Claims (2)
Цель изобретени - расширение частотного диапазона измерений. 95 Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл определени среднеквадратического отклонени случайных процессов (по первому варианту), содержащее генератор импульсов, реверсивный счетчик и,источник опорного напр жени , последовательно соединенные центрирующий фильтр, двухполупериодный выпр митель и схему сравнени ,причем вход центрирующего фильтpa вл етс входом устройства, допол-ительно содержит дешифратор и блок умножени , причем входдешифратора со динен с выходом реверсивного счетчика а выход дешифратора подключен к первому входу блока умножени , второй вход ко торого соединен с выходом источника опорного напр жени и входом опорного напр жени схемы сравнени , первый выход генератора импульсов .подключен к синхронизирующему входу схемы сравнени и суммирующему входу реверсивно го счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом схемы сравнени , а управл ющий вход реверсивного счетчика подключен к второму выходу генератора импульсов. По второму варианту, ycTpovlcTBO дл определени среднеквадратического отклонени случайных процессов, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, источник опорного напр г жени и последовательно соединенные центрирующий фильtp, двухполупериодный выпр митель и схему сравнени , причем вход центрирующего фильтра в л етс входом устройства, дополнитель но содержит индикатор, причем выход .счетчика импульсов соединен с первым входом индикатора и входом источника опорного напр жени , выход которого подключен к входу опорного напр жени схемы сравнени и информационному вхо ду индикатора, первый выход генератора импульсов соединен с синхронизирующим входом схемы сравнени , выход которой подключен к информационному входу счетчика импульсов, а управл аций вход счетчика импульсов соед 1нен с вторым выходом генератора импульсов . На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства, по первому варианту; на фиг. 2 - то же, по второму варианту. Устройство (фиг.1) содержит центрирующий фильтр 1, схему 2 сравнени , источник 3 опорного напр жени генератор k импульсов, реверсивный 4 счетчик 5 дешифратор 6, блок 7 Умножени , двухполупериодный выпр митель 8. Устройство (фиг.2) содержит центрирующий фильтр 1, схему 2 сравнени , источник 3 опорного напр жени , генератор Ч импульсов, счетчик импульсов 5, индикатор 6, двухполупериодный выпр митель 7Устройство (,фиг.1 работает следующим образом. После центрировани фильтром 1 и двухполупериодного выпр млени блоком 8 выпр мленна переменна составл ющ а нормального или равномерно распределенного сигнала поступает на схему 2 сравнени , где сравнивает,q с некоторым порогом анализа о1, поступающим от источника 3 опорного напр жени . Квантующие импульсы с одного из выходов генератора А поступают на суммирущий вход реверсивного счетчика 5. С другого выхода генератора с заданным периодом Т поступают импульсы на установочный вход счетчика 5- На вычитающий вход этого счетчика импульсы с блока 2 поступают в том случае, если напр жение измер емого сигнала превышает порог анализа. Период Т задаетс заранее и определ ет продолжительность измерений . Чем выше частота квантующих импульсов f, тем точнее будут производитьс измерени . Объем счетчика выбираетс из услови , а по суммирующему входу за врем Т в счетчик записываетс число, равное Н. За это врем из счетчика будет списано число импульсов о, соответствующее времени превышени , случайным сигналом порога анализа . Таким образом, за врем анализа Т в счетчик всегда записываетс число равное N-n. При посто нном пороге анализа d с ростом мощности, ,а следовательно и среднеквадратического значени си|- нала врем превышени f растет, а при уменьшении - уменьшаетс . В соответствии с изменением измен етс и число п, списанное с реверсивного. счетчика за врем Т. Порог анализа выбираетс таким образом, чтобы и О п N. Так же как t характеризует врем превышени сигналом порога анализа г интервал времени Т, так и п характеризует Т , N-n характеризует Т- Т 59 3 общем случае среднеквадратичес кое значение сигнала зависит (линей но или нел1)нейно) от величины порог анализа и относительно времени T/lT ) в простейшем линейном случае 6 N , : K-dL-:--Так, например, дл нормал . N-n . ного закона распределени ,68, а дл равномерного cL 0,84. По результатам анализа каждого периода Т записанное в счетчике число (N-n) поступает на дешифратор 6, который в зависимости от закона рас . пределени сигнала в соответствии с дешифрирует е6 знафункцией мение в HeKOTOjSoe число. В линейном случае дешифратор может бытьзаменен усилителем с коэффициентом усилени т, Результат дешифрации -и порог изме рени ct поступают в блок 7 умножени который показывает среднеквадратичес мое значение измер емого сигнала. Устройство (фигМ) получаетс про стым только в случае линейного дашифратора 6. Такое устройство примеиимо , например, дл измерени шумов или загрузки высокочастотных линейных трактов. При нелинейных дешифраторах это устройство становитс громоздким. Ус.тройство (фиг.2) организовано по принципу след щей системы и работает следующим образом. Как и в предыдущем случае, после центрировани , выпр млени и сравнени измер емого сигнала с уровнем анализа импульсы поступают на информационный вход счетчика 5- За врем Т между импульсами поступающими от генератора импульсов на установочный вход счетчика в счетчике будет накап лива.ьсг некоторое число импульсов, г: чiOi: иональное времени f превышение- . зиер емым сигналом порога Ы и завис щее от порога анализа и среднеквадратического значени сигнала. Если среднеквадратическое значение посто нно, а порог анализа oL-уменьши , ь , что в счетчик 5 за врем Т запишетс большее число импульсов, если увеличить порог анализа - меньшее . Измен порог анализа oL , можно , добитьс , чтобы в счетчик было записано заданное число импульсов. 9 Дл каждого закона распределени случайного сигнала существует свой порог анализа ot « при котором относительное врем превышени этого jt. i.- . порога; 1 -А. где - посто нна величин, завис ща от вида закона распределени случайного сигнала. Так,дл нормального распределени она равна 0,32; дл закона арксинуса 0,5; дл равномерного О, дл экспоненциального О,Зб8; дл распределени Рэле 0,8. При этом порог анализа cL равен среднеквадратическому значению измер емого сигнала. Устройство (фиг.2) осуществл ет слежение за порогом анализа Ы. Необходимое число (i; в зависимости/от закона распределени задаетс счетчику 5 заранее, так, например, если дл нормального закона .(Jу, 0,32 и если объем выборки прин т , то число, записанное в счетчике, должно быть равно 320. Таким образом, на каждом периоде анализа Т счетчик 5 сравнивает число импульсов на некотором текущем пороге анализа с заданным. Если поступив-, шее число импульсов больше (,меньше заданного, то счетчик выдает на источник 3 опорного напр жени сигнал об увеличении (уменьшении)порога ана-. лиза. Так продолжаетс до тех пор, пока за врем Т в счетчике не будет записано заданное число. Тогда число считываемое с MHflMj aTjqpa 6 - уровень анализа, численно равный среднеквадратическому значению измер емого сигнала . Точность измерений уст.ройства зависит от точности измерени вел чины ot и fb . Технико-экономический эффект от внедрени изобретени заключаетс в следующем. Дл измерени и контрол широкополосных высокочастотных сигналов (например линейных трак.трв ВЧ систем передачи с полосой до 25 МГц ) изобретени вл етс реально осуществимым . Выпускаемый промышленностью прибор ИШ-П323 может работать только до 100 кГц. Приборы с цифровым отсчетом дл измерени среднеквадратического значени на высоких частотах не производ тс . Поэтому предлагаемые приборы позвол ют расширить частотный диапазон змерений. Формула изобретени 1,Устройство дл определени сред кеквадратическс5го отклонни случайных процессов, содержащее генератор импульсов , реверсивный счетчик и источник опорного напр жени , последовательно соединенные центрирующий фильтр, двухполупериодный. выпр митель и схему сравнени , причем вход центрирующего фильтра вл етс входом устройства, отличающеес тем, что, с целью расширени ча тотного диапазона измерений, оно дополнительно содержит дешифратор и блок умножени , причем вход дешифратора соединен с выходом реверсивно го счетчика, а выход дешифратора под ключен к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени и входом опорного напр жени схемы сравнени , лервый выход генератора импульсов подключен к синхронизирующему входу схемы сравнени и суммиру ющему входу .реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом схемы сравнени , а управл ющий вход реверсивного счетчика подключен к второму выходу генератора импульсов, The purpose of the invention is to expand the frequency range of measurements. 95 This goal is achieved in that the device for determining the standard deviation of random processes (in the first embodiment), comprising a pulse generator, a reversible counter and, a voltage source, a centering filter connected in series, a full-wave rectifier and a comparison circuit, the input of the centering filter is the input of the device, optionally contains a decoder and a multiplication unit, with the input of the decoder being dinine with the output of the reversible counter, and the output of the decoder is connected to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source and the input of the reference voltage of the comparison circuit, the first output of the pulse generator is connected to the synchronizing input of the comparison circuit and the summing input of the reversible counter, the subtracting input of which is connected to the output of the comparison circuit , and the control input of the reversible counter is connected to the second output of the pulse generator. In the second variant, ycTpovlcTBO for determining the standard deviation of random processes, comprising a pulse generator, a pulse counter, a source of reference voltage and a series-connected centering filter, a full-wave rectifier and a comparison circuit, the input of the centering filter being a device input, additionally containing an indicator, the output of the pulse counter is connected to the first input of the indicator and the input of the source of the reference voltage, the output of which is connected to the input of the reference voltage audio comparison circuit and the information WMOs row indicator, the first pulse generator output is connected to the synchronization input of a comparison circuit whose output is connected to the data input of the pulse counter, and a control input ations Ser pulse counter 1nen to the second output of the pulse generator. FIG. 1 shows a functional diagram of the device, in the first embodiment; in fig. 2 - the same, according to the second option. The device (Fig. 1) contains a centering filter 1, a comparison circuit 2, a source 3 of the reference voltage, a generator of pulses, a reversible 4 counter 5, a decoder 6, a multiplication unit 7, a full-wave rectifier 8. The device (Fig. 2) contains a centering filter 1 , comparison circuit 2, voltage source 3, pulse generator 4, pulse counter 5, indicator 6, full-wave rectifier 7 Device (, figure 1 works as follows. After centering with filter 1 and full-wave rectifying by block 8, rectifying variable state the normal or evenly distributed signal is fed to the comparison circuit 2, where it compares q with some analysis threshold o1 coming from the source of the reference voltage 3. Quantizing pulses from one of the outputs of generator A are fed to the summing input of the reversible counter 5. From the other the generator output with a given period T receives pulses at the installation input of the counter 5- At the subtractive input of this counter, the pulses from block 2 arrive if the voltage of the measured signal exceeds the analysis threshold. The period T is set in advance and determines the duration of the measurements. The higher the frequency of quantizing pulses f, the more accurate the measurements will be made. The volume of the counter is selected from the condition, and the summing input over time T records a number equal to N. During this time, the number of pulses o corresponding to the time of excess will be written off by a random signal of the analysis threshold. Thus, during the analysis time T, a number equal to N-n is always recorded in the counter. At a constant analysis threshold d, with an increase in power, and, consequently, the root mean square value of C, the time of the increase of f increases, and decreases with decreasing. In accordance with the change, the number n, written off from reverse, also changes. counter for time T. The analysis threshold is chosen in such a way that O n N. Just as t characterizes the time the signal exceeds the analysis threshold g, the time interval T, and n characterizes T, Nn characterizes T-T 59 3 in general, the rms value the signal depends (linearly or inferiorly) linearly) on the magnitude of the analysis threshold and relative to the time T / lT) in the simplest linear case 6 N,: K-dL -: - For example, for normal. N-n. law of distribution, 68, and for uniform cL 0.84. According to the results of the analysis of each period T, the number recorded in the counter (N – n) is fed to the decoder 6, which, depending on the law of races. of the signal in accordance with the decoding of the e6 function in the HeKOTOjSoe number. In the linear case, the decoder can be replaced by an amplifier with a gain of T, the result of the decoding, and the measurement threshold ct come into multiplication unit 7 which shows the rms value of the measured signal. The device (FigM) is obtained only in the case of a linear decoder 6. Such a device is suitable, for example, for measuring noise or loading of high-frequency linear paths. With non-linear decoders, this device becomes cumbersome. The device (Fig. 2) is organized according to the principle of the following system and operates as follows. As in the previous case, after centering, straightening and comparing the measured signal with the analysis level, the pulses arrive at the information input of the counter 5- During the time T between the pulses coming from the pulse generator to the installation input of the counter, the number of pulses , g: chiOi: ionic time f - excess-. a transduced signal of the threshold Ы and dependent on the analysis threshold and the rms value of the signal. If the rms value is constant, and the analysis threshold is oL-reduced, then that a greater number of pulses will be recorded in counter 5 during T, if the analysis threshold is increased, less. By changing the oL analysis threshold, it is possible to achieve that the specified number of pulses are recorded in the counter. 9 For each law of distribution of a random signal, there exists its own analysis threshold ot при at which the relative time to exceed this jt. i.-. the threshold; 1 -A. where is a constant of values, depending on the type of distribution law of the random signal. Thus, for a normal distribution, it is 0.32; for arcsine law 0.5; for uniform O, for exponential O, Zb8; for the distribution of rale 0.8. In this case, the analysis threshold cL is equal to the RMS value of the measured signal. The device (FIG. 2) monitors the analysis threshold Ы. The required number (i; depending on / on the distribution law is specified in counter 5 in advance, for example, if for a normal law. (Ju, 0.32 and if the sample size is taken, then the number recorded in the counter must be equal to 320. Thus, at each analysis period T, counter 5 compares the number of pulses at a certain current analysis threshold with a given one. If the number of pulses is larger (smaller than a given one, then the counter generates a reference voltage increase (decrease) at source 3 of the reference voltage) analytics. So it goes on until the specified number will not be written to the counter in time T. Then the number read from MHflMj aTjqpa 6 is the level of analysis that is numerically equal to the RMS value of the measured signal. The measurement accuracy of the device depends on the accuracy of measuring the ot and fb values. the implementation of the invention is as follows. For measuring and monitoring wideband high frequency signals (e.g., linear transmissions of RF transmission systems with a bandwidth of up to 25 MHz), the invention is feasible. The industrial ISH-P323 device can operate only up to 100 kHz. Digital readout devices for measuring rms at high frequencies are not produced. Therefore, the proposed devices allow the frequency range of measurements to be expanded. Claim 1, A device for determining environments of quadratic deflection of random processes, comprising a pulse generator, a reversible counter and a source of reference voltage, successively connected to a centering filter, full-wave. the rectifier and the comparison circuit, the input of the centering filter being the input of the device, characterized in that, in order to expand the frequency range of measurements, it further comprises a decoder and a multiplication unit, the decoder input connected to the output of the reversible counter, and the output of the decoder The key is connected to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source and the input voltage of the reference circuit of the comparison circuit, the first output of the pulse generator is connected to the synchronizing input One comparison circuit and a summing input of a reversible counter, the subtracting input of which is connected to the output of the comparison circuit, and a control input of the reversible counter connected to the second output of the pulse generator,
2.Устройство дл определени сре неквадратического отклонени случай95 8 ных процессов, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, источник опорного напр жени и последовательно соединенные центрирующий фильтр, двухполупериодный выпр митель и схему сравнени , причем вход центрирующего фильтра вл етс входом устройства , отличающеес тем, что, с целью расширени частотного диапазона измерений, оно дополнительно содержит-индикатор, причем выход счетчика импульсов соединен с управл ющим входом индикатора и входом источника опорного напр жени , выход которого подключен к входу опорного напр жени схемы сравнени и информационному входу индикатора, первый выход генератора импульсов соединен с . синхронизирующем входом схемы сравнени , выход к горой подключен к информационному входу счетчика импульсов , а управл ющий вход счетчика импульсов соединен с вторым выходом генератора импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Новинский А. Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов. М., Энерги , 1979, с.. 2,Авторское свидетельство СССР ff 2788 6, кл. G Об G 7/52, 1967 (прототип).2. A device for determining the mean-square deviation of a case of 95 processes, comprising a pulse generator, a pulse counter, a reference voltage source and a series-connected centering filter, a full-wave rectifier and a comparison circuit, the input of the centering filter being a device input, characterized in that In order to expand the frequency range of measurements, it additionally contains an indicator, the output of the pulse counter is connected to the control input of the indicator and the input of the source the reference voltage, the output of which is connected to the input of the reference voltage of the comparison circuit and the information input of the indicator, the first output of the pulse generator is connected to. the synchronization input of the comparison circuit, the output to the mountain is connected to the information input of the pulse counter, and the control input of the pulse counter is connected to the second output of the pulse generator. Sources of information taken into account in the examination 1, Novinsky A.N., Zhovinsky V.N. Engineering rapid analysis of random processes. M., Energie, 1979, p. 2, USSR Copyright Certificate ff 2788 6, cl. G About G 7/52, 1967 (prototype).
1 1 I I1 1 I I