SU879598A1 - Устройство дл выделени посто нной составл ющей - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО дл  ВЫДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ Изобретение относитс  к области вычислительной техники, систем авто матики и электрических измерений и может быть использовано дл  выделен посто нной составл ющей из сложного сигнала при измерении интегральных характеристик периодических сигнало фаэочувствительном детектировании и т.д. Известно УСТРОЙСТ.ВО дл  выделени посто нной составл ющей г содержаще блок умножени  и генератор весовой функции . Недостатком этого устройства  в л етс  низка  точность из-за отсут стви  широкополосных и прецизионных блоков перемножени , а также из-за трудностей Формировани  весовой фу ции. Наиболее близким к изобретению  вл етс  аналоговый интегрирующий вычислитель, содержащий два последовательно включенных интегратора, два аналоговых ключа, выходы которых подключены ко входам третьего вычитающего интегратора 23. Недостатком такого устройства  вл етс  ограниченна  точность работы из-за большого числа прецизионных узлов масштабных блоков и ус лителей, от которых завис т параметры окна Хзмминга (уровень подавлени  боковых лепестков). Кроме того, из-, за разрыва на границах окна,уровень боковых лепестков спадает как ,или со скоростью б дб/октаву,что сказываетс  на точности усреднени  сигналов с большим весом высших гармонических составл ющих. Целью изобретени   вл етс  повышение точности работы. Дл  достижени  этой цели в устройство дл  выделени  посто нной составл ющей , содержащее два интегратора, включенных последовательно и два ключа, выходы которых подключены соответственно к инвертируицему и неинвертирующему входам третьего интегратора , введен запоминающий блок. Выход второго интегратора подключен ко входу первого ключа и входу запоминаншего блока, выход которого соединен со входом второго ключа. На фиг.1 представлена схема устройства дл  вццелени  посто нной составл ющей) на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие работу устройства. Устройство содержит два интегратор  1 и 2 (инвертирующие; , третий

интегратор 3 (вычитакщий), ключи 4 и 5 и запоминагаций блок 6.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом усреднени  производитс  установка нул  интеграторов 1, 2, 3 и запомина.ющего блока 6. В момент времени замыкаютс  ключи 4 и 5 и начинаетс  обработка, сигнала. Выходное напр жение интегратора 2 поступает, на инвертирующий вход интегратора 3, на неинвертиругаций вход которого поступает нулевое напр жение с выхода аналогового запоминающего блока 6. В момент времени1-|-,где Т- и нт ер в сш у сред нени , на выходе аналогового блока ь записываетс  мгновенное значение выходного напр жени  интегратора 2. Это напр жение поступает на неинвертирукщий вход интегратора 3. Дл  реализации симметричного параболического окна Коэффициент передачи интегратора 3 по инвертирующему входу устанавливают.вдвое большим , чем по инвертирующему. В момент времени размыкаютс  ключи 4 и 5, и на выходе интегратора 3 запоминаетс  напр жение, пропорциональное Посто нной составл ющей обрабатываемого сигнала и длительности интервала обработки Т.

На фиг.2 показаны временные диаграммы реакции узлов устройства на дельта-импульс. Выходное напр жение устройства при воздействии на его вход дельте-импульса описываетс  импульсной переходной функцией.

Выходное напр жение интегратора 1 при воздействии на его вход дельтаимпульса равно

Г О при t о;

выхг i-l при t 7, 0.

При этом на выходе интегратора 2 напр жение возрастает по линейному закону

Г О при t О .

Un,...,. - I ;. t

8ЫХ1

при t 7 О ,

где К - козффициент пропорциональности .

Выходное напр жение устройства описываетс  формулой

Г О

при t о ; ik4 -пpи 0.

В момент времениis на неинвертирующий вход интегратора 3 подключаетс  напр жение

К 5. На выходе узла вычитани  интегратора 3 напр жение измен етс  скачком на противоположное (диаграмма Д), а далее продолжает измен тьс  по линейному закону. Выходное напр жение интегратора 3 при этом измен етс  по закону

-((,4t-T)nPM i:-tiT.

и

быхГ

По окончании интервала обработки выходное напр жение интегратора 3 равно нулю.

Таким образом, реакци  устройства на дельта-импульсы (импульсна  переходна  характеристика или весова  .функци  или окно) описываетс  выражением

О при

иб1,.дг

)РИ

И представл ет собой симметричное

п

t

араболическое окно. Такое окно образуетс  путем трехкратной сверки

пр моугольного окна длительностью j Точность вьзделени  посто нной составл ющей зависит от частотных свойств устройства (спектрального окна, которое описываетс  преобразованием Фурье параболического временного 0 .окна. Учитыва -, что преобразование Ьурьё пр моугольного окна описывает|с   дром Дирихле и теорему о свертjce функций времени спектральное окно устройства представл ет собой 5 произведение трех  дер Дирихле. Ru.;.,

Такое спектральное окно характеризуетс  скоростью спада боковых лепестков 18 дб/октаву. 0 Уровень, первого бокового лепестка

составл ет - 40,5 дб, а произведение ширины главного лепестка uf на врем  обработки Т равн етс 

д| -ТсЧ-.

Таким образом, по сравнению с прототипом улучшаетс  точность вьделени  посто нной составл ющей в св зи с тем, что скорость спада боковых лепестков увеличиваетс  с б дб/окта0 ву до 18 дб/октаву, а число узлов

с прецизионными коэффициентами передачи значительно уменьшаетс .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 466516, кл. G Об G 7/19, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 633036, кл. G 06 G 7/18, 1978 .(прототип) .

Вход

дб/Jf.

trO

О

I

i,T

i.i