Устройство для определения знака производной Советский патент 1984 года по МПК G06G7/18 

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения области применения, за счёт-различения участков с нулевой производной и унификации представления выходной информации, оно содержит четвертый триггер,, два элемента НЕ-ИЛИ, элемент НЕ, четвертый и пятый элементы И, при этом первые входы первого элемента НЕ-ИЛИ и четвертого элемента И соединены с выходом нуль-органа, их вторые входы - с выходом переполнения счетчика, а выходы - с соответствующими входами четвертого триггера, выход которого, . являющийся первым вспомогательным выходом устройства, соединен с входом элемента НЕ и с первым входом второго элемента НЕ-ИЛИ, выход элемента .НЕ соединен с первым входом -. пятого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторыми входами второго элемента НЕ-ИЛИ и пятого элемента И, их выходы являются соответственно вторым и третьим дополнительными входами устройства.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА ПРОИЗВОДНОЙ, содержащее нуль-орган, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход с входом триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого дха соединен с выходом задатчика.интервала времени, и второй элемент И, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, оно содержит второй и третий .триггеры, а задатчик интервала времени содержит генератор импульсов, третий элемент И и счетчик, при этом выход нуль-органа соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом второго триггера и с входом сброса третьего,инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И, прямой выход . второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом ге(О нератора импульсов, а выход - с входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входами сброса первого и второго триггеров.

1

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известны устройства, в которых знак или величина производной определяются периодическим сравнением входного сигнала с развертывающим пилообразным напряжением.

Известно устройство, которое требует запоминания временных интервалов и их последующего сравнения ij .,

Однако из-за необходимости заполнения интервалов импульсами опорной частоты данное устройство отличается сложностью схемы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее два нуль-органа, первые входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, а вторые входы связаны с входной шиной непосредственно и через сумматор, задающий смещение, задатчик интервала времени, подключенный к выходу первого .нуль-органа, триггер, подключгенный входами к выходам первого и второго нуль.-органов, два элемента И, каждый из Которых подключен входами к соответствующим выходам задатчика интервала времени и триггера, а выходом - к входам элемента ИЛИ 2 ,

Недостатками известного устройства являются сложность функциональной схемы и недостаточная точность, обусловленная неидентичностью характеристик двух нуль-органов, дрейфом аналогового сумматора и нестабильностью одновибратора, служащего в качестве задатчика времени.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности.

Цель достигается тем, что устройство для определения знака производной, содержащее нуль-орган, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход - с входом триггера-, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом эадатчика интервала времени, и второй элемент И, содержит второй и третий триггеры, а задатчик интервала времени содержит генератор импульсов, третий элемент И и счетчик, при

Q ,этом выход нуль-органа соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом второго триггера и с входом сброса., третьего, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом второго .элемента И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с

0 входом счетчика, выход переполнения ко.торого.-соединен с входом счетчик-а которого соединен с входами сброса .первого и второго триггеров.

Кроме того, с целью расширения

5 области применения за счет различения участков с нулевой производной и унификации представления выходной информации, устройство содержит четвертый триггер, два элемента НЕ-ИЛИ,

0-элемент НЕ, четвертый и пятый элементы И, при этом первые входы первого элемента НЕ-ИЛИ и четвертого элемента И соединены с выходом нульоргана, их вторые входы - с выходом

5 переполнения счетчика, а выходы - с соответствующими входами четвертого триггера, выход которого, являющийся первым вспомогательным выходом устройства, соединен с входом элемента

Q НЕ и с первым входом второго элемента НЕ-ИЛИ, выход.элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторыми входами второго элемента НЕ-ИЛИ и пятого элемента И, их выходы являются соответственно вторым и третьим дополнительнь1МИ выходами устройства. На фиг.1 представлена схема уст ройстЕ,а; на фиг. 2 - то же, выходна часть. Устройство содержит входную шину 1, генератор 2 пилообразного нап ряжения, нуль-орган 3, триггеры 4 .и 5, элементы И 6 и 7, триггер 8, задатчик 9 интервала времени, состо щий из генератора 10 импульсов, элемента И 11, счетчика 12. Кроме того, устройство может дополнительн содержать (фиг. 2) элементы НЕ-ИЛИ 13 и 14, триггер 15, элементы И 16 и 17, НЕ 18. Устройство работает следующим обра 3 ом. В исходном состоянии триггеры 4, 5 и 8 находятся в состоянии нуль. В момент равенства входного и пилообразного сигналов нуль-орган 3 выдает импульс, который переводи триггеры 4 и 5 через открывшийся элемент И 6 в состояние единица. Переход триггера 5 в состояние еди ница блокирует поступление на его вход следующего и лпyльca и, открывая элемент И 11, .запускает в работу задатчик 9 интервала времени. Если производная входного сигнала положительна, то за время заполнения счетчика 12 еще один раз наступит равенство входного и пилообразного сигналов. Их совпадение приведет к переклю чению триггера 4 в следующее состоя ние, т.е. в нуль. Других изменений состояний ВТ устройстве не проис ходит. По истечении времени длитель ности периода Т пилообразного сигна ла, задаваемого с помощью счетчика 12, на его выходе формируется импульс . Если триггер 4 находится в состоянии единица, то указанным импульсом триггер 8 переключается в состояние единица. При возраста нии входного сигнала к моменту прихода импульса на элемент И 7 триггер 4 находится в состоянии нуль и триггер 8 тоже остается в состоянии нуль, что соответствует положительному знаку производной. Одновременно импульс с выхода счетчика 12 поступает на входы гашения тригг ров 4 и 5 и переводит их в исходное состояние. Очередное равенство вход ного и пилообразного сигналов переводит триггеры 4 и 5 в состояние единица, после чего весь цикл повторяется. Если входной сигнал убывает, то при первом совпадении входного и пилообразного сигналов выходным импульсом компаратора 3 триггеры 4 и переведены в состояние единица., выходной триггер 8 переведен в Состояние нуль и осуществлен запуск задатчика 9. Однако в течение длительности периода Т наступит два равенства входного и эталонного сигналов . Это приведет к формированию на выходе нуль-органа 3 импульса, которым триггер 4 переключится в состйяние единица. Теперь импульс, сформированный на выходе задатчика 9, переведет триггер 8 в состояние единица , а триггеры 4 и 5 - в состояние нуль. Переключение триггера 8 в состояние единица соответствует отрицательному знаку производной входного сигнала. Очередное равенство входного и пилообразного сигналов приводит к повторению цикла определения знака производной, т.е. к переводу триггера 8 в состояние нуль, триггеров 4 и 5 - в состояние единица и запуску задатчика 9. При постоянстве входного сигнала X вследствие естественной задержки формирования импульса на выходе компаратора 3 функционирование триггеров 4,5 и 8 происходит также, как и в случае возрастания входного сигнала. При необходимости различия интервалов постоянства входного сигнала устройство может быть снабжено дополнительным выходным блоком фиг. 2 . При его работе выходные сигналы формируются в виде кодовых комбинаций 001, 010, 100 в зависимости от поведения входного сигнала. Если входной сигнал возрастает или убывает, то сигналы на выходах нуль-органа 3 и задатчика 9 никогда не совпадают, и триггер 15 сигналом с выхода элемента НЕ-ИЛИ 13 удерживается в состоянии нуль. Если сигнал возрастает, то сигнал на выходе триггера 8 равен нулю. Нахождение триггеров 8 и 15 в состояниях нуль приводит к появлению на выходе элемента НЕ-ИЛИ 14 сигнала Единицы и на выходе элемента И 17 сигнала Нуль. Это эквивалентно формированию на выходах устройства кода АВС-010, который соответствует положительной производной входного сигнала. Если входной сигнал убывает, то на выходе триггера 8 формируется сигнал Единица, что приводит к формированию на выходе элемента И 17 сигнала Единица при нулевых сигналах на выходах триггера 15 и элемента НЕ-ИЛИ 14, т.е. к выходному коду АБС-100, который соответствует отрицательной производной. При постоянстве входного сигнала одновременно появляются сигналы на выходах нуль-органа 3 и задатчика 9, что приводит к появлению на выходе элемента И 17 импульса, которым триггер 15 переводится в состояние единица. Это приводит к формированию на выходах элементов И 17 и НЕ-ИЛИ 14 сигналов Нуль независимо от сигналов, поступающих на другие входы, т.е. к формированию выходного кода АВС-001, которым определяется постоянство входного сигнала. Очередное -срабатывание нуль-органа 3 переводит триггер 15 в состояние нуль и цикл определения знака производной входного сигнала повторяется.

Предложенное устройство позволяет упростить схему, повысить разрешающую способность и расширить функциональные возможности. Это определяет технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения .