит источник 1 сигнала , блок 2 записи, блок 3 воспроизведени , первый ключ 4, анализатор 5 спектра частот, регистратор 6, первый элемент И 7, второй ключ 8, первый элемент 9 задержки, генератор 10 синхроимпульсов, регистр 11, второй элемент 12 задержки, второй счетчик 13, делитель 14, первый счетчик 15, первый триггер 16, второй элемент И 17, генератор 18 тактовых импульсов, второй триггер 19, регистр 20 сдвига, одновибратор 21, первый задающий блок 22, первый блок 23 сравнени , второй блок 24 сравнени , второй задающий блок 25, третий элемент И 26.

К источнику 1 сигнала подключен первый вход блока 2 записи, к второму входу которого подсоединен выход элемента И 7, причем к выходу блока 2 записи подключен вход блока 3 воспроизведени . В свою очередь , к первому выходу блока воспроизведени  через ключ -4 подсоединен анализатор 5 спектра частот, выход которого соединен с входом регистратора 6. К выходу генератора 10 синхроимпульсов параллельно подсоединены входы первого элемента 9 задержки и делител  14, к выходу которого, в свою очередь, параллельно подключены второй вход регистра 11 и вход первого счетчика 15, к выходам которого подключены третьи входы регистра 11. К выходу первого элемента 9 задержки параллельно подсоединены первые входы первого элемента И 7 и регистра 11, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 7. К выходу генератора 18 тактовых импульсов подключен второй вход второго элемента И 17, первый вход которого параллельно с вторым входом регистра 20 сдвига подсоединен к выходу первого триггера 16, при этом выход второго элемента И 17 через второй счетчик 13 соединен с R-входом первого триггера 16. К выходу элемента И 17 подключен третий

вход регистра 20 сдвига, первый вход которого через вторую линию 12 задержки подсоединен к выходу второго ключа 8. При этом второй вход второго ключа 8 подключен через одновибратор 21 к выходу третьего элемента И 26, а S-вход первого триггера 16 подсоединен также к выходу ключа 8, первый вход которого в свою очередь подключен к второму выходу блока 3 воспроиз0 ведени . К выходу (п+1)-го разр да регистра 20 сдвига подсоединен первый вход элемента И 26, второй вход которого подключен к выходу (п+2)-го разр да регистра 20 сдвига. Первые входы первого и второго блоков 23

5 и 24 сравнени  подключены к выходам (1п) разр дов регистра 20 сдвига. К вторым входам первого блока 23 сравнени  подсоединены выходы первого задающего блока 22, к выходам второго задающего бло0 ка 25 подключены вторые входы второго блока 24 сравнени , первые входы которого параллельно с первыми входами первого блока 23 сравнени  соединены с выходной шиной регистра 20 сдвига. Выходы блоков

5 23 и 24 сравнени  соответственно соединены с S-и R-входами второго триггера 19, выход которого подключен к второму входу первого ключа 4.

Работа устройства заключаетс  в том,

0 что с выхода источника 1 сигналов электрический сигнал в аналоговой форме подаетс  на первый вход блока 2 записи, например аппарата многодорожечной магнитной записи , параллельно на другой дорожке магнито5 носител  производитс  запись сигналов времени, которые подаютс  на второй вход блока 2 записи с выхода первого элемента И 7.

Сигналы (код) времени формируютс  та0 ким образом, что с генератора 10 синхроимпульсов импульсы параллельно подаютс  на входы делител  14 и на вход элемента 9 задержки, где импульсы задерживаютс . С помощью делител  14 опорна  частота сле5 довани  импульсов понижаетс  до частоты прин той единицы времени, например секунды .

С выхода делител  14 прин тые единицы времени в виде импульсов подаютс  па0 раллельно на второй вход регистра 11 и вход счетчика 15, который  вл етс  счетчиком единиц времени.

Третьи входы регистра 11 подсоединены к соответствующим выходам первого

5 счетчика 15. Таким образом, код времени из первого счетчика 15 поступает на информационные входы регистра 11. За прин тую единицу времени в первом счетчикел15 мен етс  код времени и, соответственно, на третьи входы регистра 11-подаетс  текущее

врем , которое отсчитываетс  от начала эксперимента или наблюдени  (автономное врем ). На второй вход регистра 11 с выхода делител  14 подаетс  импульс, соответствующий прин той единице времени, который разрешает запись в регистре 11 кода времени , получаемого с выходов первого счетчика 15, С выхода элемента 9 задержки на первый вход регистра 11 подаютс  синхроим- пульсы, которые дл  него  вл ютс  считывающими импульсами.

Соответственно, последовательный код времени с выхода регистра 11 поступает на второй вход элемента 7, на первый вход которого подаютс  задержанные синхроимпульсы с выхода элемента 9 задержки.

Кодовое слово, состо щее из информационной части и служебной части, с выхода элемента 7 подаетс  дл  записи на второй вход блока 2 записи.

Длина слова определ етс  объемом первого счетчика 15,который ограничиваетс  величиной требуемого времени регистра- ции исследуемого параметра. Этой величине соответствует прин тое число разр дов счетчика 15. К этой величине добавл ютс  два разр да служебной части. Кодовые слова с информацией о времени эксперимента записываютс  по второй дорожке магнитоносител .

При воспроизведении записанной на магнитном носителе информации с второго выхода блока 3 воспроизведени  на первый вход ключа 8 подаетс  последовательный код, соответствующий текущему времени плюс две единицы, составл ющие служебную часть слова. Они составл ют начальную часть воспроизводимого кодового слова.

Перва  единица служебной части кодового слова времени, пройд  ключ 3, подаетс  на S-вход первого триггера 16, который перебрасываетс  и выдает разрешающее напр жение на второй вход регистра 20 сдвига и одновременно на первый вход элемента 17.

На второй вход элемента 17 от генератора 18 тактовых импульсов подаютс  тактовые импульсы. При наличии на первом входе элемента 17 разрешающего напр жени  тактовые импульсы проход т и подаютс  на вход счетчика 13, который отсчитывает число импульсов, необходимых дл  осуществлени  записи информации в регистре 20 сдвига. Принцип работы основан на использовании последовательного кода времени фиксированной длины, имеющего, например , два дополнительных разр да.

По вление указанной комбинации в разр дах (п+1) и (п+2) регистра 20 сдвига перед переменной частью свидетельствует

об окончании преобразовани  последовательного кода, воспроизводимого блоком 3 воспроизведени . Соответственно, в этот момент второй счетчик 13 отсчитывает N

5 тактовых импульсов и выдает импульс; устанавливающий первый триггер 16 в состо ние О, в результате чего снижаетс  подача тактовых импульсов и разрешающего напр жени  записи с регистра 20 сдвига.

0 После окончани  подачи тактовых импульсов на регистр 20 элемент И 26 выдает импульс о верности записанной в регистре 20 информации. Импульс с элемента 26 запускает одновибратор 21, который закрыва5 ет ключ 8, и таким образом прекращаетс  подача импульсов кода времени через второй элемент 12 задержки на первый (информационный ) вход регистра 20.

Одновременнно, информаци  с выхо0 дов 1,..., п разр дов регистра 20 подаетс  параллельно на первые входы первого и второго блоков 23 и 24 сравнени . К вторым входам первого блока 23 подключены соответствующие выходы первого задающего

5 блока 22, а к вторым входам второго блока 24 - выходы второго задающего блока 25. При совпадении всех разр дов параллельного кода, подаваемого с n-выходов регистра 20, и параллельного кода с первого

0 задающего блока 22 с выхода блока 23 на S-вход второго триггера 19 подаетс  импульс , который опрокидывает второй триггер 19, с выхода которого подаетс  на второй (управл ющий) вход первого ключа 4 разре5 шающее напр жение. Таким образом, ключ

4открываетс  и начинает пропускать информационный сигнал на вход анализатора

5спектра частот, с выхода которого результаты анализа дл  регистрации подаютс  на

0 регистратор б. При совпадении всех разр дов параллельного кода, подаваемых с п-вы- ходов регистра 20, и параллельного кода второго задающего блока 25 с выхода блока 24 на R-вход второго триггера 19 подаетс 

5 импульс, который перебрасывает второй триггер 19. Таким образом, второй триггер 19 оказываетс  в состо нии О, первый ключ 4 закрываетс  и прекращает пропуск на вход анализатора 5 спектра частот ана0 лизируемого сигнала. Таким образом, автоматически выдел етс  участок реализации анализируемого процесса, который жестко прив зываетс  к реальному масштабу времени .

5Это позвол ет произвести обработку

нестационарных случайных процессов, обеспечива  жесткую прив зку результатов анализа к шкале реального масштаба времени . Оно позвол ет также автоматизировать процесс обработки различных

физических процессов. При этом обеспечиваетс  повышенна  достоверность прив зки результатов обработки к времени эксперимента.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  спектрального анализа электрических сигналов, содержащее последовательно соединенные блок записи, блок воспроизведени , первый ключ, анализатор спектра частот, регистратор, о т л и чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет анализа нестационарных случайных процессов в реальном масштабе времени, в него введены последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, делитель, первый счетчик, регистр и первый элемент И, последовательно соединенные второй ключ, первый элемент задержки, регистр сдвига, второй элемент И и одновибратор, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и третий элемент И, последовательно соединенные второй счет-

   чик и первый триггер, а также второй элемент задержки, второй триггер, два задающих блока и два блока сравнени , подключенные первыми входами к выходам соответствующих задающих блоков, вторыми входами - к разр дным выходам регистра сдвига, а выходами через второй триггер - к второму выходу первого ключа, при этом управл ющие входы регистра соединены 10 соответственно с выходами делител  и второго элемента задержки, вход которого соединен с входом делител , а выход-с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу блока записи, 15 входы второго ключа подключены к второму выходу блока воспроизведени  и к выходу одновибратора, второй управл ющий вход регистра сдвига соединен с выходом первого триггера и вторым входом второго эле- 20 мента И, третий управл ющий вход - с выходом второго элемента И и с входом второго счетчика, а второй вход первого триггера - с выходом второго ключа.