Изобретение относитс к электроиз мерительной технике и может быть использовано дл измерени спектров и кодировани уровней сигналов, в част ности в вокодерах. Известны устройства, содержгицие параллельные каналы анализа и кодиро вани , каждый из которых состоит из фильтра, детектора, фильтра нижних частот, компаратора, блока совпадени , генераторов и блока управлени in. Однако точность анализа этих устройств недостаточна из-за необходимо ти применени в фильтрах нижних частот конденсаторов большой емкости и больших габаритов. Цель изобретени - повышени точности анализа к кодировани . Указанна цель достигаетс за сче того, что в устройство дл анализа и кодировани электрических сигналов содержащее п параллельно включенных каналов, каждый из которых состо ит аз последователько соединенных полосового фильтра, детектора, фильт ра НИЖНИХ частот с конденсатором, компаратора, блока совпадени и счет чик импульсов, а также генератор экспоненциального напр жени и генератор пачки импульсов, вхсщы когорах подключены к выходам блока управлени , а выход генератора пачки импульсов соединен со вторыми вхсщами блоков совпадени всех каналов, в кгикдый канал дополнительно введен ключ, включенный параллельно конденсатору фильтра нижних частот, при этом управл ющий вход ключа св зан с влогком управлени , а выход генератора экспоненциального напр жени подключен через разв зывакжций резистор к фильтру нижних частот. На чертеже првдставл.ена структурна схема устройства. Схема содержит полосовой фильтр 1, детектор 2, фильтр 3 нижних частот, состо щий из операционного усилител 4, конденсатора 5, ключа 6 и входных резисторов 3-1 и 3-2,.влок 7 управлени , компаратор 8, блок 9 совпадени , генератор 10 пачкИ импульсов , счетчик 11 и генератор 12 экспоненциальных импульсов. Устройство работает следукхцим образом . Однопол рный сигнал с выхода детектора 2 накапливаетс кондеисатором 5 1льтра 3 нижних частот (ФНЧ) в течение времени ц-ti. К моментуThe invention relates to electrical measurement technology and can be used to measure spectra and encode signal levels, in particular in vocoders. Devices are known that contain parallel analysis and coding channels, each of which consists of a filter, a detector, a low-pass filter, a comparator, a coincidence unit, generators, and a control unit in. However, the accuracy of the analysis of these devices is insufficient due to the need to use high-capacity capacitors and large dimensions in low-pass filters. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the analysis to coding. This goal is achieved by the fact that the device for analyzing and encoding electrical signals contains n parallel connected channels, each of which consists of successively connected bandpass filter, a detector, a LOW frequency filter with a capacitor, a comparator, a coincidence unit and a pulse counter. , as well as an exponential voltage generator and a pulse burst generator, which are connected to the outputs of the control unit, and the output of the burst generator is connected to the second parts of the units In all channels, a key was additionally inserted into the channel connected in parallel with the lowpass filter capacitor, the control input of the switch is connected to the control tag, and the output of the exponential voltage generator is connected to the lowpass filter through opening of the voltage generator. In the drawing there is a structural diagram of the device. The circuit contains a band-pass filter 1, a detector 2, a low-pass filter 3 consisting of an operational amplifier 4, a capacitor 5, a switch 6 and input resistors 3-1 and 3-2, control unit 7, comparator 8, coincidence unit 9, generator 10 bursts of pulses, a counter 11 and a generator of 12 exponential pulses. The device works in the following way. The unipolar signal from the output of the detector 2 is accumulated by the low-frequency 1-liter 3 low-pass (LPF) during the time r-ti. To the moment
времени tj на выходе операционного усилител 4 по вл етс напр жение, пропорц{5с нальное интегральному значению преобразуемого входного напр жени . В момент времени t на блок 9 совпадени подаетс пачка импульсов от генератора 10, а на операционный усилитель 4 подаетс через разв зывакидий резистор 3-2 экспоненциальное напр жение с пол рностью,- противоположной входному напр жению. Конденсатор 5 начинает разр жатьс , и в момент времени tj прохождени напр жени на выходе интегратора через нуль срабатывает компаратор 8, в результате чего прохождение импульсов от генератора 10 на счетчик 11 через блок 9 совпадени прекращаетс . Врем открытого состо ни компаратора равно tx t3-t2i. Если частота следовани импульсов в пачке fо, то количество импульсов, заполнивших временной интервал t, т.е. выходные коды в каждом канале, будет пропорционально логарифму от интеграла выходного напр жени детектора 2. в предлагаемом устройстве врем накоплени сигнала T t3-t-f не зависит от емкости конденсатора 5 и ее изменений, что позвол ет не только повысить точность и стабцльность анализа и кодировани сигналов , но и уменьшить габариты устройства и снизить требовани к точности и стабильности конденсаторов, примен емых в фильтрах нижних частот.the time tj at the output of the operational amplifier 4 appears voltage, proportional {5c to the integral value of the converted input voltage. At time t, a block of pulses from the generator 10 is supplied to the coincidence unit 9, and the operational amplifier 4 is supplied via an unwinding resistor 3-2 with an exponential voltage with polarity opposite to the input voltage. The capacitor 5 begins to discharge, and at time tj the voltage passing through the integrator's output through zero, the comparator 8 is triggered, with the result that the passage of pulses from the generator 10 to the counter 11 through the block 9 coincidence stops. The open state time of the comparator is tx t3-t2i. If the pulse frequency in the packet is fо, then the number of pulses that have filled the time interval t, i.e. the output codes in each channel will be proportional to the logarithm of the integral of the output voltage of the detector 2. In the proposed device, the signal accumulation time T t3-tf does not depend on the capacitance of the capacitor 5 and its changes, which allows not only improving the accuracy and stability of the analysis and coding of signals But also reduce the size of the device and reduce the requirements for the accuracy and stability of the capacitors used in low pass filters.
Пример. В фильтре нижних частот примен ют три конденсатора емкостью 0,1 мкФ и один конденсатор емкостью 0,5 мкФ. Требовани м точности и стабильности амплитудно-частотной характеристики фильтра удовлетвор ют конденсаторы типа ФТ. Вес и объем четырех таких конденсаторов (ФТ-2-0 ,1 мкФ+5% - 3 шт., ФТ-3-0,47 мкФ + +5% - 1 шт.) составл ет 120 см и 255 Г соответственно. Дл . времени кодировани 16 мс конденсатор 5 нестабильный , например типа КЛС-1-Н90-0 ,1 мкФ 11§°° с весом 1,8 Г, объемом ,0,24 см . Ориентировочный выигрыш в весе конденсаторов составл ет 140 раз а объем конденсаторов уменьшаетс в 500 раз.Example. The lowpass filter uses three 0.1 μF capacitors and one 0.5 μF capacitor. The requirements of accuracy and stability of the amplitude-frequency characteristic of the filter are satisfied by FT-type capacitors. The weight and volume of four such capacitors (FT-2-0, 1 µF + 5% - 3 pcs., FT-3-0.47 µF + + 5% - 1 pc.) Are 120 cm and 255 G, respectively. For With a coding time of 16 ms, the capacitor 5 is unstable, for example, type KLS-1-H90-0, 1 μF 11§ ° o with a weight of 1.8 G, volume, 0.24 cm. The approximate gain in capacitor weight is 140 times and the volume of capacitors is reduced 500 times.
Если в ФНЧ известного устройства применены конденсаторы, емкость которых под вли нием дестабилизирующих факторов измен етс на 10%, то частота среза этого ФНЧ также изменитс на 10%. Но такой же конденсатор, примен емый в предлагаемом устройстве, под вли нием тех же самых дестабилизирующих факторов измен ющий свою емкость , не влечет за собой никаких из менений, кроме изменений второго пор дка малости, например изменений частоты среза, составл ющих около 0,2%, .что подтверждаетс экспериментальными данными. Таким образом, во втором случае стабильность амплитудно-частотной характеристики ФНЧ улушаетс в 50 раз.If capacitors are used in the low-pass filter of a known device, the capacity of which, under the influence of destabilizing factors, varies by 10%, then the cut-off frequency of this low-pass filter will also change by 10%. But the same capacitor used in the proposed device, under the influence of the same destabilizing factors, changes its capacity, does not entail any changes, except for changes in the second order of smallness, for example, changes in the cutoff frequency, which are about 0.2 %, which is confirmed by experimental data. Thus, in the second case, the stability of the amplitude-frequency characteristic of the low-pass filter is improved 50 times.
Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известными, кроме повышени стабильности фильтрации и кодировани сигналов, уменьшени габаритов и веса, вл етс то что ФНЧ и логарифмический аналогоцифровой преобразователь объединены в единое целое, что упрощает проектирование устройства, так как количество узлов уменьшено, амплитудно-частотные характеристики ФНЧ всех каналов одинаковы, так как заданы одним и тем же параметром Т;не требуетс точных стабильных конденсаторов дл построени ФНЧ; ФНЧ не требует никаких регулировок (в обычных ФНЧ номиналы компонентов обычно подбираютс ).The advantages of the proposed device in comparison with the known, besides increasing the stability of filtering and coding signals, reducing size and weight, are that the low-pass filter and the logarithmic analog-digital converter are integrated into a single unit, which simplifies the design of the device, since the number of nodes is reduced, the amplitude-frequency characteristics The low-pass filters of all channels are the same, since they are set by the same parameter T; no exact stable capacitors are required for building low-pass filters; The low-pass filter does not require any adjustments (in conventional low-pass filters, component ratings are usually selected).