Многоканальное селективное измерительное устройство
МНОГОКАНАЛЬНОЕ СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее компараторы по числу каналов, первый вход каждого из которых подключен к соотствующему информационному входу устройства, второй вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, выходы компараторов соединены соответственно с первыми входами первых элементов И, генератор тактовых.импульсов , запускающий вход которого является входом запуска устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетньм входом первого счетчика , R-вход которого соединен с Rвходами регистра последовательного приближения, генератора тактовых импульсов и выходом первого элемента ИШ1, первый вход которого подключен к установочному входу устройства, второй вход - к выходу переноса регистра последовательного приближения , D-вход которого соединен с выходом Заем второго счетчика, R-вход которого подсоединен к С-входу регистра последовательного приближения и третьему выходу постоянного запоминающего устройства, второй вход которого соединен со счетньм входом третьего счетчика, выходы которого подключены к адресным входам первого мультиплексора, выходом соединенного со счетньм входом второго счетчика, С-вход которого подключен к R-входам третьего счетчика, к первому выходу постоянного запоминающего устройства и R-входам триггеров по числу каналов , выходы первого счетчика соединены с первыми входами постоянного запоминающего устройства, вторые входы которого подключены к управляющим входам устройства., отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй и третий муль (Л типлексоры, второй элемент И, регистр и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к С-входу регистра, D-входы которого соединены с выходами второго мультиплексора, первыми входами подсоединенного к управляющим входам устройства, вторм и входами - к выел ходам второго счетчикаj D-входы которого подключены к выходам регистф ра и первым входам третьего мультиплексора , вторые входы которого соединены с выходами регистра последовательного приближения, выходы - с входами цифроаналогового преобразователя и информационным выходом устройства , управляющий вход - с шестьм выходом постоянного запоминающего устройства , первые адресные входы которого соединены с выходами третьего счетчика, вторые адресные входы с вторыми управляющими входами устройства , входы первого мультиплексора соединены с выходами устройства и выходами триггеров,D -входы которых
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И АВТОРСКОМ,Ф С ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3567730/24-24 (22) 10.01.83 (46) 23.04.85 Бюл. В 15 (72) А.В.Апыхтин, В.И.Рабинович, В.А.Трушин и М.П.Цапенко (71) Новосибирский электротехнический институт (53) 681 396(088.8) (56) . Авторское свидетельство СССР И- 849816, кл. 6 06 F 15/46, 1981. Авторское свидетельство СССР У 849153, кл. С Об Р 15/46, 1981. (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее компараторы по числу каналов, первый вход каждого из которых подключен к соотствующему информационному входу устройства, второй вход — к выходу цифроаналогового преобразователя, выходы компараторов соединены соответственно с первыми входами первых элементов И, генератор тактовых.импульсов, запускающий вход которого является входом запуска устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетньию входом первого счетчика, Р -вход которого соединен с Р— входами регистра последовательного е приближения, генератора тактовых импульсов и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к установочному входу устройства, второй вход — к выходу переноса регистра последовательного приближения, В -вход которого соединен с выходом "Заем" второго счетчика, Р -вход которого подсоединен к С-входу регистра последовательного приближения и третьему выходу постоянного запоминающего устройства, второй вход кото„„SU„„3 35199() А рого соединен со счетным входом третьего счетчика, выходы которого подключены к адресным входам первого мультиплексора, выходом соединенного со счетным входом второго счетчика, С-вход которого подключен к R-входам третьего счетчика, к первому выходу постоянного запоминающего устройства и к-входам триггеров по числу каналов, выходы первого счетчика соединены с первыми входами постоянного за— поминающего устройства, вторые входы которого подключены к управляющим входам устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй и третий мультиплексоры, второй элемент И, регистр и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к С -входу регистра, 3-входы которого соединены с выходами второго мультиплексора, первыми входами подсоединенного к управляющим входам устройства, вторыми входами — к вы- ® ходам второго счетчика, 11-входы ко- CA торого подключены к выходам регистра и первьм входам третьего мульти -, C© плексора, вторые входы которого сое- {© динены с выходами регистра последова- тельного приближения, выходы — с входами цифроаналогового преобразователя и информационным выходом устройства, управляющий вход — с шестым выходом постоянного запоминающего уст- ф ройства, первые адресные входы которого соединены с выходами третьего счетчика, вторые адресные входы— с вторыми управляющими входами устройства, входы первого мультиплексора соединены с выходами устройства и выходами триггеров, 3 -входы которых 1151990 ва. 25 подключены к входу логической единицы устройства, С -входы - к соответствующим выходам HeðBûõ элементов И, вторые входы которых подключены к четвертому выходу постоянного запоминающего устройства, пятый выход которого соединен с реверсивным входом второго счетчика, управляющим Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах оптимального управления и статической обработки сигналов. Цель изобретения — расширение области применения устройства. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — 5 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства. Предлагаемое устройство содержит И компараторов 1, N первых элементов И 2, N триггеров 3, первый мультиплексор 4, третий счетчик 5, второй элемент И 6, второй элемент ИЛИ 7, третий мультиплексор 8, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, второй мультиплексор 10, регистр 11 второй счетчик 12, первый счетчик 13, генератор 14 тактовых импульсов (ГТИ) 14, первый элемент ИЛИ 15, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 16, регистр 17 последовательного приближения. Устройство работает следующим образом. Входные величины Х,, Х,..., Х поступают на первые входы компараторов 1, на вторые входы которых подается от ЦАП 9 общая уравновешивающая величина Х . Внешнее устройство устанавливает код режима (его номер) на входах "Код режима устройства", который поступает на старшие разряды адреса ПЗУ 16, таким образом выбирается зона ячеек ПЗУ, в которых записано состояние его выходов в соответствии с временными диаграммами для каждого режима. При последовательном опросе ячеек внутри зоны номер такта временной диаграммы соответствует младшим входом второго мультиплексора и первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу переполнения третьего счетчика, а выход — к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с управляющим входом устройст2 ,разрядам адреса ПЗУ, которые задаются счетчиком 13 (необходим счетчик по модулю, равному числу ячеек ПЗУ в .зоне). С помощью счетчика 5 на выход мультиплексора 4 последовательно передаются состояния триггеров 3, при этом число импульсов на выходе мультиплексора 4 равно числу сработавших каналов, которое подсчитывается счетчиком 12. В режиме определения ранговой статистики счетчик 12 одновременно служит и сравнивающим устройством. Предварительно в него записывается код ранга К и счетчик переводится в режим вычитания. Если число сработавших каналов пЪК, то появляются сигнал "0" на выходе "Заем" счетчика и сигнал " 1" в противном случае. При этом на следующей ступени уравновешивания выходной код регистра 17 изменяется в соответствии с предыдущим состоянием D-входа, т.е. в зависимости от состояния выхода "Заем" счетчика 12. В режиме "Ранг" внешнее устройство устанавливает на входах "Код режима" и "Коды установок" устройства начальный адрес ПЗУ и код R. Затем формируЗО ет импульсы "Начальная установка", "Запись уставок" (при этом код R зайисывается в регистр 11) и "Пуск". От ГТИ 14 на счетчик 13 начинают поступать импульсы и на выходах ПЗУ фор— 35 мируется последовательность сигналов в соответствии с временной диаграммой (фиг, 2), при этом младшая часть адреса ПЗУ изменяется от 0 до 2N+5 (N — число каналов). 40 На каждой ступени поразрядного . уравновешивания происходит следующее. На первом такте формируется импульс на первом выходе ПЗУ, который устанав1151990 ливает триггеры 3 и счетчик 5 в "0", а в счетчик 12 записывается код R. На втором такте формируется импульс на четвертом выходе ПЗУ, который поступает на C. — âõîäû триггеров 3 сра- 5 ботавших каналов (т.е. тех, в которых Х; Х ), что вызывает появление " 1" на их выходах (так как на 0-вхоI ды подан сигнал "1") . Далее на втором выходе ПЗУ формируется серия . импульсов опроса каналов, которая занимает 2N тактов ГТИ 14. На 2N+ +5-м такте импульс с третьего выхода ПЗУ вызывает смену выходного кода регистра 1?, в зависимости от результата сравнения R и ь (число сработавших каналов) этот код преобразуется в Х„ и начинается следующая ступень уравновешивания. По окончании ступени на выходе переполнения регистра 17 возникает импульс, действие которого аналогично действию импульса "Начальная установка". На временной диаграмме (фиг. 3) показан пример процесса уравновешивания для случая N=S, R=5 при 6-разрядном преобразовании. На первой ступени уравновешивания .выходной код регистра 17 равен 100000, т. е. Х1,=Х „/2 (половина диапазона измере- ЗО ния). Число сработавших на этой ступени каналов равно 4, т.е. меньше R=5. На выходе "Заем" счетчика 12 появляется "1" и на следующей ступени Х„ увеличивается. На второй ступе- 35 ни выходной код 110000, а Х =Х"„.+ Х „„/4 и т.д. в соответствии с фиг.3. На шестой ступени Х отличается от значения входной величины, имеющей пятую. ранговую статистику (в данном 40 примере Х.), на величину, не превышающую шага квантования по уровню. Режим "Иинимум" реализуется в режиме "Ранг" нри R=1 так как минимум -. первая ранговая статистика. 45 Режим "Иаксимум" реализуется в режиме "Ранг" при R=N, так как последняя ранговая статистика — максимуме В режиме "Ближайший к заданному" 5р ранг R значения Х;, ближайшего к заданному уровню Х,, по смыслу равен числу значений Х;, меньших Х,. Поэтому режим "Ближайший к заданному" вводится к режиму "Ранг" при R=n, 55 где, т — число каналов, сработавших при Х„=Х,. Внешнее устройство устанавливает .код режима и код значения установки Х, затем формирует импульсы "Начальная установка", "Запись уставок" и "Пуск". На выходах ПЗУ 16 формируются сигналы в соответствии с временной диаграммой (фиг. 4). По сигналу "1" на пятом выходе ПЗУ 16 с помощью мультиплексора 10 íà D-входы регистра 11 подключаются выходы счетчика 12, а сам счетчик переводится в режим суммирования импульсов. С помощью мультиплексора 8 на входы ЦАП 9 подключаются выходы регистра 11 ("0" — на шестом выходе ПЗУ).и на выходе ЦАП формируется уравновешивающая величина Х =Х . На первом такте импульс с первого выхода ПЗУ 16 устанавливает триггеры 3 в "0", на втором такте импульс с третьего выхода ПЗУ устанавливает в "0" счетчик 12. Далее по импульсу с четвертого выхода ПЗУ триггеры 3 переходят в состояние "1" сработавших каналов и с помощью счетчиков 5 и 12 и мультиплексора 4 осуществляется их опрос. В конце цикла опроса (2N+5-й такт) в счетчике 12 записывается число сработавших каналов (ранг ближайщего к заданному Х, значения Х,)., которое по импульсу переполнения счетчика 5 переписывается в регистр 11. Затем счетчик 12 переводится в режим вычитания, мультиплексоры переключаются в состояния для режима "Ранг" и начинается цикл уравновешивания в соответствии с фиг. 2 и 3, т.е. устройство переходит в режим "Ранг". К конце цикла измерения код в регистре 17 соответствует значению Х;, ближайшему к заданному Х . В режиме "Допусковый контроль" входы регистра 1 1 с помощью мультиплексора 10 подключаются íà входы "Коды уставок" устройства, а выходЫ с помощью мультиплексора 8 — на входы ЦАП 9. Внешнее устройство устанавливает на входах "Коды установок" код нижней уставки X,. и формирует импульсы "Начальная установка", "Запись уставок" и "Пуск" (фиг. 5). Код нижней уставки из: регистра 11 поступает на входы ЦАП 9 и преобразуется в 1 компенсирующую величину Х„=Х,. На первом такте уровень "1™ с четвертого выхода ПЗУ 16 открывает элементы И 2 и на .С-входах триггеров 3 сработавших каналов (т.е. тех, в которых Х;сХ, 1151990 В формирует перепад "0-1". На втором такте все триггеры 3 устанавливаются в "0" импульсом с первого выхода ПЗУ 16. Далее внешнее устройство, сменив код уставки Х" на код верхней устава И ки Х, формирует второй импульс Запись уставок". Этот код преобразуется в величину Х„=Х . При этом возникает .й перепад "0-1" на С-входах триггеров 3 4 только тех каналов,в которых Х <Х;4Х, 10 .так как.компараторы каналов с Х;(Х находятся в состоянии "I". Таким образом на выходах "Номера каналов" устройства сигнал " 1" соответствует каналам, величины Х;. которых лежат в 1 заданных границах. 6 режим "Иеньшего заданного" реализуется в режиме "Допусковый контроль npH X O, X X». Режим "Больше заданного" реализуется в режиме "Допусковый контроль" I а» при Х =Xy Хр=Х Таким образом, предлагаемое устройство реализует режимы поиска заданной ранговой статистики, максимума, ми нимума, ближайшего к заданному значению в темпе поразрядного уравновешивания, резйвая поиска каналов со значениями входныхвеличин,больших, меньших заданных значений, лежащих в заданных границах,задва такта, что обеспечивает расширения области его применения.. 1.151990 Я мера .аюояоУ Роли pcs ,.йк gsamum 59&8/78 HZ/У А о gL /РУ Л аР .4П/Фб п Фиг f Ябж. УСЮ Хтих ° ) М таится Атиса фС/77. бууж ймх. ЛМ 1 г Х2х Хдх X4Х Х7Х Кто г 1151990. 1151990 Иочальная усмона44а 7апиеа усг аРок Ларек Ю . пзуу Ранг Начал ьнор усп онабка Яап lСь у; тт О /ак ПусN gait. /739 f Фиг. 5 Заказ 2326/39 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель Д.Хачккян Редактор Л.Гратилло Техред Ж.Кастелевич Корректор. А.Обручар
