Устройство для определения экстремальных значений электрических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G05B23/02 

vj

м } Изобретение относится к цифрово измерительной технике и может быть ис5пользовано в системах измерения: и автсматического контроля Известно устройство для выделения экстремальных значений, содерЖсццее дифференциальные усилители р нелинейные элементы, разделительные дио1цл, запоминающий конденсато повторитель, делители напряжения, Формирователь управляющих сигналов управляемые ключи Clji Основными недостатками устройст в являются низкие точность и быст рйдействие, обусловленные применеHsjteM аналоговь-зх методов обработки сигналов. Кроме того, устройство обличается сложностью схемной реализации. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройстводля определения экстремальных значений электрических cifr налов, содержащее аналого-цифровой преобразователь. (АЦП),три счетчика, два элемента сравнения, два б;)1ока переноса кодов. .В каждый такт работы аналогоцифрового преобразователя происходи обнуление и запись кода текущей информации в один из счетчиков, за сравнение и перенос этого кода в счетчик максимальных (или минималь ных) -значений, если поступивший код большей по абсолютному значению того кода, который был ранее записан -г- в счетчик максималънь7х значений, и если меньше - в счетчик минимальных значений 23Недостатком известного устройства являетсяего сложность. Потактнйй метод работы требует наличия п омежуточного счетчика, производя щего перезапись сигнала в пределах такта работы аналого-цифрового преобразователя. Цель изобретения - упрощение уст ройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь, соединенный информационным выходом соответственно через первый и второй ключевые элементы с первыми вхо дами первого и второго элементов сравнения, подключенных вторыми вхо дами соответственно к выходам первого и второго элементов считы.вания дополнительно введены элемент инвертирования, подключенный входом к знаковому выходу аналого-цифровог п;реобразователя и к управлякадем вх ду второго ключевого элемента, а ВЫХОДОМ- к управляющему входу первого ключевого элемента, первый и второй элементы .запрета записи младшего разряда, соединенные пepвы /ш входами соответственно с выходаг-ш первого и второго элементов сравнения, вторыми входами - соответственно с выходами первого и второго ключевых элементов, выходами соот ветственно с. входами первого и второго элементов считывания, первый и второй элементы сброса младшего разряда,, подключенные входом соответственно к выходам первого и второго элементов считывания, а выходом к второму входу тех же элементов считывания, В предлагаемом устройстве используется метод автоматического измерения мгновенных значений исследуемого .электрического сигнала быстродейсивующим аналого-цифровым преобразователем в цифровой код и вьщеления максимальных и минимальных значений соответствующими цифровыми экстрематорами. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройс1ва/ на фиг, 2 - принципиальная схема экстрематора. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, элемент 2 инвертирования, первый и второй элементы 3 и 4 считывания,первый и второй элементы 5 и б сравнения, первый и второй ключевые элементы 7 и 8; первый и второй элементы 9 и 10 запрета записи младшего разряда, первый к второй элементы 11 и 12 сброса мпалшего разряда. На вход преобразователя 1 подан электрический сигнал произвольной формы, выходные сигналы снимаются с выхода 13 максимгшьных значений и с выхода 14 М1нимальных значений. Элементы 3,5,7,9,11 и 4,6,8,10, 12 предста.±.:ляют в оовокупностн два одинаковых специальных цифровых вычислительных устройства - эксгрематоры 15 и 16 с сигнальными входами 17 и 18 и 3HaKOBHrvM входа1 И 19 и 20, соответственно. На принципиальной схеме и -разрядного экстрематора 15 (фиг 2) цифрами 17/1, 17/2, ...; 17/KJ--f, 17/ц обозначены 1,2..,, И-1 иУ1 разряды входа 17 экстрематора, цифрагли 13/1, 13/2,,., 13/Я -1,13/И 1,2,.., У( -1, И разряды выхода 13 максимальных значений. В устройстве для определения экстремальных значений электрических сигналов аналого-цифровой преобразовате.пь 1 подключен выходом к первым входам ключевых элементов 7 и 8, а входом - к входу 21 устройства. Кпючевые элементы 7 и 8 управляющими входами подсоединены к знаковому разряду АЦП, причем ключевой элемент 7 подсоединен через промежуточный инвертирующий элемент 2. Выход ключевого элемента 7 подается на элемент запрета 9 записи младших

разрядов и на один вход элемента 5 сравнения, другой вход которого соединен с выходом элемента 3 считывания, с входом элемента 11 сброса младших разрядов и с выходом 13 максимальных значений,- а выход элемента 5 сравнения подсоединен к элементу 9 запрета записи младших разрядов , который своим выходом подключен к входу элемента 3 считывания. Выход ключевого элемента 8 подается на элемент 10 запрета записи младших разрядов и на один вход элемента б сравнения, другой вход которого соединен с выходом элемента 4 считывания с входом элемента 12 сбро-са младших разрядов и с выходом 14 минимальных-значений, а выход элемента б сравнения подсоединен к элементу 10 запрета записи младших разрядов, который своим выходом подключен к входу элемента 4 считывания

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на вход преобразователя 1, в котором осуществляется преобразование значения исследуемого сигнала в цифровой код. Эти коды поступают одновременно на входы 17 и 18 экстрематоров 15 и 16. Знаковый разряд аналого-цифрового преобразователя поступает на знаковый вход 20 экстрематора 16. Инверсное значение знакового разряда поступает на знаковый вхо 19 экстрематора 15 через инвертирующий элемент 2. При положительных значениях исследуеьюго сигнала знаковый сигнал, поступающий на ключевой элемент 7, состоящий из схемы сравнения по и разрядам, разрешает

прохождение 1, , ,, И разрядов с на первый элевходов 17/1,,. мент 9 запрета записи младшего разряда по 1, .,,, (И - 1J разрядам. Элементы 5 сравнения, собранные на схемах логического суммирования и инвертирования, любого старшего разряда выдают потенциал запрета записи младших разрядов в том случае, если в этом старшем разряде на входе 17 экстрематора 15 низкий потенциал.

а на выходе 13 максимальных значеНИИ - высокий потенциал. Каждый старший элемент 5 сравнений подает запрет на все мпадшие разряузы элемента 9 запрета записи младшего разряда.

Элементы 9 запрета записи младшего разряда собраны на схемах логического суммирования, их выход подсоединён к входу 21 установки в еди0ничное состояние триггеров соответствующих разрядов элемента 3 считывания. При отсутствии запрета на запись младших разрядов входной код записывается на триггерах элемента 3 считывания.

5

Запись единицы в каждый старший разряд по логике двоичного счета обязывает производить одновременное обнуление всех младших разрядов. Эту функцию выполняют элементы 11

0 сброса младшего разряда. Они представляют собой формирователи Р короткого импульса в момент установки на триггере единичного состояния в 2,,.., и разрядах. Схема сов5падения позволяет транслировать импульс сброса любого старшего разряда на все младшие разряды элемента считывания с записью нулевого состояния, поданного постоянно на

0 вход 1, управлением переписью по входу С триггеров.

При отрицательных значениях исследуемого сигнала знаковый сигнал через ключевой элемент 7 отключает

5 входы экстрематора 15 и через ключевой элемент 8 подключает в работу экстрематор 16.

Назначение элемента 10 запрета записи младшего разряда, элемента б сравнения, элемента 4 считывания,

0 элемента 12 сброса млажщзих разрядов и принцип действия экстрематора 16 аналогичны. Выходной код экстрематора 16 снимается с выхода 14 минимальных значений.

5

Таким образом, изобретение позволяет упростить устройство за счет исключения промежуточного считывающего устройства и исключения процесса перезаписи.

0

0Ui1

И

фиг. 2