Устройство для определения экстремума Советский патент 1984 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к автомати ческому регулированию и может быть использовано в системах экстремальн го регулирования, поиск экстремума в которых осуществляется на основе информации ознаке приращения функц показателя качества, выраженной, в частности, в дискретной форме. Известно устройство дискретного действия для определения экстремума в шаговом цифровом экстремальном ре гуляторе, содержащее D-триггеры, элементы И-НЕ и выходной элемент И-НЕ l . . Однако данное устройство имё- ет узкие функциональные возможности .так как не позволяет использовать аналого-цифровые преобразователи (АЦП) на входе устройства с различным представлением выходной информации: в двоично-десятичном коде 3-4-2-1 и двоично-параллельном коде. Наиболее близким к предлагаемой является устройство, содержащее D-триггеры, элементы И-НЕ и выходно элемент И-НЕ 2. Это устройство позволяет определять максимум и минимум входного си нала, представленного, например, в двоично-десятичном коде 8-4-2-1. Устройство хорошо сопрягается с АЦП так как и устройство и АЦП работают в одинаковом коде. Возможно использование в качестве АЦП цифровых вольметров, имеющих, как правило, выход измеряемого .напряжения в дво ично-десятичном коде, при этом нет необходимости использовать дешифра тор десятичного кода в циклический. Однако наличие большого количества элементов, обусловленное наличием поразрядной схемы сравнения, (доставленной из элементов И-НЕ, ус ложняет конструкцию и уменьшает надежность работы. Цель изобретения - упрощение кон струкции и повышение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения экстремума, содержащее 2п, по числу разрядов кода, представляющего вход ной сигнал, D-триггеров, два элемента И-НЕ и выходной элемент И-НЕ, введены два селектора-мультиплексор счетчик, RS-триггер и два инвертора причем D-входы D-триггеров подключе соответственно к входам первого се лектора-мультиплексора , выходы D-три геров Нодключены к входам второго селектора-мультиплексора, управляющи входы селекторов-мультиплексоров подключены соответственно к выходам счетчика, прямой выход второго селект ра мультиплексора и инверсный выход первого селектора-мультиплексора под ключен к входам первого элемента И-НЕ, выход которого через первый инвертор подключен к первому входу выходного элемента И-НЕ, инверсный выход второго селектора-мультиплексора и прямой выход первого селектора-мультиплексора подключены к вхо дам второго элемента И-НЕ, выход которого через второй инвертор подключен к S-входу RS-триггера, прямой выход RS-триггера подключен к второму входу выходного элемента И-НЕ, R-вход RS-триггера и С-входы О-триггеров подключены к выходу старшего разряда счетчика. Кроме того, выход второго инвертора подключен к цервому входу выходного элемента И-НЕ, а выход первого инвертора к 8-входу RS-триггера. Введение в устройство для определения экстремума двух селекторовмультиплексоров, счетчика и RS-триггера позволяет заменить многоразрядную схему сравнения на одноразрядную и тем самым сократить количество логических элементов. На фиг.1 изображена схема устройства для определения экстремума; на фиг.2 - диаграмма импульсов управления, поступающих на вход устройства определения экстремума и АЦП Устройство содержит D-триггеры 1, первый 2 и второй 3 элементы И-НЁ, выходной элемент И-НЕ 4, первый 5 и второй 6 селекторы-мультиплексоры, счетчик 7, КЗ-триггер 8, а также первый 9 и второй 10 инверторы. Устройство определения экстремума .работает следующим Образом. Схема, приведенная на фиг,1, соответствует случаю определения максимума входного сигнала. При движении в направлении максимума запомненный сигнал меньйзе текущего значения на выходе АЦП. Для этого случая можно записать . где вп - запомненная информация на выходе D-триггеров. Проверка этого условия производится с помощью блоков 2, 3, 9 и 10. Для этого при .помощи селекторовмультиплексоров 5,6 по сигналам тактовых импульсов, управляющих счетчиком 7, подключенным к управляющим входам селекторов-мультиплексоров 5, б, к входам блоков 2 и 3 последовательно подключается начиная со старего разряда текущая и запомненная информация. Когда в„ в на выходе инвертора 9 оявляется сигнал, равный единице, который через выходной элементИ-НЕ 4 на второй вход которого подан сигнал равный единице с выхода RS-триггера, проходит на выход. Когда Ъ а выходе инвертора Ю появляется

сигнал равный единице. Этот сигнал поступает на S-вход RS-триггера. На выходе RS-триггера сигнал равен нулю который запрещает прохождение на выход сигналов сравнения промежуточных разрядов.

Если необходимо определить миниму входного сигнала, выходы инверторов 9 и 10 меняются местами.

Для правильной работы устройства необходима подача тактовых импуль:сов, соответствующих диаграмме, приведенной на фиг. 2. По заднему фрон-ту импульса., приходящего на С-входы D-триггеров, происходит запись текущей информации с выхода АЦП,

По переднему фронту импульса,, приходящего на вход АЦП, происходит .смена текущей информации, пережний

ФРОНТ импульса на входе АЦП сдвинут относительно тактовых импульсов, по ступающего на вход устройства.

Для реализации 8-разрядного устройства базовый объект 2 должен содержать 11 корпусов интегральных микросхем в средней степени интеграции, например, широко применяемо 133 или 155 серии. Из них 2 корпуса, содержащих по четыре О-триггеров,8

0 корпусов,, содержащих по три трехвходовые схемы И-НБ и 1 корпус, содержащий 8-ходовый элемент И-НЕ.

Предлагаемое устройство содержит 8 корпусов. Из них 2 корпуса

5 D-триггеров, 2 корпуса селекторовмультиплексоров, 2 корпуса, содержащие элемент И-НЕ и 2 корпуса, содержащие счетчик и RS-триггер.

ГТИ

Пв1 Выход

Фиг. 1

Vc

Запасьтвои

Vfaffl

цнфсрмациа О В-п еевры

Г

Запись АЦЛ

Фив. 2