Вычислительное устройство для определения площади пика Советский патент 1984 года по МПК G06G7/18 G06J3/00 

Изобретение относится к автомати ке и вычислитольной технике, предиа начено для определения площади пика ограниченной аналоговой кривой переходного процесса, пика хроматограмм и др. и может найти применени в нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.. Известно вычислительное устройст во, содержащее следящий аналогоцифровой преобразователь, вьачитающий блок, блок совпадения, блок пороговы элементов, регистр сдвига, генерато импульсов, блок разрешения суммирования и счетчики fl. Известно также вычислительное устройство, содержащее интегрирующий аналого-цифровой преобразователь, блок совпадения, регистр, блок управ ления, элементы И, триггер и счетчик С21. Общим недостатком указанных устройств является конструктивная сложность при интегрировании пиков хрома трграмм,текущее значение которых скорректировано на величину базовой линии. Наиболее близким к предлагаемому является вычислительное устройство для определения площади пика, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, подключенный выходами разрядов к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с первым входом компаратора, второй вход которого является входом устрой ства, а выход подключен к первому входу первого элемента И, причем выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого являются выходами устройства, а входы второго элемента И подключены к выходу вычитающего блока и к выходу блока Обнаружения хроматографического пика, под л|рченногр входом к входу устройства, причем первый элемент И соединей вторым входом с выходом генерато ра импульсов и со счетным входом пер вого счетчика, подключенного выходами разрядов к первой группе входов преобразователя кодов, соединенного второй группой входов с входами кода базисного .сигнала, а выходом - с первым входом вычитанвдего блока, подключенного вторьгм входом к выходу первого элемента И t3j. Недостатками известного устройства являются конструктивная сложность и избыточность оборудования, в частности, в случаях интегрирования пикоЕ хроматограмм,текущее значение интегрируемых сигналов которых скорректировано на величину базисного сигнала или когда величина базисного сигнала незначительна вследствие наличия узла, осуществляклцего разделение пиков хроматограмм. Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, чго вычислительное устройство для определения площади пика, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, подключенный выходами разрядов к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с первым входом компаратора, второй вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу первого элемента И, второй элемент И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого являются группой выходов устройства, содержит дешифратор нуля, триггер, элементы задержки и одновибратор, подключенный входом к выходу компаратора и к входу сброса разрядов первого счетчика, а инверсным выходом - к первому входу второго элемента И, соединенного вторым входом с первым выходом триггера, третьим входом - с выходом генератора импульсов, а выходом - со счетным входом первого счетчика, подключенного входом установки единицы первого разряда к выходу первого элемента задержки, выходом первого разряда - к второму входу первого элемента И, а выходами остальных разрядов- ; к входам дешифратора нуля, соединенного выходом с третьим входом первого элемента И, подключенного выходом к счетному входу триггера, второй выход которого является выходом сигнала инициации устройства и соединен с входами первого и второго элементов задержки, причем выход второго элемента задержки подключен к входам установки единицы первого разряда и сброса остальных разрядов второго счетчика. На чертеже изображена блок-схема вычислительного устройства для определения пло1Цади пика. Устройство содержит первый счетчик 1, подключенный выходами разрядов к входам цифроаналогового преобразователя 2, соединенного выходом с первым входом компаратора 3, второй вход которого является входом устройства. Выход компаратора 3 подключен к первому входу первого элемента И 4, а выход второго элемента И .5 соединен со счетным входом второго счетчика б, выходы разрядов которого являются выходами устройства. Одновибратор 7 подключен входом к выходу компаратора 3 и к вхол5у сброса разрядов счетчика 1, а инверсным выходом - к первому входу элемента И5, соединенного вторым входом с первым выходом триггера 8, третьим входом - с выходом 1енератора 9 импульсов, а выходом - со счетным ЕХО-. дом счетчика .1. Счетчик 1 подключен входом установки единицы первого разряда к выходу первого элемента 10 задержки, выходом первого разряда к второму входу элемента И 4, а выходами остальных разрядов - к входам детиифратора 11 нуля. Выход дешифрато ра 11 соединен с третьим входом элемента И 4, подключенного выходом к счетному входу триггера 8, Второйг выход триггера 8 является выходом сигнала инициации устройства и соедивен с входами первого и второго элементов 10 и 12 задержки, причем выход элемента 12 задержки подключен к входу установки единицы первого разряда и сброса остальных разрядов счетчика 6. Дешифратор 11 нуля может быть выполнен на последовательно соединенных элементах ИЛИ 13 и НЕ 14, На выходах устройства могут быть подключены последовательно по информационным входам блок 15 памяти и блок 16 регистрации, соединенные управляющими входами с выходом сигнала инициации устройства, т.е. с вторым выходом триггера 8. Вычислительное устройство работае следующим образом. В исходном положении триггер 8 находится в единичном состоянии,при котором сигналом с его второго выхода в счетчики 1 и 6 записано по единице младшего разряда. Входное интегрируемое напряжение равно нулю а напряжение обратной связи свыхода цифроаналогового преобразователя 2 соответствует единице младшего разряда счетчика 1. На вькоде компаратора 3 импульс отсутствует, а элементы И 4 и 5 закрыты, причем на вто ром я третьем входах элемента И 4 присутствуют высокие потенциалы с выходов первого разряда счетчика 1 и дешифратора 11 соответственно, а на первом входе элемента И 5 - высокий потенциал с инверсного выхода одновибратора 7. После появления на входе вычисли тельного устройства начала пика в момент совпадения на входах компара тора 3 интегрируемого напряжения и напряжения обратной связи на выходе компаратора 3 формируется импульс, поступающий на входы сброса счетчика 1 , первый вход элемента И 4 и на вход одновибратора 7. Первый разряд счетчика 1 обнуляется и закрывает элемент И 4 по его второму входу. Однако до закрытия элемента И 4 импульс с выхода компаратора 3 проход через элемент И 4 на счетный вход ;триггера 8. и перебрасывает его в нулевое состояние, при котором высо кий потенцисш с первого выхода триг гера 8 -поступает на второй вход элемента И 5. Одновременно с этим передним фронтом импульса с компаратора 3 во буждается одновибратор 7, на инверсном выходе которого формируется низкий потенциал, запирающий элемент И 5 по его первому входу. Через определенное время одновибратор 7 возвращается в исходное состояние и отпирает элемент И 5. Импульсы с выхода генератора 9 через элемент И 5 поступают на счетные входы счетчиков 1 и б. Цифроаналоговый преобразователь 2, преобразуя ступенчато возрастающий код счетчика 1 в пропорциональное ему напряжение, обеспечивает формирование ступенчатого возрастающего напряжения обратной связи до момента йремени совпадения этого напряжения с интегрируемым напряжением на входах компаратора 3. В момент времени сравнения напряже) НИИ на выходе компаратора 3 формируется импульс, осуществляющий обнуление разрядов счетчика 1 и запирание элемента И 5 на время формирования на инверсном выходе одновибратора 7 импульса низкого потенциала. Далее указанные действия повто« ряются до момента времени затухания пика хроматограммы. При этом на каждом такте, т.е. между двумя смежными моментами времени срабатывания компаратора 3, в счетчик 6 вводится код, соответствующий количеству шагов квантования по уровню величины Интегрируемого напряжения на данном такте, а длительность;-;.каждого такта, т.е. шаг квантования по времени задается длительностью импульса низкого потенциала на выходе одновибратора 7. Таким образом, площадь пика хроматограглмы определяется по методу прямоугольников . Завераение цикла определения площади и возвращение вычислительного устройства в исходное состояние осуществляются в момент затухании- хроматографического пика. При этом в начале такта квантования по уровню разницы счетчика 1 сброшены в нуль и на выходе дешифратора 11 сформирован высокий потенциал, поступающий на третий вход элемента И 4. Первый импульс с выхода генератора 9, прешедший через элемент И 5 на счетный вход счетчика 1, устанавливает его первый разряд в единичное состояние. На втором входе элемента И 5 появляется высокий потенциал, а на выходе цифроаналогового преобразователя 2 напряжение обратной связи, соответствунхдее одному шагу квантования по уровню. При этом происходит сравнение затухающего сигнала на входе устройства и напряжения обратной связи и на выходе компаратора 3 формируется последний импульс, завершающий цикл определения площади. Этот импульс через элемент И 4 поступ| т на триггер 8, переключая

его в единичное состояние, и на входы сброса разрядов счетчика 1, переводя их в нулевое состояние. Импульс, образованный появлением высокого потенциала на втором выходе триггера 8, формирует выходной сигнал инициации разрешающий перепись информации о площади пика с выходов разрядов счетчика 6 в блок 15 памяти и блок 16 регистрации, и через время задержки, определяемое элементами 10 и 12,

обнуляет счетчик 6 и записывает единицу млсщшего разряда в счетчики 1 и 6.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет выполнять определение площади пика с меньшим уровнем аппаратных затрат, что и обуславливает технико-экономическую эффективность его возможного рименения.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛО1ЧАДИ ПИКА, содержащее генератор импульсов, первьой счетчик, подключенный выходами разрядов к входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с первым входом компаратора, второй вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу первого элемента И, второй элемент И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого являются группой выходов устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит дешифратор нуля, триггер, элементы задержки и одновибратор, подключенный входом к выходу компаратора и к входу сброса разрядов первого cчeт-r чика, а инверсным выходом - к первому входу второго элемента И, соеди ненного вторым входом с первым выходом триггера, третьим входом с Выходом генератора импульсов, а выходом - со счетным входом первого счетчика, подключенного входом установки единицы первого разряда к выходу первого элемента за1держки, выходом первого разряда - к второму входу первого элемента И, а выхода(Л ми остальных разрядов - к входам дешифратора нуля, соединенного выходом с третьим входсм первого элемента И, подключенного выходом к счетному входу триггера, второй j которого является выходом сигнала инициации устройства и соединен с входами первого и второго элементов задержки, причем выход X) второго элемента згщержки подключен JO к входам установки единицы, первого разряда и сброса -остальных разряf дов второго с.четчика. 4