Устройство для определения максимального значения

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, блок задержки, первый ключ, первый счетчик, первый регистр, блок сравнения и цифроаналоговый преобразователь , причем выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и с входом блока задержки , второй вход первого ключа является входом устройства, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, первый выход блока задержки соединен с входом сброса первого счетчика. Устройство отличается тем, что в него введены группа регистров , второй ключ, второй счетчик, второй регистр, элемент И, алгебраический сумматор и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход - с синхровходом первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя и с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с группами информационных входов первого и второго регистров и с выходами алгебраического сумматора, входы которого подключены соответственно к выходам второго регистра, первого счетчика и последнего регистра группы, выходы первого счетчика соединены с информационными входами первого регистра группы, регистры группы соединены последовательно по информационным входам/выходам, а их синхровходы объединены, соединены с синхровходом второго регистра и с вторым выходом элемента задержки, выход переполнения.второго счетчика соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с входом сброса второго счетчика и является входом начальной установки устройства , а прямой выход подключен к упраеляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом цифроэналогового преобразователя , а выход является выходом устройства. 1 ил. V fe 00 ел о ел о

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 06 6 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883102/24 (22) 15.11,90 (46) 15.05.93, Бюл. N 18 (71)Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С.Ж.Кишенский, Н.С,Вдовиченко, А.Я.Крекер и О.Ю,Христенко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 127381.6, кл. G 06 6 7/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1191921, кл, G 06 G 7/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1508244, кл. G 06 G 7/02, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МАКСИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, блок задержки, первый ключ, первый счетчик, первый регистр, блок сравнения и цифроаналоговый преобразователь. причем выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и с входом блока задержки, второй вход первого ключа является входом устройства, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, первый выход блока задержки соединен с входом сброса первого счетчика. Устройство отличается тем, что в него введены группа регистров, второй ключ, второй счетчик, второй регистр, элемент И, алгебраический суммаИзобретение относится к вычислительной технике, Целью изобретения является повышение точности работы устройства., 5U,» 1815656 А1 тор и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход — с синхровходом первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя и с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с группами информационных входов первого и второго регистров и с выходами алгебраического сумматора, входы которого подключены соответственно к выходам второго регистра, первого счетчика и последнего регистра группы, выходы первого счетчика соединены с информационными входами первого регистра группы, регистры группы соединены последовательно по информационным входам/выходам, а их синхровходы объединены, соединены с синхровходом второго регистра и с вторым выходом элемента задержки, выход переполнения.втоыюай рого счетчика соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с входом сброса второго счетчика и является входом начальной установки уст- (Л ройства, а прямой выход подключен к управ- (3Ь ляющему входу второго ключа, (Л информационный вход которого соединен с, О выходом цифроаналогового преобразователя, а выход является выходом устройства. 1 ил.

° аавюЬ

На чертеже представлена структурная схема устройства для определения максимального значения.

Устройство для определения максимального значения содержит генератор 1

1815656 тактовых импульсов, блок 2 задержки, пер- нию, добавлением к нему числа импульсов, выйЗключ,первый4счетчик,второй5счет- зафиксированных счетчиком 4 в текущем чик, группу7 регистров, содержащую интервале То/N и вычитанием из него саморегистры 71-7g группы, алгебраический го "старого" значения, зафиксированного в сумматор 8, первый 9 и второй 10 регистры, 5 последнем регистре группы 6. Таким обратриггер 11, блок 12 сравнения, элемент 13 эом, в отличие от прототипа, фиксирующего

И, цифроаналоговый 14 преобразователь и и выбирающего максимальное число иэ чивторой 15 ключ. Вход 16 информационный сел, полученных на интервалах измерения: устройства соединен с информационным 0" Tp, To 2.Тр,...!.To+I+1)АО, заявляемое уствходом ключа 3. Вход 17 начальной установ- ройство реализует оценку и выделение мак10 ки устройства соединен с входами сброса симального значения среди чисел, счетчика 5 и с нулевым входом триггера 11, полученных на интервалах времени 0-ТО, Выход 18 устройства соединен с выходом To/N — T+(To/й),;...(l To)/N-Tp+((i-To) /N),... цифроаналогового преобразователя (ЦАП) - . В исходном состоянии (в режиме опре15

15. Выход генератора 1 соединен с управля- деления максимального значения) регистры ющим входом ключа 3, и с входом элемента 9, 10, регистры 7 группы 6, счетчики 4 и 5— задержки 2, а также со счетным входом счет- обнулены, триггер 11 — в нулевом состоянии. чика 5 и с первым входом элемента И 13; . Генератор тактовых импульсов не формируПервый выход блока 2 соединен с входом. 20 ет импульсов. Соответствующие цепи насброса счетчика 4, второй выход — с синх- чальной установки (эа исключением цепей ровходами всех регистров 7 группы 6 и с начальной установки блоков 5 и 11) не покасинхровходом регистра 10. Выход ключа 3 . заны. При отсутствии импульсов с выхода подключен к счетному входу счетчика 4, вы- генератора 1 формируется потенциал высоходы которого соединены с информацион- 25 кого уровня. ными входами регистра 7> группы 6 и с: Призапускеустройствагенератор1напервой группой входов сумматора 8;.выхо- чинает формировать короткие отрицательды i-ro регистра 7. группы 6 соединены.с ныеимпульсыспериодомследования Тр.(В информационными входами i+1-го регистра принципе, безразлично для устройства — по7 той же группы, i = 1,N-1. Выходы послед- 30 ступают или нет входные импульсы на входы него, N-ro регистра 7 группы 6 соединены со счетчика 4 до начала работы устройства, так второйгруппойвходовсумматора8.выходы. как при запуске предусматривается устакоторого подключены к информационным новка перечислейных выше узлов в исходвходам регистров 9 и 10. Выходы регистра 9 ное состояние; однако, при необходимости . .соединены с первой группой входов блока 35 исключения этого факта, можно использосравнения 12 и с информационными входа- вать дополнительный, не показанный на ми ЦАП 14. Выходы регистра 10 соединены чертеже, управляющий вход ключа 3, на кос третьей группой входов сумматора 8. Пря- торый до момента запуска устройства подамой выход триггера 11 соединен с вторым . ется. запрещающий нулевой потенциал, а в входом ключа 16, Выход элемента И 13 под- .40 течение всего интервала времени работы ключен к синхровходу регистра 9. Выход устройства —. разрешающий положительный блока:сравнения 12 соединен с вторым exo- . потенциал). дом элемента И 13. Выход ЦАП 1 4 соединен От момента запуска устройства до перс информационным входом ключа 15.: вого(очередного) импульса с выхода генервУстройство работает следующим обра- . тора 1, входные частотномодулированные зом. информационные импульсы поступают чеВ основу работы устройства положен рез открытый ключ 3 на счетный вход счетследующий принцип, Предположим, необ-,, чика 4 и подсчитываются ими. При этом, в ходимо определить максимальное число им-:50 алгебраическом сумматоре 8 (выполненном, пульсов входной частотно-модулированной например, на комбинационном принципе) последовательности, приходящих за интер- формируется двоичный код числа (8), опревал времени Òp. В заявляемом устройстве деляемого выражением этот интервал разбивается на N частей. Ге- . (8) = (10)+ (4) — (7p), нератор тактовых импульсов выдает им- - где() — содержимое(двоичный код) соот55 пульсы с частотой f = N/То. Таким образом, ветствующего блока устройства. А в блоке в группе регистров записываются значения сравнения 12 этот код сравнивается с кодом чисел входных импульсов, являющихся 1/N- максимального среди всех предыдущих (пеми частями искомого числа. (Их сложение ред первым тактовым импульсом — нулеводает текущее значение искомого числа). го) значения числа входных импульсов; в

Очередное значение числа импульсов вход- том случае, если код на выходах сумматора ных формируется по предыдущему значе- 8 больше кода с выходов регистра 9, блок

1815656 сравнения 12 формирует на выходе (например, выход типа "Больше" ) сигнал положительного (высокого) уровня.

Приход первого (очередного) тактового импульса с выхода генератора 1 вызывает следующие процессы. Ключ 3 закрывается на время переходных процессов в устройстве. Счетчик 5 инкрементируется. Открывается элемент И 13 и в случае выполнения условия (8) > (9) (что соответствует случаю, когда новое значение числа импульсов, определенное за интервал времени То, больше предыдущего максимального значения), выходной код из сумматора 8 записывается в регистр 9— регистр памяти максимального значения.

Затем, с задержкой, обеспечивающей окончание срабатывания указанных блоков, формируется импульс на втором выходе блока задержки 2 (задержанный тактовый импульс), и записывает содержимое выходов сумматора 8 в регистр 10 — регистр памяти текущего значения, а также продвигает коды (частичных значений) в регистрах

7 группы 6, записывая в первый регистр 71 содержимое счетчика 4.

После этого, задержанным сигналом с первого выхода (относительно второго выхода) блока задержки 2, счетчик 4 сбрасывается.

Далее процесс продолжается аналогично

Содержимое регистра 9 поступает в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

14, где преобразуется в потенциал, пропорциональный максимальному значению, определяемому устройством. Этот потенциал, однако, в начальный отрезок времени работы устройства не проходит через закрытый триггером 11 аналоговый ключ 15 на выход

18 устройства (так как:в начальный момент времени происходит накопление информации — от запуска до То). Импульсы с генератора 1 подсчитываются счетчиком 5, и при поступлении на его счетный вход N-го импульса, появляется сигнал на выходе переполнения счетчика 5. который устанавливает триггер 11 в единичное состояние, открывая элемент 15 (ключ) и разрешая . и рохождение выходного информационного сигнала на выход 18 устройства. (При необходимости точной привязки момента разрешения к окончанию переходных процессов в устройстве при поступлении N-го тактового импульса, на выходе триггера 11 может быть дополнительно вкл ючен элемент заде ржки).

Если в устройстве используется ЦАП, требующий тактовых импульсов запуска, 5

40 требуемая устройству.

Заявляемое устройство может быть использовано и для поиска минимального значения. Для этого необходимо в исходном состоянии установить на всех регистрах 7 группы 6, на регистре 9 — коды тиаа.

"111...111", то есть все разряды должны

50 содержать единичные значения (максимальные предварительные значения), а в регистр

10 занести код суммы всех содержимых регистров 7. Кроме того, в этом случае следует переключить выход блока сравнения 12: вместо выхода типа "Больше" использовать выход типа "Меньше". При этом устройство работает совершенно аналогично вышеописанному и определяет. минимум.

55 они могут быть поданы на него, например, с второго выхода блока задержки 2 (соответствующая цепь. так же, как и элемент задержки на выходе триггера 11 не показаны на чертеже).

Блок задержки 2 может быть выполнен, например. на основе двух последовательно соединенных элементов задержки, или двух последовательно соединенных одновибраторов.

Генератор тактовых импульсов 1 может функционировать также совершенно аналогично генератору, использованному в устройстве-прототипе, при соответствующих условиях и фронтах срабатывания связанных с ним и блоком задержки 2 блоках устройства.

При необходимости в ЦАП может быть встроен собственный высокочастотный тактовый генератор. Кроме того, при наличии в составе используемого ЦАП регистра, отпадает необходимость в использовании отдельного регистра 9; при этом внутренний регистр ЦАП должен иметь те же внешние связи, что и регистр 9 в заявляемом устройстве.

Алгебраический сумматор 8 может быть реализован на основе сумматора-вычитателя — микросхем типа К 500 ИМ 180. При этом следует реализовать блок 8 в виде последовательно соединенных двух таких схем (или совокупностей таких схем — в зависимости от разрядности): первоначальная схема настраивается, как сумматор. и суммирует коды (4) и (10); ее выходы соединены с второй схемой, на вторые выходы которой в режиме вычитания (QH задается, как и режим суммирования соответствующими потенциалами на управляющих входах микросхемы, постоянно подключенными в данном устройстве соответственно к шинам и высоким или низким потенциалом) подается код (7и). Таким образом реализуется текущая величина, 1815656

10

20

30

40

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения максимального значения за счет определения и выбора на совокупности не только непересекающихся интервалов времени, но и на интервалах времени заданной длительности, но произвольного момента начала. Чем больше выбрано число N, тем более точно устройство определяет максимальное значение. При N = 1 предлагаемое устройство по характеристикам совершенно аналогично, прототипу. В данном устройстве можно получать. выходную информацию и в виде кода, снимая его c выходов регистра 9, Кроме того, заявляемое устройство повышает быстродействие про-. цесса определения максимума, так как фактически при тех же длительностях анализируемых интервалах времени осуществляет проведение за то же время e N раз больше измерения. Перечисленные факторы расширяют область применения заявляемого устройства за счет того, что оно может быть корректно применено в системах, где требуется вычисление экстремальных значений параметра в произвольные (возможно, пересекающиеся) интервалы времени, в то время как прототип принципиально не позволяет этого осуществить, Все вышесказанное подтверждает преимущества предлагаемого устройства перед прототипом и соответствует поставленной цели изобретения, Базовым объектом для предлагаемого устройства является устройство для определения максимального значения, Недостатками базового объекта являются низкое быстродействие и точность. Как следует из описания предлагаемого устройства, последнее обладает значительно (по заданию пользователя) более высокими значениями быстродействия и точности, что обуславливает его преимущества в сравнении с базовым объектом.

Формула изобретения

Устройство для определения максимального значения, содержащее генератор тактовых импульсов, блок задержки тактовых импульсов, первый ключ, первый счетчик, первый регистр, блок сравнения и цифроаналоговый преобразователь, причем выход генератора тактовых импульсов.соединен с управляющим входом первого ключа и с входом блока задержки тактовых импульсов, информационный вход первого ключа является входом устройства, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, первый выход блока задержки тактовых импульсов соединен с входом сброса первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены группа регистров, второй ключ. второй счетчик, второй регистр, элемент И, алгебраический сумматор и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход — с синхровходом первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя и первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого подключена к группам информационных входов первого и второго регистров и выходам алгебраического сумматора, входы которого подключены соответственно к выходам второго регистра, первого счетчика и последнего регистра группы, выходы первого счетчика соединены с информационными входами первого регистра группы, регистры группы соединены последовательно по информационным входам-выходам, а их синхровходы объединены и соединены с синхровходом второго регистра и вторым выходом блока задержки тактовых импульсов, выход переполнения второго счетчика соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с входом сброса второго счетчика и входом начальной установки устройства, а прямой выход подключен к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход .является выходом устройства.

1815656

Составитель Н, Зайцев

Техред M. Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Редактор

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

Заказ 1637 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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