Устройство для определения экстремумов Советский патент 1983 года по МПК G08G1/15 H02M9/04 

Изобретение относится к устройствам для определения экстремумов и может быть использовано при измерении параметров Движения транспортных потоков в автоматизированных система управления дорожным движением, в аппаратуре исследования транспортных потоков, а также в устройствах автоматики и телемеханики. Известны принципы построения определителей экстремумов сигнала и функциональные схемы ряда устройств, например аналогового определителя эк стремумов с астатическим следящим уравновешиванием, содержащего ключ, операционный усилитель, интегрирзто,щую етость, элемент ИЛИ, причем один вход операционного Усилителя связан с шиной входных сигналов непосредственно, а другой вход - через ключ и интегрирующую емкость, входы ключа через элемент ИЛИ соединены с выходом операционного усилителя и с источником сигнала управления ll . В основе работы подобных устройст лежит анализ формы сигналов, величина которых во много раз превосходит величину помехи, поступающей на тот же вход устройства При использовани определителя экстремумов для измерения параметров движения транспортных потоков на его вход с выхода детектора транспорта йоступает аналоговый сигнал, который подвержен измейениям под влиянием колебаний условий окружающей среды, причем изменения эти могут быть соизмеримы по амплитуде с полезным сигналом, однако имеют достаточно низкую скорость нарастания фронта. . . ,.. БлижаШиим по технической сущности к предлагаемому, является устройство определения экстремумов, применяемо в детекторе транспорта, содержащее операционный усилитель, один вход которого соединен с выходбм выпрями теля, а другой вход - с накопительн конденсатором, выход операционного усилителя подключен к пороговому Элементу и к усилителю обратной свя зи/ выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другим входо подключенного к выходу порогового элемента, а выходом - к накопительному конденсатору Недостатком данног о устройства я ляется значительная погрешйость определения характерных точек. Это связано с тем, что длительнос ь вх:о ного сигнала изменяется в широких пределах и происходит изменение ско рости нарастания фронтов этого сигнала. При определении ряда параметров транспортного потока, например - скорости, состава потока, которые определяются по форма аналогового сигнала, поступающего от детектора транспорта, требуется высокая точность определения точек экстремумов сигнала. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в .устройство для определения экстремумов, содержащее операционный усилитель, один вход которого подключен к накопительному конденсатору, первай коммутатор, первый пороговый элемент, введены резисторы, четыре коммутатора, одновибратор, интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный с выходом операционного усилителя, другой вход которого через первый резистор соеди- . нен с одной входной клеммой устройства, к которой подключены один вход первого коммутатора и один вывод цепочки последовательно соединенных второго, третьего, четвертого, пятого и шестого резисторов, другим выводом подключенной к однрму входу операционного усилителя,к другой, входной клемме устройства подключен вход оДнодибратора,выход которого подключен к другому входу первого коммутатора/ выход KOTOpotO через интегратор соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых элеълёнтов, вторые входы крторых подключены к входу одновибратора, а третьи входы - к источникам по-, рогового напряжения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвёртого, и пятого коммутаторов, каждый из которых включен параллельно соответствующему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторов. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для определения экстремумов. Устройство для определения экстремумов содержит коммутатор 1, одновибратор 2, входы которых являются входами устройства и подключаются 1C выходам детектора транспорта, резистор 3, резисторь 4-8, образующие цепочку последовательно соединен ных резисторов, параллельно которым включены коммутаторы.9.-12 сбоуветственно, конденсатор 13, операционный усилитель 14, выходной блок 15, интегратор 16, пороговые элементы t17-20, источники порогового напряжения (не показаны). У стройств9 работает следующим образом. В исходном состоянии все пороговые элементы 17-20 сброшены в нуль, в результате коммутаторы 9-12 разомкнуты. На входы операционного усилителя 14 поступают сигналы, равйые по ве личине, но сигнал, поступающий через пос;1едовательно соединенные резисторы 4-8 отстает во времени от сигнала, поступающего на другой вход операционного усилителя 14, из-за наличия на выходе резистора 8 конден сатора 13. Время задержки определяет ся постоянной времени Т этой цепи. При поступлении с выходов детектора транспорта аналогов лх сигналов на входы устройства вследствие отставания во времени сигнала на одном из вводов операционного усилителя 14 на его выходе появляется разностный сигнал, нaпpи юp положительной полярности который присутствует до тех пор, пока йозрастает входной сигнал. Посл:е достижения экстремума входной сигнал начинает уменьшаться. На накопительном конденсаторе 13 , сигнал уменьшается с задержкой tr , поэтому на вход операционного усилителя 1,4 поступает разностный сигнал отрицательной полярности, проходит на выход операционного уси лителя 14 и присутствет до тех пор, пока уменьшается входное напряжение устройства. При дальнейшем увеличении входного напряжения (на эыходе детектора транспорта) процесс повторяется снова. ., .-- , В связи с тем, что выходной сигнал детектора йри изменении скорости движения транспортных средств по дли тельности изменяется в широких преде лах, что приводит к изменению скорое ти нарастания входного сигнала, возникает необхГодимостЬ боЛее точного подбора параметров цепи, вьшолненной на резисторах 4-8 и накопительной ем кости 13. Для этого в момент появления на первом выходе детектора транспорта аналогичного сигнала, прступ-аю адего на первый вход устройства, с другого вьЬсода детектора выдается сигнал присутствия,, который поступа|ёт на другой вход устройства и запус кает одновибратор 2. Импульсом заданной длительности с выход:а одновйб ратора.2 включается коммутатор 1, через который аналоговый сигнал поступает на интегратор, имеющий постоянную временит, . в зависимости от скорости нарастания входного сигнала за заданный промежуток .времени накопительная емкость интегратора-16 за ряжается до определенного уровня и в зависимости от этого уровня срабатывают соответствующие пороговые элементы 17.-20, имеющие различные пороги срабатывания, после чега срабатывают соответствующие коммутаторы 9-12, которые шунтируют соответствующие резисторы 4-7, что приводит к изменению постоянной времени tr. Если напрйжение на конденсаторе 16 превышает уровень порога срабатывания последнего порогового элемента 17,срабатывают Все коммутаторы 9-12 и постоянная времени t определяется сопротивлением резистора 8 ,и емкостью конденсатора 13. Сброс пороговых элементов 17-20 и коммутаторов 9-12 осуществляется задним фронтом входного сигнала, поступающего с первого выхода детектора транспорта-. Постоянная времени Т для последовательно включенных резисторов выбирается таким образом, чтобы на выходе операционного усилителя 14 временные изменения входного сигнала устройства (выходного сигнала детектора транспорта), вызванные изменением условий окружающей среды, не фиксировалисьi Выходной сигнал операционного усилителя 14 поступает в выходной блок 15, который формирует имйульсы соответствующие экстремумам входного сигнала. Точность предлаг)аемого устройства может быть повышена путем увеличения количества коммутаторов, позволяющих более точно подобрать значение постоянной времени ЙС-цепй. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его . техническими особенностями.

4.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее операционный усилитель, один вход Которого подключен к накопительному конденсатору, первый коммутатор, первый пороговый элемент, отличающеес я тем, что, с целью повышения точ- ности устройства, в него введены реэнстрры, четыре коммутатора, одновибратор, интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный с выходом операционного усилителя. другой вход которого через первый резистор соединен с одной входной клеммой устройства, к которой подключены один вход первого коммутатора и :один вывод цепочки последовательно соединенных второго, третьего, четвертого, пятого и.шестого резисторов, другим выводом подключенной к одному . входу опер1г1ционного усилителя, к входнбй клемме устройства подключен вход одновибратора, выход КОТОРОГО подключен к другому входу первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, вторые входы которых подключены к § в. входу одновибратора, а третьи входык источникам порогового напряяСения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвертого и пятого коммутаторов, каждый из которых включен паралЬельно соот- 2 ветствуюадему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторовь

I