Файл: Калинчук, Б. А. Анализаторы инфразвуковых случайных процессов.pdf

Схема, поясняющая работу прибора (блока накопления) BHR, приведена на рис. 1-55. Здесь показан коммутатор, управляющий в режиме считывания информации из оперативного запоминающего устройства усилителями магнитоуправляемых контактов УM l УМ 100. В каждом положении коммутатора один усилитель работает в режиме с насыщением, что вызывает срабатывание связанного с ним контакта М. Поступающая от блока умножения БУ информация представляет собой ступенчатую биполярную функцию, длитель­ ность каждой ступеньки которой определяет время заряда t3ap под­ ключенной в данный момент к общей шине емкости CI -ч- С100. Постоянная времени каждого фильтра тзар определяется номина­ лом емкости (С1 = С2 = . . . = С100) и значением зарядного со­ противления І?эар.

Эквивалентная постоянная времени заряда тзар. экв выбирается из условия достаточно слабого «отслеживания» нижней спектраль­ ной составляющей инте­ грируемого сигнала,т. е.

Значение Q определяется длительностью tn ступенек напряже­

спектроанализатора 4 ап и полным интервалом времени считывания и перезаписи информации из оперативной памяти во все ячейки BHR:

Q _ ^зап -f~ ^сч

Если BHR построен на п фильтрах нижних частот, а узел опе­ ративной памяти устройства имеет при этом токе п ячеек, то

tc4 fttyi >

^зап ПТЛ,

где Тя —■период частоты дискретизации входных сигналов при­ бора.

99

Частота дискретизации /д выбирается в зависимости от спектра процессов, интервалов их корреляции и заданной точности интер­ поляции R (т) по дискретным данным. Чем шире спектр входных сигналов, тем выше выбирается частота его временной дискретиза­ ции. Для подсчета Qmin выбираем /дтах = 1/7"д ті|1:

С другой стороны, запишем выражение, определяющее выбор соотношения между /п и тзар из условия обеспечения линейности

протекания заряда емкостей БН R за время однократного подклю­ чения. Обеспечение линейности заряда необходимо в силу того, что выходное напряжение БУ, как было показано выше, при из­ менении значений мгновенных произведений сигналов в у ■= = £ t/\. t раз само по величине не меняется. При этом проис­

ходит лишь автоматическая схемная перестройка цепей заряда емкостей Б Нн, причем тзар при увеличении значения мгновенного произведения выборок сигналов в у раз во столько же раз умень­ шается. При линейном характере протекания процесса заряда это обеспечивает накопление на емкости в у раз большего напряжения.

Положив, что нелинейность скорости протекания процесса за­ ряда, т. е. разность производных напряжения на С в начале 0 С

0 СІ=І. = j t {UBX(1 —exp ( —thгзар)) ,

решим разностное уравнение относительно тзар. При этом прибли­ женно можно записать:

100

ного сопротивления, определим величину дополнительного сопро­ тивления /?д0П, подключаемого параллельно R 3Bp в тех случаях, когда выборка сигнала х (t) оказывается в высшем интервале кван­ тования:

Подключение Ддоп производится магнитоуправляемым контак­ том М101, управляемым через усилитель схемой сложения при ад­ ресации информации из оперативной памяти прибора в БУ.

1-6. Устройства индикации и регистрации результатов корреляционного анализа

Вывод результатов — последняя стадия корреляционных изме­ рений — в зависимости от избранных для этого средств оказывает существенное влияние на схемное решение и конструктивное по­ строение коррелометра.

Вычисленная корреляционная функция выводится на индика­ торные приборы либо регистрируется в виде графика или таблицы в определенном интервале относительного сдвига т с помощью са­ мопишущих, цифропечатающих или перфорирующих устройств.

Выбор тех или иных средств индикации и регистрации корреля­ ционных функций в первую очередь определяется целью корреля­ ционного анализа, назначением коррелометра и условиями исполь­ зования результатов корреляционных измерений. В коррелометрах, обрабатывающих случайные процессы, зарегистрированные на раз­ личных носителях (магнитная лента, диаграммная бумага, кино­ лента, теневой график, перфокарты), результаты измерений обычно регистрируются самопишущими или цифропечатающими устройст­ вами. Целесообразно также применение перфорирующих устройств, если результаты корреляционного анализа должны быть использо­ ваны в качестве исходных данных для универсальных ЭЦВМ.

В коррелометрах экспресс-анализа с непосредственным вводом данных обычно предусматриваются встроенные показывающие при­ боры (электронно-лучевая трубка, цифровое табло, стрелочный прибор), либо результаты в процессе и по окончании измерений вы­ водятся на внешний электронный осциллограф или цифровой вольт­ метр. Для документирования и проверки результатов экспрессанализа в коррелометрах этого вида также могут применяться ре­ гистрирующие устройства; при этом одновременно обычно реги­ стрируются и исследуемые случайные сигналы.

101

Иногда выбор средств индикации результата измерений зависит от метода вычисления корреляционной функции. Так, например, в некоторых знакосочетательных коррелометрах применяются элек­ тромеханические счетчики импульсов [134], а в электронном кор­ реляторе [135], определяющем первые шесть коэффициентов раз­ ложения корреляционной функции в ряд Лагерра, используется специальная приставка — «синтезатор корреляционных функций»— для автоматического построения графика на экране осциллографа.

Использование аналоговых или цифровых средств индикации и регистрации результата обычно связано с типом применяемого ариф­ метического устройства, хотя в некоторых коррелометрах преду­ смотрен вывод результатов и в аналоговой и в цифровой форме.

Включение какого-либо регистрирующего прибора требует со­ ответствующего построения выходных цепей коррелометра (вклю­ чения согласующих звеньев усилителей). В свою очередь, в неко­ торых приборах регистрирующие устройства используются и как функциональные элементы вычислительного устройства, например, для задания относительной временной задержки случайных сигна­ лов (в корреляторе КА-2 [14]).

В коррелометрах инфранизкочастотного диапазона в качестве устройств индикации результата обычно используют следующие элементы: встроенную электронно-лучевую трубку ЭЛТ или внеш­ ний осциллограф, стрелочный прибор, цифровое табло, электро­ механические счетчики.

Для регистрации результатов анализа здесь обычно использу­ ются: самописцы, шлефные осциллографы, цифропечатающие ма­ шинки, перфораторы.

Электронный осциллограф является наиболее удобным средст­ вом индикации результатов корреляционных измерений вследствие широкого распространения этих приборов, простоты обращения, возможности визуального наблюдения промежуточных и оконча­ тельных результатов измерений. При соответствующей калибровке осциллограф может использоваться не только для качественных, но и для количественных оценок значений R (т). Электронный ос­ циллограф может применяться в комплекте с коррелометрами, вы­ числяющими непосредственно корреляционную функцию [14], функцию знаковой корреляции, коэффициенты разложения корре­ ляционной функции в ряд по полиномам Лагерра [135]. Электрон­ ный осциллограф является незаменимым индикаторным прибором при разделении сигналов по форме [135]. Применение осциллографа совместно с многоканальными цифровыми коррелометрами также полезно, однако в этом случае необходимо обеспечить вывод резуль­ татов измерений в аналоговой форме.

Применение электронного осциллографа или встроенной элек­ тронно-лучевой трубки в многоканальных коррелометрах экспрессанализа оказывает большое влияние на улучшение эксплуатацион­

102