Указатель экстремума

 

1; (Союз Соввтских

Социалистических

Республик

О П- :И- С А.Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 687403

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) ДОполннтельное к авт. свнд-ву (51) М. Кл

G 01 1 19/04 (22) Заявлеио13.07.77 (2I) 2508567/18-21 с присоединением заявки №

Гоеударстввннвй нфннтет

СССР нн делам нэюйрвтеннк н нткритнй (23) ПриоритетОпубликовано 25,09.79.бюллетень № 35 (53) УПК 621.317.. 7 (088.8 ) Дата опубликования описания 28.09.79

А. A. Силявский, В. Д. Сергеев, Ю. С. Мальцев и В. Д. Шевченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УКАЗАТЕЛЬ ЭКСТРЕМУМА

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использовано при реализации вычислительных операций, в частности при обработке информации, поступающей с датчиков технологических объектов (в металлургической, металлообрабатываюшей, цементной промышленности и др.), где возникает необходимость в определении экстремального значения аналогового сигнала, например, необходимость определения минимального или максимального значения среди большого числа сигналов, определения размаха, т.е. разницы между наибольшим и наименьшим значением среди большого числа сигналов, необ1j ходимость определения отклонений максымального или минимального значения сигналов относительно допустимых значений.

Известны указатели наименьшего или наибольшего напряжения, содержашие решаюшие усилители, диодную сборку и це пи обратной связы 511

Недостатками этих устройств являются низкая очность, сложность указателя при одновременном определении нескольких видов экстремума (при одновременном определении минимума и максимума сигнала), трудность или невозможность определения ряда экстремумов сигнала, например размаха (т.е. разницы между максимальным и минимальным сигналом), отклонений максимального или минимального значения сигналов относительно допустимых значений.

Наиболее близким к предлагаемому является указатель экстремума,содержаший преобразователей сигнала в длитель- . ность импульсов, счетчик импульсов и блок управления счетчиком импульсов Pj

Недостатками этого устройства являются невозможность выделения максимума сигнала из нескольких параллельных каналов и невозможность выделения различных типов экстремумов.

Белью изобретения является расширение функциональных возможностей указателя;

687403

50

55 а именно выделение экстремумов сигнала не из одного, а из нескольких параллельных каналов, выделение не только максимума, но и других типов экстремумов (минимума, размаха, минимальной величины удаления сигнала от нижней или от верхней, или одновременно от нижней и верхней границ допусков).

Это достигается тем, что в указатель экстремума, содержащий 0 преобразователей сигнала в длительность импульсов, счетчик импульсов и блок управления счетчиком импульсов„ дополнительно введены входных преобразователей сигнала в напряжение, три преобразователя сигнала в длительность импульсов, три блока уставок, блок выбора режима работы, регистр памяти и синхронизатор, причем выход каждого входного преобразователя сигнаразователей сигнала в длительность импульла в напряжение соединен с первым входом соответствующего и-го преобразователиа сигнала в длительность импульсов, выход каждого блока уставок подсоединен к первому входу соответствующего допол25 нительного преобразователя сигнала в длительность импульсов, выходы всех преобсов соединены с соответствующими входами блока выбора режима работы, выходы

30 которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления счетчиком импульсов, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а четвертый вход - к перЗ5 вому входу регистра памяти и первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с вторыми входами всех преобразователей сигнала в длительность импульсов, а вход синхронизатора соединен с вторым выходом генератора импульсов, выход блока управления счетчиком импульсов через счетчик импульсов подключен к второму входу регистра памяти. Кроме того, в указателе экстремума блока выбора режима работы содержится ;ри логических элемента ИЛИ, пять логических элементов И, блок селекции импульсов максимальной длительности и переключатель; причем каждый 1. ый вход первого логического элемента ИЛИ соединен с каждым и-ь м входом первого логического элемента И, первый вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к выходу первого логического элемента

И, первому и второму входам переключателя, первому входу третьего логического элемента И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого логического элемента И, а выход - с одним из входов второго логического элемента ИЛИ, второй вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен K третьему входу переключателя, первому входу второго логического элемента И, третий вход - к четвертому входу переключателя и к второму входу четвертого логического элемента И, четвертый вход - к выходу первого логического элемента ИЛИ, пятому, шестому и седьмому входам переключателя, второму входу пятого логического элемента И, первый выход блока селекции импульсов максимальной длительности соединен с вторым входом второго логического элемента И, первым входом пятого логического элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, первым входом соединеные с выходом четвертого логического элемента И, а выходом - с восьмым входом переключателя, выход второго логического элемента ИЛИ соединен с девятым входом переключателя.

На фиг. 1 показана блок-схема указа» теля экстремума; на фиг. 2 - схема блока выбора режимов работы.

Указатель экстремума содержит преобразователи 1 - 1 < сигнала Х1, Х, ..., Х в напряженпя Ug, U ... 0л, выходы которых соединены с входами преобразователей 2 - 2 > напряжений в длительность импульсов g, t g ..., ф.

Указатель содержит также блоки уставок 3, 4.

5 нулевого 0о и предельно допустимых значений напряжения ((мин. оп и Омам.ув). соответствующие нулевому Хо и предельно допустимым (Хмиц.акоп и Ммаца.30п значениям,. сигналов Х, Х2 " М

BbrxoNr блока уставок 3, 4, 5 соединены

% с входами преобразователей 6, 7, 8 нулеt

aoro U0 и предельно допустимых (Цщн,акоп иОмдк ко )значений напряжений в длительность импульсов в амин. zw

+м кс.акоп . Имеются также общее для всех преобразователей напряжений в длитель ность импульсов устройство 9 синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов, и блок 11 выбора режимов работы, входами которого являются все преобразователи напряжений в длительность импульсов, и выходы которого соединены со схемой 12 управления, входом счетчика 13 импульсов, регистр

14 памяти.

Блок выбора режимов работы выполнен в виде логических элементов И 15 и ИЛИ

5 6874

16 (см. фиг. 2) и переключателя 17, причем входами логических элементов И 15 и HЛИ 16 являются выходы преобразователей 2» - 2„(см. фиг. 1) напряжений

В длительность импульсОВ, s Выходы лОГи» 5 ческих элементов И 15 и ИЛИ 16 совместно с выходами преобразователей 6, 7, 8 соединены в различной последовательности с контактами переключателя 17, два обших контакта которого являются выходами блока выбора режимов работы.

Для указания минимальной величины удаления сигнала от любой из границ допусков блок 11 выбора режимов работы снабжен блоком 18 селекции импульсов максимальной длительности, логическими элементами И 19, 20, 21, 22; выходы ко« торых попарно через дополнительные логические элемента ИЛИ 23, 24 подключены к входам переключателя 17. го

Указатель экстремума работает следуюшим образом.

Под воздействием сигналов Х1, У ..., Хп с выходов преобразователей 1»1 на входы преобразователей 2» - 2n поступают напряжения О», Ug, ..., Un, пропорциональные величинам сигналов Х» х ° Xg

В первом такте с подачей первого им- Зо пульса от устройства 9 синхронизации интеграторы 25 интегрируют напряжения

0»,Ug, ..., 0g совместно с постоянной

+ положительной величиной U °

Во втором такте с подачей второго им-з5 пульса синхронизации ичтегрируется отрицательная величина .U ., При установлении на выходах интеграторов 25. напряжения нулевого уровня срабатывают нуль-органы

26, на выходах которых появляются сиг- 4О налы, которые запоминаются триггерами

27, и через элементы 28 связи аналоговой и цифровой частей указателя поступают на входы блока 11 выбора режимов работы.

Одновременно сигналы с триггера 27 поступают в элементы 29 управления ключами интеграторов 25, запрешая подачу на входы соответствуюших интеграторов 25 напряжения U и разрешая подачу напряжения Он.о. с выхода нуль-органов 26, корректируя этим самым дрейф нуль-органов 26. Следовательно, с начала второго такта по истечении времени

+» itg 1 ° e ° i+ n +0 мян., д< и+макй-Ф .у пропорционального напряжениям О», Ug, " ю ц Оо Оман. ьоп и 0маке,ка, на входах преобразователей 2» -2, 3, 4, 5 появляются сигналы, поступаюшие на входы блока 11 режимов.

С появлением, сигнала на одном иэ выходов преобразователя 2»-2„, на выходе логического элемента ИЛИ 16 также появляется сигнал. С появлением сигналов на всех выходах преобразователей 2» -2д появляется сигнал на выходе логического элемента И 15. Длительность времени

1м „с начала второго такта до. появления сигнала на выходе логического элемента

ИЛИ! 16 пропорциональна минимальной величине сигнала Хам, а длительность времени 4 ма, с начала второго такта до появления сигнала на выходе логического элемента И 15 пропорциональна максимальной величине сигнала смаке

Блск 18 производит сравнение длительностей1мни < мни. п и „,щк ое - аман

По результатам сравнения на один иэ двух выходов блока 18 подается разрешаюший сигнал, поступаюший на входы дополнительных логических элементов И 19, 21 или

20, 22, давая разрешение на прохождение к контактам переключателя 17 сигналов с преобразователя 7 и логического элемента ИЛИ 16 либо с логического элемента И 15 и преобразователя 8.

Указатель экстремума может работать в одном из следуюших режимов.

1. При установке контактов переключателя 17 в положение 30 на входы схемы 12 управления поступают сигналы от логического элемента ИЛИ 16 и от преобразователя 6. Первый приходяший сигнал всегда является сигналом начала счета импульсов генератора 10 импульсов, а второй "игнал - сигналом конца счета. По сигналу от генератора 10 импульсов в схеме 12 управления определяется также знак сигнала. В итоге в счетчике 13 импульсов фиксируется минимальный сигнал

< мин.

2. При установке контактов переключателя 17 в положение 31 в счетчике фиксируется максимальный сигнал )(маке

3. При установке контактов переключателя 17 в положение 32 в счетчике 13 фиксируется размах сигнала Хщщс "ыин .

4. При установке контактов переключателя 17 в положение 33 в счетчике 13 фиксируется значение сигнала Х ммн, Хаим.дол.

5. При установке контактов переключателя 17 в положение 34 фиксируется сигHBJI х мак n " Хмел.

687403

6. При установке контактов переключателя 17 в положение 35 фиксируется минимальная величина удаления сигнала от любой из границ допусков, т.е. либо Хмин" ,Хмиъг. Аобу, либо Х мсгкс. оп. X макс

В конце второго такта информация со счетчика 13 переписывается в регистр 14 памяти, а в следуюшем первом такте счетчик 13 устанавливается на нуль.

Таким образом, указатель экстремума г0 за счет того, что он содержит блоки уставок нулевого и предельно допустимых значень4 напряжения, преобразователи нулевого и предельно допустимых значений напряжения в длительность импульсов, об- 15 шее для всех преобразователей напряжений в длительность импульсов устройство синхронизации, блок выбора режимов работы, а также за счет предложенной схемы, соединения входов и выходов вйшеперечис-20 ленных узлов, позволит расширить функциональные возможности указателя, а именно выделять экстремумы не из одного, а из нескольких (30+100) параллельных каналов, выделять не только максимум, но

5 и другие типы экстремумов (минимум сигнала, размах, минимальную величину угга« ления сигнала от нижней или верхней, или одновременно от нижней и верхней границ допусков).

Формула изобретения

1 ° Указатель экстремума, содержаший преобразователей сигнала в длительность импульсов, счетчик импульсов и блок управления счетчиком импульсов, о т- личаюшийся тем,что,сцелью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены и входных преобразователей сигнала в напряжение, три преобразователя сигнала в длитель40 ность импульсов, три блока уставок, блок выбора режима работы, регистр памяти и синхронизатор, причем выход каждого входного преобразователя сигнала в напряжение соединен с первым входом соответ45 ствуюшего o -ro преобразователя сигнала в длительность импульсов, выход каждого блока уставок подсоединен к первому входу соответствующего дополнительного

50 преобразователя сигнала в длительность импульсов, выходы всех преобразователей сигнала в длительность импульсов соединены с соответствуюшими входами блока выбора режима работы, выходы которого

55 соединены соответственно с первь.м и вторым входами блока управления счетчиком импульсов, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импуль8 сов, а четвертый вход - к первому входу регистра памяти и первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с вторыми входами всех преобразователей сигнала в длительность импульсов,а вход синхронизатора соединен с вторым выходом генератора импульсов, а выход блока управления счетчиком импульсов через счетчик импульсов подключен к второму входу регистра памяти.

2. Указатель экстремума по и. 1, о тл и ч à ю ш и и с я тем, что блок выбора режима работы содержит три логических элемента ИЛИ, пять логических элементов И, блок селекции импульсов максимальной длительности и переключатель, причем каждый 1-ый вход первого логического элемента ИЛИ соединен с каждым -ым входом первого логического элемента И,первый вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к вьгходу первого логического элемента

И, первому и второму входам переключателя, первому входу третьего логического элемента И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого логического элемента И, а выход — с одним из входов второго логического элемента ИЛИ, второй вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к третьему входу переключателя, первому входу второго логического элемента И, третий вход — к четвертому входу переключателя и к второму входу четвертого логического элемента И, четвертый входк выходу первого логического элемента

ИЛИ, пятому, шестому и седьмому входам переключателя, второму входу пятого логического элемента И, первый выход блока селекции импульсов максимальной длительности соединен с вторым входом второго логического элемента И, первым входом пятого логического элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, первым входом соединенногО с выходом четвертого логического элемента И, а вы» ходом — с восьмым входом переключателя, выход в горого логического элемента

ИЛИ соединен с девятым входом переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Л 223178, кл. Н 03 К 19/08, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Л" 3 08529, кл. Н 03 К 19/20, 1974 (протот ип ) .

687403

Составитель В. Баганов

Редактор Н. Хлудова Техред М. Келемещ Корректор И. Михеева

Заказ 5571/42 Тираж 1090 йодп ионов

ЫНИИПИ Гасударственнот.о комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4