Многоканальный индикатор экстремума Советский патент 1983 года по МПК G05B1/01 H03K5/24 

1

Изобретение относится к импульсной контрольно-измерительной технике, а Также к технической кибернетике и Может быть использовано в системах автоматического контроля, диагностики и регулирования. ;

Известны устройства для выделения экстрейальных значений, содержащие дифференциальные усилители, в цепи обратной,связи которых включены нелинейные элементы с односторонней проводимостью, запоминающий конденсатор, связанный через соответствующие разделительные диоды с выходами дифференциальных усилителей, и подключенный ко входу повторитель 3 .

Недостатком указанного устройства является то, что оно содержит большое количество узлов, усложняющих техническую реализацию и делает ее малонадежной при г построении многоканальных экстрематоров..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальный индикатор экстремума, содержащий ключ, пороговые элементы, одни из входов которых соединены с входными шинами, а выходы - с входами элемента ИЛИ С2 . .

Недостатками данного многоканального индикатора экстремума являются низкое быстродействие, особенно при условии получения высокой точности определения экстремума, из-за необходимости увеличения количества тактовых импульсов , а также отсутствие режима автоматического запуска поиска экстремума и режима его дальнейшего отслеживания.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей за счет получения автоматических .режимов поиска и отслежи„ вания экстремума.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный индикатор экстре.мума, содержащий ключ, пороговые элеiменты, одни из.входов которых соединены с входными шинами, а выходы - с входами элемента ИЛИ, введены инвертор , формирователи потенциального сигнала, запоминающая ячейка, входы которой соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, а выход соединен с другими их входами, инвертор, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с управляющим входом ключа, вход которого через резистор соединен с выходом запоминающей ячейки, а выход - с шиной нулевого потенциала, входы формирователей потенциального сигнала соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, а выходы - с выходными шинами, причем запоминающая ячейка состоит из накопительного конденсатора, который одним концом соединен с шиной нулевого потенциала, а другим, являющимся выходом ячейки,- с зарядными цепями, составленными из последовательно соединенных резистора и. диода, анод которого является входом ячейки, а формирователь потенциального сигнала содержит линию задержки и элемент ИЛИ, у которого выход является выходом формирователя, а один из входов соединен с выходом линии задержки, другой, подключенный к ее вхо-зо ду, .является входом формирователя. На фиг.1 представлена схема предложенного многоканального индикатора экстремума; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Многоканальный индикатор экстремума содержит пороговые элементы 1, вы-ходы которых соединеныс входами запоминающей ячейки 2, выполненной в ви де конденсатора 3i к которому подклюЧены последовательно соединенные диоды 4 и резисторы 5 с входами элемента ИЛИ 6, выходом подключенного через инвертор 7 к управляющему входу ключа 8, соединенного входом через резистор 9 к выходу запоминающей ячейки 2, и с входами формирователей потенциального сигнала .10, выполненных в виде линии задержки 11, подсоединенной между вхсэдами элемента ИЛИ 12. На фиг.1 и фиг.2 приняты следующие обозначения: Вх, Вх, - входные шины первого и п-ого каналов; Вых, Вых2выходные шины первого и п-го каналов-; Л,... Б, ... точки, для которых приведены диаграммы на фиг.2, соответствующие выходным цепям пороговых элементов 1 и линий задержек 11; время дополнительного заряда lo so накЬпительного конденсатора 3;ipeiaвремя частичного разряда накопительного конденсатора 3;Сзс1в время задержки меандра. На входы порЬговых элементов 1 одновременно поступают анализируемые напряжения Ugy начальный момент напряжение на накопительном конденсаторе 3 соответствует нулевому уровню, что ниже любого из входных уровней, на выходе всех пороговых элементов будут присутствовать равные по величине высокие потенциалы. Происходит быстрый заряд накопительного конденсатора 3 суммарным током от параллельно включенных зарядных цепей, состоящих из диодов и резисторов 5. По мере достижения напряжением на конденсаторе уровней анализируемых сигналов происходит выключение пороговых элементов и соответствующих им зарядных цепей. Это сокращает ток заряда, снижая постепенно скорость нарастания напряжения на конденсаторе. Заряд конденсатора 3 заканчивается только по достижении на нем уровня, равного максимальному значению для всех анализируемых сигналов, Ошибка сравнения, обусловленная перезарядом конденсатора 3 из-за инерционности выключения порогового элемента, будет наименьшей, так как заряд конденсатора 3 в это время происходит минимальным током, соответствующим только одной последней зарядной цепи. Поэтому использование нескольких зарядных цепей повышает точность отслеживания экстремума в раздельных каналах, приближая ее к порогу чувствительности пороговых элементса. После того, как будут выключены все пороговые элементы 1, пропадает сигнал на выходе элемента ИЛИ 6, а сигнал, появившийся на выходе инвертора 7, замкнет ключ 8. Начинается разряд конденсатора 3 через резистор 9 и ключ 8, заканчивающийся достижением на нем вновь максимального входного уровня напряжения с точностью, соответствующей порогу чувствительности порогового элемента 1. При этом происходит вторичное появление высокого потенциала на выходе данного порогового элемента, и вновь происходит подзаряд конденсатора. Этот процесс становится циклическим, при котором только на выходе порогового элемента, обнаружившего экстремум, будет иметь место меандр, указанный

на фиг,2 для точки А. Остальные пороговые элементы, имеющие более низкие входные сигналы, остаются закрытыми, что соответствует низкому-уровню на их выходах.5

В случае экстремума разряд или заряд конденсатора 3 происходит до нового экстремального значения с появлением мендра в соответствующем канале, как показано на фиг.2, для точки Ар. Преобразование меандра в положительное напряжение на выходе индикатора производится формировате-. лем потенциального сигнала 10 путем сложения элементом ИЛИ 12 прямого и задержанного сигналов при выполнении

следующих условий 1; р СразИьэс|д Ч Зо1Г Время присутствия высокого потенциала

на соответствующем выходе многоканального индикатора определяется продолжительностью экстремального состояния сигнала на данном канале по отношению к анализируемым сигналам на других каналах.

Предлагаемый многоканальный инди- катор экстремума без снижения точнос|ТИ позволяет сохранить время обнаруже|ния очередного экстремума даже при значительном его отличии от предыдущего значения в среднем в 100-200 раз. 30 Многоканальный индикатор экстремума может быть использован не только для целей контроля и диагностики, но и в области технической кибернетики, а также в автоматических и автоматизи- js рованных системах управления технологическими процессами в промышленности, требующих оптимизации и координации работы агрегатов.

Формула изобретения

1. Многоканальный индикатор экстре мума, содержащий ключ, пороговые эле-45 ;менты, одни из входов которых соединены с входными шинами, а выходы - с входами элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него введены инвертор, формирователи потенциального сигнала, запоминающая ячейка, входы которой соединены .с выходами соответствующих пороговых элементов,

t в1ыход соединен с другими их входа1И, инвертор, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с управляющим входом ключа, вход которого-через резистор соединен с выходомзапоминающей ячейки, а выход - с шиной нулевого потенциала, входы фор.мирователей соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, а выходы - с выходными шинами.

2,Индикатор по п.1, от л и ч а ющ и и с я тем, что запоминающая ячейка состоит из накопительного кон.:.енсатора, который одним концом соединен с шиной нулевого потенциала, а дpyгим являющимся выходом ячейки,- с зарядными цепями, составленными из последовательно соединенных резистора и диода, анод которого является вхрдом ячейки.

3.Индикатор по пп.1 и 2, о т л ичающийс я тем, что формирователь потенциального сигнала содержит линию задержки и элемент ИЛИ, у которого выход является выходом формирователя , а один из входов соединен с выходом линии задержки, другой, подключенный к ее входу, является входом формирователя.

Источники информации, iпринятые во внимание при экспертизе

1. Электроника, 197, f 23, С.69-7А.

2.Авторское свидетельство СССР № 59708, кл. Н 03 К 5/18, 02.0..76 (прототип)

.