Устройство для определения моментов появления экстремумов

 

Устройство для определения моментов появления экстремумов относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в цифроаналоговых вычислительных машинах, цифровых измерительных приборах, устройствах автоматики для преобразования аналоговой информации в цифровую форму. В изобретении решается задача повышения надежности устройства. Устройство содержит блоки 1 и 2 сравнения, преобразователь 3 код-напряжение, источник 4 опорного напряжения, блок 5 вычитания, реверсивный счетчик 6 импульсов, блок 7 дифференцирования, элемент 8 задержки, нуль-орган 9. компаратор 10. элементы 11 и 12 совпадения, элемент НЕ 13 и запоминающий регистр 14.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 5/153

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883898/21 (22) 16.11,90 (46) 07.12.92. Бюл. № 45 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) И. Г. Дорух (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1051696, кл. Н 03 К 5/153, 1982, 2. Авторское свидетельство СССР № 1272488, кл. Н 03 К 5/153, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МОМЕНТОВ ПОЯВЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ (57) Устройство для определения моментов появления экстремумов относится к аналого-цифровой вычислительной технике и моSU 1780159 А1 жет быть использовано в цифроаналоговых вычислительных машинах, цифровых измерительных приборах, устройствах автоматики для преобразования аналоговой информации в цифровую форму. В изобретении решается задача повышения надежности устройства. Устройство содержит блоки 1 и 2 сравнения, преобразователь 3 код-напряжение, источник 4 опорного напряжения, блок 5 вычитания, реверсивной счетчик 6 импульсов, блок 7 дифференцирования, элемент 8 задержки, нуль-орган 9, кампаратор 10, элементы 11 и 12 совпадения, элемент НЕ 13 и запоминающий регистр 14. 2 ил.

778 7

1700159

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в цифроаналоговых машинах, цифровых измерительных приборах, устройствах автоматики для преобразования аналоговой информации в цифровую форму.

Известно устройство для определения моментов появления экстремумов, содержащее первый и второй блоки сравнения, источник опорного напряжения, блок вычитания, преобразователь код — напряжение, запоминающий регистр, реверсивный счетчик импульсов, блок дифференцирования, нуль-орган, первый и второй элементы совпадения и элемент ИЛИ, в котором входная шина соединена с входом блока дифференцирования и с первыми входами блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом преобразователя код-напряжение и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — с вторым входом второго блока сравнения, прямой вход реверсивного счетчика импульсов соединен с Выходом первого блока сравнения и с первым входом первого элемента совпадения, инверсный— с выходом второго блока сравнения и с перВым входом второго элемента совпадения, а Выходы разрядов — с Входом преобразователя код — напряжение и с соответствующими информационными входами регистра, вход управления записью которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход является цифровым выходом устрсйства, D;,oä нуль-органа соединен с выходом блока дифференцирования, а Выход — c вторыми Входами элементов совпадения, Выходы которых явлистся выходами устройства и соединены с входами элемента ИЛИ (1).

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная несовпадение ВО времени импульсов с выхода нуль-органа с импульсами с выходов блока сравнения, если значения экстремумов не совпадают ни с одним из уровней квантования.

Наиболее близким пс технической сущ" ности к предлагаемому является устройство для Определения моментов появления экстремумов, содержащее первый и Второй блоки сравнения, источник опорного напряженил, блок Вычитания, преобразователь код-напряжение, эапсмина сщих регистр, реверсивный счетчик импульсов, блок дифференцирования, первый и второй элементы совпадения, нуль-орган и триггер, в котором входная шина соединена с входом блока дифференцирования и с первыми вхо5

1О

ЗО

4О

55 дами блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом преобразователя код — напряжение и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — с вторым входом второго блока сравнения, прямой вход реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом первого блока сравнения и с первым входом триггера, инверсный — с выходом второго блока сравнения и с вгсрым входом триггера, а выходы разрядов— с соответствующими входами преобразователя код — напряжение и с соответствующими информационными входами регистра. вход управления записью которого соединен с выходом нуль-органа и с вторыми входами элементов совпадения, а выход является цифровым выходом устройства, вход нуль-органа соединен с выходом блока дифференцирования, первые входы первого и второго элементов совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера, а выходы являются выходами устройства (2).

Недостатком этого устройства является

Относительно низкая надежность, обусловленная тем, что.устройство определяет не

Все моменты появления экстремумов, если значения следующих друг за другом экстремумов отличаются менее чем на шаг квантования.

Цель изобретения — повышение надежНОСТИ УСТРОЙС гва, Цель достигается тем, что в устройство для определения моментов появления экстремумов, содержащее первый и второй блоки сравнения, источник Опорного напряжения, блок Вычитания, преобразователь код-напряжение, запоминающий регистр. реверсивный счетчик импульсов, блок дифференцирования, первый и второй элемен-. ты. совпадения и нуль-орган, В котором

Входная шина соединена с входом блока дифференцирования и с первыми Входами блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом преобразователя код-напряжение и первым Входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — c вторым входом

Второ О бЛОКа СраВНЕНИя, ПряМОй И ИНВЕрСный ды реверсивного счетчика импульСОВ г .ДИНЕНЫ С ВЫХОДВМИ СООтВЕтСтВЕННО первого и Второго блоков сравнения, а выходы разрядов — с соответствующими входами преобразователя код — напряжен 1е и с соответствующими информаци Онн ы ми BxG дами регистра, выход которого явл1ется цифровым ВыхОдОм устройства, Вход льоргана соединен с выходом блока дифференцирования, а выход — с входом управления записью регистра и вторыми входами элементов совпадения, выходы которых являются выходами устройства, введены элемент задержки, компаратор и элемент НЕ, первый вход компаратора соединен с выходом блока дифференцирования и входом элемента задержки, второй — с выходом элемента задержки, а выход — с первым входом первого элемента совпадения и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадения.

Совокупность введенных элементов и связей не является самостоятельным устройством. Вместе с остальными элементами и связями устройства она обеспечивает достижение положительного эффекта — повышение надежности устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блоки 1 и 2 сравнения, преобразователь 3 код — напряжение, источник 4 опорного напряжения, блок 5 вычитания, реверсивный счетчик 6 импульсов, блок 7 дифференцирования, элемент 8 задержки, нуль-орган 9, компаратор 10, элементы 11 и 12 совпадения, элемент НЕ 13 и запоминаюший регистр 14.

Перзые входы блоков 1 и 2 соединены с входной шиной и с входом блока 7, выход которого соединен с входами элемента 8, нуль-органа 9 и первым входом компаратора 10. Второй вход блока 1 соединен с выходом преобразователя 3 и первым входом блока 5, второй вход которого соединен с выходом источника 4, а выход — с вторым входом блока 2. Прямой и инверсный входы счетчика 6 соединены с выходами блоков 1 и 2 соответственно, а выходы разрядов — с соответствующими входами преобразователя 3 и с соответствующими информационными входами регистра 14, выход которого является цифровым выходом устройства, а вход управления записью соединен с выходом нуль-органа 9 и вторыми входами элементов 11 и 12. Второй вход компаратора 10 соединен с выходом элемента 8, а выход — с входом элемента HF

13. Первые входы элементов 11 и 12 соединены соответственно с входом и выходом элемента НЕ 13, а выходы являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом..

Входной сигнал (фиг, 2а, кривая 1) поступает на вход блока 7 и первые входы блоков 1 и 2. На выходе блока 7 образуетсл

40 л5

55 сигнал, пропорциональны:. производной входного сигнала (фиг. 26), который поступает на входы элемента 8, нуль-органа 9 и первый вход компаратора 10, Задержанный элементом 8 на незначительное время Лг сигнал (фиг, 2б. пунктир) поступает на второй вход компаратора 10. На выходе компаратора 10 формируется сигнал, уровень которого соответствует логической "1", если разность сигналов на его первом и втором входах не больше нуля, и соответствующий логическому "0", если эта разность больше нуля (фиг. 2в}. Сигнал с выхода компаратора

10 поступает на первый вход элемента 11 и на вход элемента НЕ 13. Элемент HE 13 осуществляет логическую инверсию сигнала с выхода компаратора 10. Результат инвертирования (фиг. 2г) поступает на первый вход элемента 12.

На выходе преобразователя 3 формируется напряжение, уровень которого соответствует численному значению кода на выходах оазрядов счетчика 6 и информационных входах регистра 14 и преобразователя 3, Это напряжение поступает на второй вход блока 1 и первый вход (вход уменьшаемого) блока 5. На второй вход (вход вычитаемого) блока 5 с выхода источника 4 поступает напряжение, уровень которо о равен одному ша.-у квантования преобразователя 3, На выходе блока 5 и втором входе блока 2 формируется напряжение, уровень которого равен,;:азности напряжений на входах блока 5, Таким образом. уровни срабатывания блоков 1 и 2 различаются на один шаг квантования преобразователя 3.

Если при увеличении входного сигнала достигается уровень срабатывания блока 1, то последний срабатывает и формирует импульс(фиг. 2д}, который, поступая на прямой вход счетчика 6, увеличивает его содержимое на единицу, что приводит в свою очередь к увеличению на один шаг квантования выходного напряжения преобразователя 3 (фиг. 2 а, кривые 2 и 3), а следовательно, и уровней срабатывания блоков 1 и 2. При понижении входного сигнала до уровня срабатывания блока 2 последний cpaG;.Tûâàeò и формируе-. импульс (фиг. " е). который, поступая на инверсный вход счетчика 6, уменьшает его содержимое на единицу, что в свою очередь приводит к уменьшению на один шаг выходного напряжения преобразоватегя 3 (фиг. 2а), а следовательно, и уровней срабатывания блоков 1 и 2. В результате содержимое счетчика 6 с погрешностью, не превышающей шага квантования, равно численному значению уровня входного сигнала.

10

В моменты t>, tz, u, t4 прохождения сигналом с выхода блока 7 (фиг. 2 б) нулевых значений (в моменты появления экстремумов входного сигнала) нуль-орган 9 формирует импульсы (фиг. 2 ж), которые поступают иа вход управления записью регистра 14 и на вторые входы элементов 11 и 12.

В моменты достижения входным сигнзлам максимумов (t<, тз) сигнал с выхода компзраторз 10 (фиг. 2 в) обеспечивает прохождение импульсов с выхода нуль-органа 9 на выход элемента 11 (фиг. 2 з), а в моменты достижения входным сигналом минимумов (t2, tq) сигнал с выхода элемента

НЕ 13 (фиг. 2 г) обеспечивает прохождение импульсов с выхода нуль-органа 9 нз выход элемента 12 (фиг. 2 и). Одновременно с прохождением импульсов, соответствующих моментам появления экстремумов входного сигнала, нз выходы элементов 11 и l2 импульсы с выхода нуль-органа 9 поступают нз вход управления записью регистра 14 и осуществляют запись в регистр 14 кадогрзммы значения входного сигнала с выхода счетчика б.

Отметим, что в устройстве-прототипе в случае, если значения следующих друг за другам экстремумов отличаются не более чем на шаг квантования, фиксируется только первый из них, тзк как к остальным входящий в состав прототипа триггер нечувствителен. Тзк, например, в приведенной на фиг. 2 а реализации входного сигнала экстремумы, соответствующие моментам времени и тз, не могут быть определены прототипом, Предлагаемое устройство чувствительна ко всем экстремумам независима от их знзчеиий. Эта повышает надежность предлагземага устройства па сравнению с прототипом, Формула изобретения . Устройства для определения моментов появления экстремумов, содержащее первый и второй блоки сравнения, преабразовзтель код-напряжение, запоминающий регистр, реверсивный счетчик импульсов, блок дифференцирования, первый и второй элементы совпадения и нуль-орган, при атом входнзя шина соединена с входом блока дифференцирования и с первыми входами блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом преобразователя код-напряжение„вход сложения и вход вычитания реверсивис-а счетчика импульсов соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, а выходы разрядов — c соответствующими входами преобразователя каднапряжение, выход регистра является цифаавым выходом устройства, вход нульоргана, соединен с выходом блока диффереициравзния, а выход- с первыми входами элементов совпадения, выходы которых являются выходами устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены источник опорнога напряжения, блок вычитания, элемент задержки, элемент НЕ и кампаратор, первый вход которого соединен с выходом блокз дифференцирования и входам элемента задержки, второй — с выходом элемента задержки, а выход — с вторым BxoEloM первого элемента совпадения и через элемент HE— с вторым входом второго элементе совпадения, выход истачнлка опорного напряжения соединен с первым входом блока вычитания, втарсй вход которого соединен с выходам преобразователя кад — напряжение, з выход подключен к второму входу втораг0 блока сравнения, информационные входы эзпомлнающега регистра соединены поразрядно с выходами реверсивного счетчика, а вход управления записью — с выходом нульоргана.

1780159.г

Составитель М, Леонова

Техред M,Moðãåêòàë Корректор А. Козориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4440 — Тираж Подписное

ВНИИПИ Г

И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5