SU900208A1 - Анализатор формы импульсных сигналов - Google Patents

Description

t

Изобретение относитс  к измере- ; нию спектров и может быть использовано дл  создани  анализаторов формы импульсных сигналов наносекундной длительности.

Известен анализатор формы импульсных сигналов, содержащий схему синхронизации, вход которой  вл етс  входом анализатора, генератор пилообразного напр жени , первую группу ) последовательно соединенных .умножителей, вторую группу п умножителей, П интеграторов , блок считывани  и блок обработки , причем выход схемы синхронизации соединен с управл н цим входом блока считывани  и входом генератора пилообразного напр жени , выход которого соединен с первыми входами всех умножителей первой группы и со вторым входом первого умножител  первой группы, а также первым входом первого умножител  второй группы. Выход каждого из

умножителей первой группы соединен соответственно с первым входом ка вдого из умноз1ителей второй группы , начина  со второго. Вторые входа умножителей второй груптш соединены со входсж устройства. Выход каждого из )Г) умножителей второй группы соединен соответственно со входсм п интеграторов, выходы которых соединены со входом блока

to считывани  выходы которого соединены со входами блока обработки. Выходы блока обработки  вл ютс  выходами анализатора П.

Недостатком указанного устройts ства  вл етс  низкое быстродействие , обусловленное необходимостью решени  cиcтe l Грамма путем вычислени  дополнительных определителей и вычислением спектральных

20 . коэффициентов дл  каждого входного сигнала.

Claims (1)

1. Цель изобретени  - повышение быстрод ейс тви  анали з ат ора. 3 1 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в анализатор формы импульс ных сигналов, содержащий блок синхронизации , вход которого соединен со входом устройства, п умножителей один из входов которых соединен со входом устройства, а выход каждого из которых соединен со входом одного из интеграторов, выходы последних соединены с блоком считнваки , управл ющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации дополнительно введены формирователь пр моугольных импульсов, КС-матрица с количеством элементов Спкп1 /П сумматоров, причем вход формировател  пр моугольных импульсов подключен к выходу блока синхронизации а, выход - КГ) .всех элементов RC-матрицы, выход каждого из п элементов матрицы одной строки соединен со входами одного из сумматоров выход каждого из которых соединен со входом одного из умножителей, а коэффициент передачи каждого элемента RC-матрицы определ етс  по формуле Bij -|7- i,---,- де Л(, - главный определитель систе мы ортогонализации весовых функций анализатора; Alt - дополнительные определ тели этой системы. На чертеже изображена функционал на  схема анализатора. Анализатор формы импульсного сиг нала содержит блок 1 синхронизации, выход которого соединен со входом формировател  2 пр моугольных импуд сов, RC-матрицу 3, состо щую из Lnxn 1 элементов 4,, 4, г, 4зу гп f|i )i « . l. 1. V V vu.-- . где { - текущий нймер строки, J - текущий номер столбца, причем ,2,...,vi, j 1,2,... и . Перва  ст ка RC-матрицы 3 составлена из элеме тов 4, ,..., j,..., , втора  строка - 4;,,, 4,,.,..., 4j,j,..., 4,, i -а  строка - ц, ,. .., 4ij,..,, 4{„ и И -строка - 4, ,,..., 4.,, 4}, . Вход каждого элемента от 4/ до 4t,v, RC -матрицы 3 соединен с выходом формировател  2 пр моугольных импул сбэ . Каждый элемент , ,..., 4| 4|„,... п RC-матрицы 3 характеризуетс  разницой посто нной времени ttjJ где ,2,...,n, ,2,...,n. 8 и коэффициентом передачи Bjj , где 2, .. . ,п, J l,2,.,,,n. Посто нные времени выбираютс  из услови  t 2,..., гДеСт f-maxсоответственно минимально и максимально возможные посто нные времени, характеризующие априорно известную скорость нарастани  входного сигнала, причем две посто нные времени выбираютс  равными С)п1м и J и все другие не равны между собой и выбираютс  произвольным образом из указанного диапазона , и т.д. дл  всех сочетаний параметров i , j . Кроме того, устройство содержит п сумматоров , м умножителей , и интеграторов блок 8 считывани . Выход каждого элемента RC-матрицы 3 подключен ко входу одного из сумматоров. Выходы элементов 4, 4 ,. .,, 4-., tn первой строки подключены ко входам сумматора , выходы элементов второй строки 4 , 4 ,. . ., 4j., ,. ,, входам сумматора и т.д. соответственно.выход элементов и строки 4,, ,..,, ,..., 4 „входам сумматора . Выход сумматора соединен с первым входом умножител  , выход сумматора - с первым входом умножител  и т.д. соответственно. Вторые входы умножителей соединены со входом блока Ь синхронизации . Выход каждого из умножителей соединен со входом одного из интеграторов соответственно . Вьгходы интеграторов 7 1-7 7 соединены с сигнальными входами блока 8 считывани , управл кщий вход которого соединен с выходом блока 1 синхронизации. Анализатор работает следуннцим образом. В момент по влени  на входе анализатора входного импульсного сигнала W(t), блок 1 синхроьшзации выра батывает два коротких импульса разной пол рности, причем первый соответствует началу импульсного сигнала W(t), а второй концу интервала t(j, устанавливаемому из услови  априорно известной минимально возможной длительности импульсного сигнала W(t). 5 Разнопол рные импульсы с выхода блока I синхронизации на вход формировател  2 пр моугольных импульсов, где преобразуютс  в пр моугольные импульсы с крутым передним фронтом, а на управл ющий вход блока 8 считывани , где импульсом , соответствуюпшм началу си нала W(t) осуществл етс  сброс зар да с интеграторов , накопленного при анализе спектра преды дущего импульса W{t), а импульсом, соответствукнцим концу интервала ty - сброс формировател  2 пр моугольмых импульсов и считывание сигнала с интеграторов м на данном цикле анализа. Пр моугольный импульс длительностью t с крутым передним фронтом поступает на входы всех элементов RC-матрицы 3, начина  с и до- 4„ которые преобразуют передний фронт пр моугольного импульса в сигнал, представл ющий собой экспоненциальную функцию вида Вмелр ( В результате на входы первого сумматора поступают экспоненциальные импульсы, сформированные элементами 4, , .,., ,..., первой строки RC-матрицы 3. На ВХОДЫвторого сумматора 5 поступают экспоненциальные импульс сформированные элементами 4j, 4, j,..., 4. На входы и -ого сумматора 5 поступают экспоненциальные импульсы , сформированные элементами , 4i Tin у 8„, «H-Vt«,), виг «хр tVtUaV-., BHJ ехРГТГиг ), 8«,ехК7 ии) На входе каждого из сумматоров формируютс  сигналы, представл кицие собой копии весовых функций причем на выходе и -го сумматора 5 Р„ Ct) 8и1 )8иг ,Л Вн,ехр ) ц B«j ex (). Копии весовых функций Р,| (t) , Р (t Р.. (t) пor.тvпaют на пеовые вхо Pt,(t) поступают на первые вхо ды умножителей 6 1-6 исрОтветстве но, где перемножаютс  с входным импульсным сигналом W(t)j поступаикцим на вторые входы умножителей . Таким пбразом, на- вход интеграторов поступают сигналы вида Р, {t)W(t), Pj (t)- W(t),,.., P,(t)-W(t) соответственно, в результате интегрировани  которых имеем tt сигналы p(t)W(t)dl,J Pj(t)vtt)dt,..., во г p(t)W(i)olt . При ЭТОМ блок 8 считывани  заперт. Он отпираетс  управл ющим импульсом с блока I синхронизации в момент tj и пропускает на свои вхо- . , ды уровни напр жени  J ((t)W(t)dt AlTVUЛ1 J ,...,/ a,(t)W{t)dt о.о Поскольку анализатор формы работает по принципу замены исследуемого процесса W(t) частной суммой р да в системе базисных функций 1 (t) ..и | 1,2,,..,и, т.е. Ч ), IЫ то сигналы на выходе блокао8 считывани  в системе базисных функций ), ,2,...,h представл ют собой J )(i{t)dt CJ f, (t)P, (t)c|t оi Cjf (щ(«atf.t )R, (i)dt, оS J V{i)pj(t)dt-cJ оS ,Ct)Pj(.. + C,f f,(t)PjU)dt , Sо J VH)PHa) f(t)p(t)flit + cjS., (t) PH (t)dt r. Cj,J (t) a,(t) dt. Q Выбором параметров элементов RC матрицы обеспечено равенство ну;лю :-1ц . . всех коэффициентов j t j о 1,2,..,,п ,2,...,n, когда номер базисной функции i не совпадает с номеом весовой функции, f ч. Ш Р-(t) dt - О J. -f когда и равенств о единице всех ко/ i ,..., п, (t) PJ (t), 2, ..., ДЛЯ которых номер базисной.функции I совпадает с номером базисной функ ции j т.е./ )t 1, ёгЛи i ej сигналы на входе схемы считывани  равны соответствующим коэффициентам спектра I Р, (i) и/Ш at Ц О .. О ; J pja)A( ... м J P,lt)w(t)dt« ...+ Cv, , Изобретение позвол ет повысить быстродействие анализатора вследств того, что у него по вилась нова  функци , состо ща  в формировании ортогональных весовых функций анали затора, позвол нщик обратить в нули i-tu все коэффициенты J Рг И ШоНкогда правой части системы Грамма, кроме диагональных, а диагональные коэффициенты Pi {)Р)11)о1Цдл  КОТРо . рых , равны единице Вследствие этого каждый коэффициент левой част лСц системы w(t) Pi(l)dt,гдe i I,2,.o. формируемый на выходе схемы считыва ни , равен коэффициенту спектра С где ,2,...,п т.е. уровень напр жени  на входе первого интегратора 7 равен значению коэф4мциента С J уровень напр жени  на выходе второго интегратора равен значению коэффициента С,   т.д. Таким образом, отпадает необходи мость в выполнении трудоемких и пр должительных во времени операций, св занных с вычислением дополнител ных определителей системы Грамма и спектральных коэффициентов дл  к дого входного импульсного сигнала. Отпадает и необходимость в блоке отработки, осуществл ющим запомина ние коэффициентов ,,a,...,;hjj,i.a,... 8 и вычисление спектральных коэффициентов по системе Грамма, что позвол ет существенно упростить анализатор импульсных сигналов. Формула изобретени  Анализатор формы импульсных сигналов ,, содержащий блок синхронизации, вход которого соединен со входом устройства, и умножителей, один из входов которых соединен со входом устройства, а выход каждого из которых соединен со входом одного из интеграторов, выходы последних соединены с блоком считывани , управл ющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него дополнительно введены формирователь пр моугольных импульсов, RCматрица с количеством элементов ихиЗ и и сумматоров, причем вход формировател  пр моугольных импульсов подключен к выходу блока синхронизации , а выход - ко входам всех элементов RC-матрицы, выход ка дого из и элементов матрицы одной строки соединен со входами одного из сумматоров, выход каждого из которых соединен со входом одного из умножителей, а коэффициент передачи каждого элемента RC-матрицы определ етс  по формуле Aij , .-,} ..., где Д - главный определитель системы ортогонализации весовых функций анализатора; - дополнительные определители этой системы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Ермакова В.Гг и др. Измерение параметров одиночных импульсов малой длительности. - Приборы и системы управлени , 1979, № 4.