SU669187A1 - Анализатор амплитудных характеристик динамических процессов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  случайных или сложных поли гармонических процессов предстарлен ных в виде электрических сигналов, и может быть использовано дл  анализа вшрокого круга процессов - сейсмичес ких колебаний, кардиограмм, кривых солнечной активности, радиолокационных сигналов и других динамических процессов. Известны устройства дл  анализа характеристик разного рода электриче ких сигналов, содержащие амплитудные дискриминаторы, измерители временных интервалов, коммутаторы, счетчики, генераторы измерительных импульсов и другие блоки, св занные таким образом , чтобы обеспечить анализ амплитудных или временных характеристик исследуемых сигналов 1. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  анализатор случайных процессов, содержа щий блок формировани  рабочих импуль сов, соединенный со счетчиком рабочих импульсов, и пересчетнуто схему 2 . Однако известный анализатор не по ЯЕОЛ ет определ ть такие характеристики функции исследуемого процесса. как абсолютные значени  экстремумов, число экстремумов определенной величины , т.е. он имеет узкие функциональные возможности. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей анализатора . Это достигаетс  тем, что в анализатор введены блок фиксации и измерени  экстремумов, блок выделени  исследуемых характеристик, две дополнительные пересчетные схемы, счетчик общего числа экстремумов и блок индикации, причем блок фиксации и измерени  экстремумов и блок вьщелени  исследуемых характеристик включены последовательно между выходом блока формировани  рабочих импульсов и входами всех пересчетных схем и счетчика общего числа экстремумов, выходы которых и первый выход счетчика рабочих импульсов соединены с блоком индикации, а второй выход счетчика -рабочих импульсов соединен с отдельными входами всех включенных в анализатор блоков. К тому же блок фиксации и измерени  экстремумов содержит временной дискретизатор,преобразователь напр жени  в цифру,вычислитель знаков разностей , первый и второй элементы пам ти. 6 перемножитель,элемент стробировани  и элемент задержки, причем вход преобразовател  напр жени  в цифру через временной дискретизатор, св занный со 1входом анализатора, соединен с блоком формировани  рабочих импульсов, выход подключен через элемент задержки к элементу стробировани , а непосредственно и через первый элемент пам ти к вычислителю знаков разностей, вы ход которого непосредственно и через второй элемент пам ти соединен со вхо дами перемножител , выходом св занного со счетчиком общего числа экстремумов , и через элемент стробировани  с блоком выделени  исследуемых характеристик , соединенным также с выходом вычислител  знаков разностей, а вторые входы первого и второго элемен тов пам ти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов. Кроме того, блок выделени  исследуемых характеристик содержит вентиль третий ,и четвертый элементы пам ти и разностную схему, причем первый выход вентил  св зан со второй пересчетной схемой и через третий элемент пам ти - с первым входом разностной схемы , второй выход вентил  св зан с третьей пересчетной схемой и через четвертый элемент пам ти - со вторым входом разностной схемы, выход которой соединен с первой пересчетной схемой, а вторые входы третьего и четвертого элементов пам ти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов. При этом пересчетные схемы анализа тора содержат элементарные линейки, кажда  из которых содержит элемент сравнени , элемент И,отсутствующий в последней по номеру линейке,и счетчик соединенные последовательно,причем входы всех элементарных линеек соединены с соответствующим данной пересчетной сгхеме выходом блока выделени  исследуемых характеристик,выход каждой из элементарных линеек подключен к блоку индикации,второй вход каждого элемента И соединен с выходом элемента сравнени ,включенного в последующую по номеру элементарную линейку через элемент НЕ, а вторые входы всех счетчиков подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов. На чертеже дана структурна  схема предложенного устройства. Устройство содержит блок 1 формировани  рабочих импульсов; блок А фик сации и измерени  экстремумов, состо щий из временного дискретизатора 2, преобразовател  3 напр жени  в цифру вычислител  4 знаков разностей, первого элемента 5 пам ти., перемножител 6, второго элемента 7 пам ти, элемен та 8 стробировани  и элемента 9 задержки; блок Б выделени  исследуемых характеристик фун-кции исследуемого процесса, состо щий из вентил  10, 74 ретьего элемента 11 пам ти, четвертого элемента 12 пам ти и разностной схемы 13; первую пересчетную схему , состо щую из М элементарных линек , содержащих элементы сравнени  14 (перва  линейка), 14 (втора  линейка ) ,...14 (М-  линейка), элементы НЕ 15 , 15 , ... , элементы И I6j , 16 ,f.. , счетчики , 17j2, ... вторую Г и третью Д пересчетные схемы, состо щие соответственно из N и -К элементарных линеек, аналогичных линейкам в схеме В; счетчик 18 общего числа экстремумов; счетчик 19 рабочих импульсов; блок 20 индикации . Исследуемый процесс в виде временной реализации S(t) поступает на вход временного дискретизатора 2 блока А фиксации и измерени  экстремумов, где из него импульсами, формируемыми блоком 1 формировани  рабочих импульсов , осуществл етс  дискретна  по времени выборка , значени  которой S; после преобразовани  в цифровую форму в соответствующем преобразователе 3 поступают на вход первого элемента 5 пам ти и на вычисли ,ль 4 знаков разностей. В последнем определ етс  знак А 5ign (S S,, ) разности между текущим Sj и предшествующим ему значением дискретной выборки ), которое поступает с выхода первого элемента 5 пам ти. Определенный в вычислителе 4 знак разности поступает на перемножитель 6 и на второй элемент 7 пам ти, с выхода которого хран щийс  там знак разности поступает на второй вход перемножител  6, на выходе которого в случае , если полученное произведение отрицательно, т.е., О, по вл етс  импульс, открывающий элемент 8 стробировани , и через последний с выхода элемента задержки, св занного с преобразователем 3, на вентиль 10 блока В выделени  исследуег иых характеристик поступает дискретное значение Sj-. S( исследуемого процесса.Это значение принимаетс  за экстремум и че-. рез вентиль 10 поступает в виде Sj если Д| О ,или в виде 5;„.„ ,если Д, О , соответствующие элементы 14 сравнени  второй г или третьей Д пересчетных схем. Одновременно импульс поступает на счетчик 18 общего числа экстремумов, значение зафиксированного локального максимума исследуемого процесса S/ с выхода . вентил  10 поступает на третий элемент 11 пам ти, а значение зафиксированного локального минимума на четвертый элемент 12 пам ти . При поступлении на элементы 11 и 12 пам ти последующих экстремумов и S(J + I;M, соответственно значени  экстремумов Sj и последовательно поступают на разностную схему 13, где вычисл етс  разность ,т.е. локальный размах функции исследуемого процесса, и полученное значение поступает на все элементы сравнени  i4j , j.4 / пересчетной схемы В, Выбором величин пороговых уровней пUAt |1 ,.... V, ;v w V ,...V элементов 14 сравнени  Л V обеспечиваетс  требуемое разбиение возможных значений исследуемых характеристик на поддиапазоны. Если исследуема  характеристика, например локальный м 1ксимум, превьшает пороговый уровень v , но не превышает уровень , то на выходе элемента НЕ имеетс  положительное напр ж.ение, на выходе элемента и ibj присутствует .импульс, поступающий на счетчик 11 , который определ ет общее число максимумов, уровень которых лежит в данном поддиапазоне, т.е. общее число дл  которых таких максимумов, су S7 С ВЫХОДОВ счетчиков г г 7пересчетной I/J , 1 /J , 17 мы В, счетчиков 17 2 г « счётчиков 17J пересчетной схемы Г . J ,... -i. пересчетной схемы Д определенные за данное врем  числа со ответствующих исследуемых характеристик , попавшие в разные поддиапазоны, поступают на блок 20 индикации. В по следнем фиксируютс  и высвечиваютс  на табло-указанные выше числа (о&дее число экстремумов, оадее число характеристик определенного уровн , интервал времени анализа исследуемого процесса ) а также формируютс , фиксируютс  и высвечиваютс  на соответствующих табло распределени  по времени экстремумов вообще, максимумов,.минимумов и размахов заданных уровней, а также средние значени  временных интервалов между экстремумами вообще, максимумами, минимумами и размахами заданных -уровней и другие требуемые характеристики функции исследуемого процесса. Формула изобретени  1. Анализатор амплитудных характе ристик динамических процессов, содер жащий блок формировани  рабочих импульсов , соединенный со счетчиком ра бочих импульсов, и пересчетную схему отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей анализатора, в него включе ны блок фиксации и измерени  экстрем мов, блок выделени  исследуе1 1ых хара теристик, две дополнительные пересче ные схемы, счетчик общего числа экст ремумов и блок индикации, причем бло фиксации и измерени  экстремумов и блок выделени  исследуемых -характери тик включены последовательно между

выходом блока формировани  рабочих импульсов и входами всех пересчетных первой

щую по номеру элементарную линейку

(i5 через элемент НЕ, а вторые входы всех схем и счетчика общего числа экстремумов , выходы которых и первый выход счетчика рабочих импульсов соединены с блоком индикации, а второй выход счетчика рабочих импульсов соединен с отдельными входами всех включенных в анализатор блоков, 2.Анализатор по п, 1, о т л и-чающийс  тем, что блок фиксации и измерени  экстремумов содержит временной дискретизатор, преобразователь напр жен-и  в цифру, вычислитель знаков разностей, первый и второй элементы пам ти, перемножитель, элемент стробировани  и элемент задержки , причем вход преобразовател  напр жени  в цифру через временной дискретизатор , св занный со входом анализатора , соединен с блоком формировани  рабочих импульсов, выход подключен через элемент задержки к элементу стробировани , а непосредственно и через первый элемент пам ти к вычислителю знаков разностей, выход которого непосредственно и через второй элемент пам ти соединен со входами перемножител , выходом св занного со счетчиком ойцего числа экстремумов, и через элемент стробировани  - с блоком выделени  исследуемых характеристик , соединенным также с выходом вычислител  знаков разностей, а вторые входы первого и второго элементов пам ти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов. 3.Анализатор по пп, 1 и 2, о тличающийс  тем, что блок выделени  исследуемых характеристик содержит вентиль,третий и четвертый элементы пам ти и разностную схему, причем первый выход вентил  св зан со второй пересчетной схемой и через третий элемент пам ти - с первым входом разностной схемы, второй выход вентил  св зан с третьей пересчетной схемой и через четвертый элемент пам ти - со вторым входом разностной схемы, выход которой соединен с первой пересчетной схемой, а вторые входы третьего и четвертого элементов пам ти подключены к второму выходу счетчика рабочих импульсов. 4.Анализатор по пп. 1, 2 и 3, о тличающийс  тем, что пересчетные схемы анализатора содержат элементарные линейки, кажда  из которых содержит элемент сравнени , элемент И, отсутствующий в последней по номеру линейке, и счетчик, соединенные последовательно, .причем входы всех элементарных линеек соединены с соответствующим данной пересчетной схеме выходом блока ВЕДделени  исследуемых характеристик, выход каждой из элементарных линеек подключен к блоку индикации, второй вход каждого элемента И соединен с выходом элемента сравненн , включенного в последую669187а

счетчиков подключены к второму выхо .ду счетчика рабочих импульсов.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 172534, кл. & 01 В 19/18, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 124697, кл, а 01 В 19/18, 1957,