Устройство для определения максимального значения сигнала Советский патент 1986 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационпи -йзмерительных системах и устройствах ввода-вывода для автоматического определения максимальных значений электрических сиг налов. Цель изобретения - повышение достоверности результата определения максимального значения электрическог сигнала путем исключения влияния помех. На фиг.1 приведена схема устройст ва, на фиг.2 - схема блока сравнения на фиг.З - временная диаграмма, пояс няющая работу устройства. Устройство (фиг,1) содержит анало го-цифровой преобразователь 1, второ регистр 2, цифровой компаратор 3, D-триггер 4, первый блок 5 сравнения первый регистр 6, третий регистр 7, второй блок 8 сравнения, распределитель 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, счетный триггер 11, первый элемент И 12, генератор 13 тактовых импульсов, второй элемент И 14 и первый 15, второй 16, третий 17, четвер тый 18 и пятый 19 выходы распредели|Теля 9 импульсов. Блоки. 5 и 8 сравне ния (фиг.2) содержат третий элемент И 20, элемент ИЛИ 21, первый элемент НЕ 22, четвертый элемент И 23 и второй элемент НЕ 24. Первый выход распределителя 9 импульсов соединен первым выходом 15 с первым входом аналого-цифрового преобразователя 1, соединенного вторым входом с первым входом устройства. Выходы первого регистра 6 соединены с соответствующими первыми входами цифрового компаратора 3. Выход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с информационными входами второго регистра 2, соединенного С-входом с вторым выходом 16 распределителя 9 импульсов, выходами - с информационными входами первого регистра.бис соответствующими вторыми входами циф.рового компаратора 3, соединенного выходом с D-входом D-триггера, соединенного С-входом с третьим выходом 17 распределителя 9 импульсов, прямым и инверсным выходаТ и - соответственно с первым входом первого 5 и первым входом второго 8 блока сравнения, : вторые входы которых соединены с прямым выходом счетного триггера 11, Третий вход второго блока 8 сравнения соединен с четвертым выходом 18 распределителя 9 импульсов и с первым входом первого элемента И 12, соединенного вторым входом с выходом (N-l)-ro разряда счетчика 10 импульсов, выходы - с С-входом третьего регистра 7, третьим входом - с инверсным выходом счетного триггера 11, соединенного С-входом с выходом N-ro разряда счетчика 10 импульсов, соединенного R-входом с С-входом первого регистра бис выходом второго блока 8 сравнения, С-входом - с выходом первого блока 5 сравнения, соединенного третьим входам с пятым выходом 19 распределителя 9 импульсов, соединенного входом с выходом второго элемента И 14, соединенного первым входом с выходом генератора 13 тактовых импульсов, вторым входом - с вторым входом устройства, выходы Которого соединены с вькодами третьего регистра 7, соединенного информационными входами с выходами первого регистра 6. В блоке 5 сравнения элемент ИЛИ 21 соединен выходом с выходом блока 5 сравнения, первым и вторым входами соответственно с выходами третьего и 20 и четвертого 23 элементов И, соединенных первыми входами с третьим входом блока 5 сравнения, первый вход которого соединен непосредственно с вторым входом третьего элемента И 20, а через первый элемент НЕ 22 - с вторым входом четвертого элемента И 23, соединенного третьим входом через второй элемент НЕ 24 с вторым входом блока 5 сравнения и с третьим входом третьего элемента И 20, Устройство работает следующим образом. По сигналу Сброс распределитель 9, регистр 2, регистр 7, триггеры 1 4и Т1 и счетчик 10 устанавливаются в исходное положение, причем на прямых выходах триггера 4 и триггера 11 установлены уровни логического нуля и единицы соответственно. При этом элемент И 12 закрыт нулевым уровнем с инверсного выхода триггера.11, блок 5сравнения имеет на входах несовпадающие сигналы (1 и 1) с выходов триггеров 4 и 11, Ввиду отсутствия стробирующего сигнала с распределителя 9 (до сигнала работы устройств а) на вькодах блоков 5 и 8 установлены нулевые уровни. По поступлении сигнала Пуск на вхрд элемента И 14 импульсы, генератора 13 проходят через элемент И 14 на вход распределителя 9, и устройство начинает работу. Обозначим значение напряжения U(t) на входе устройства в i-й момент времени U; , а в (1-1)-й момент - U|., (фиг.З). Аналого-цифровой преобразователь преобразует значение U(t) в код и за дает его на вход регистра 2. В последнем записывается значение U; , а в регистре 6 хранится значение U Цифровой компаратор 3 сравнивает пос тупающие на него с регистров 2 и 6 соответственно коды и в том случае, если код Uj больше кода U. , выдает на D-вход триггера 4 логическую единицу, если Uj меньше или равно U-, , то логический ноль. Запуск в работу аналого-цифрового преобразователя 1 осуществляется сигналом с выхода 15 распределителя 9. Преобразованное значение U(t) записывается в регистр 2по стробирующему сигналу с вькода 16 распределителя 9. После чего с выхода 17 распределителя 9 стробируется запись информации с выхода цифрового компаратора 3 в триггер 4, В том случае, если значение U. U. , как, например, в интервале времени O-t (фиг.З), на выходе компаратора 3формируется логическая единица, ко торая по сигналу на С-входе триггера 4подтверждает его исходное состояние , При этом блок 5 не пропускает строб-импульс с выхода 19 распредели теля 9 на С-вход счетчика 10, поскольку сигналы, поступающие на входы блока 5 с триггеров 4 и 11, не совпа дают. Блок 8 сравнения пропускает на выход строб-импульс с выхода 18 распре делителя 9 поскольку, сигналы, поступаюпще на его входы с прямого выхода триггера 11 и с инверстного выхода триггера 4, совпадают (1 и 1). Строб-импульс с выхода 18 распредели теля 9 проходит через блок 8 на Rвход счетчика 10 и С-вход регистра 6 .при этом счетчик 10 обнуляется, а в :регистр 6 из регистра 2 записывается значение U . . Распределитель 9 повторяет цикл опроса по своим выходам 15-19 многократно в течение интервала времени, когда Uj и. . В том случае, если Uj становится меньше или равно U. например при приходе помехи (фиг.З) в момент времени t , на выходе цифрового компаратора 3 Формируется уровень логического нуля, который по строб-сигналу с выхода 17 распределителя 9 переписывается в триггер 4. Последний изменяет свое состояние относительно исходного. В результате строб-импульсы с выхода 19 распределителя 9 проходят через блок 5 на Свход счетчика 10 и не проходят через блок 8 на R-вход счетчика 10 и С-вход регистра 6. Вследствие этого в регистре 6 запоминается максимальное значение помехи (и„„„ ) ,. которое хранится там весь интервал , и начинается добавление единиц в счетчик 10 (в каждый цикл работы распределителя 9 по одной единице). Добавление единиц в счетчик 10 продолжается в течение всего времени , когда U S U ., . При этом, задавшись максимально возможной длительностью помехи Л tj , можно так выбрать разрядность N счетчика 10 с учетом частоты генератора 13 и коэффициента ее деления распределителя 9, чтобы за время д счетчик 10 не смог сформировать на выходе своего N-ro разряда сигнал, переключающий триггер 11 в состояние, когда уровень логической единицы с его инверсного вьтхода разрешит прохождение импульсов с выхода 18 распределителя 9 через элемент И 12. В результате с выхода элемента И 12 не формируется строб-импульс на С-вход регистра 7, и значение кода U , записанное в регистре 6, не переписывается в регистр 7 и не выдается на выходы устройства, т.е. помеха с входа устройства не проходит на его выход. В том случае, когда интервал вреени, в течение которого происходит спад U(t), больше или равен заданной еличины л, т.е. когда анализируется е кратковременная помеха, а собстинтервалеенно сигнал, например, в -t (фиг.З), счетчик успевает 5 -в а указанное время досчитать до числа и формирует на выходе N-ro разряда игнал, переключающий триггер 11 в остояние с логической единицей на нверсном выходе. Затем узким импульом с выхода 18 распределителя 9 по азрешению с выхода (N-l)-ro разряда четчика 10 через элемент И 12 на Сход регистра 7 производится перепись аксимального значения (U ) вход- ного сигнала U(t) в регистр 7 и вьщача его на выходы устройства, В течение интервала времени блок 8 формирует на выходе логический ноль, так как любое U меньше U,. и на инверсном выходе триггера 4 установлен логический ноль, а на выход триггера 11 - логическая единица. Эт приводит к тому, что регистр 6 храни в интервале код значения При возникновении помехи в интервале t.j;-t (фиг„3) по амплитуде меньшей и . 5 она не проходит на выход устройства, поскольку код в регистре 6 всегда больше текущего кода U(t) с учетом помехи записываемого в регист 2 и компаратор 3 не дает через триггер А разрешения на работу блока 5. Блок 5 (8) сравнения (фиг,2) рабо тает следующим образом. В том случае если коды, поступающие на входы блока 5 (8) с триггера 4 и 11, совпадают (1 и О и О) разрешается работа элемента И 20 М) или через (в случае кодов элементы НЕ 22 и 24 работа элемента И 23 (в случае кодов О и О), В результате строб-импульс с выхода распределителя 9, поступающий на вхо ды элементов И 20 и 23, проходит через один из них и элемент ИЛИ 21 на выход блока 5 (8). Таким образом5 за счет введения регистров 2 и 6, триггеров 4 и 11, блоков 5 и 8 сравнения и элемента И 12 обеспечивается исключение 7:.лияния помех заданной длительности д на по лученное максимальное значение сигна ла, что существенно повьшает достоверность результата определения максимального значения. Формула изобретения 1, Устройство для определения мак симального значения сигнала, содержа щее распределитель импульсов., соединенный первым выходом с первым входо аналого-цифрового преобразователя, соединенного вторым входом с первым входом устройства, первый и второй элементы И, первый регистр, соединен ный выходами с соответствующими первыми входами цифрового компаратора, второй и третий регистры, отличающееся тем, что, с целью , повышенг-ш достоверности результата определения максимального значения электрического сигнала путем исключения влияния помех, в устройство введены D-триггер, счетный триггер, первый и второй блоки сравнения, счетчик импульсов,генератор тактовых импульсов, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационными входами второго регистра, соединенного С-входом с вторым выходом распределителя импульсов, выходами с информационными входами первого регистра и с соответствующими вторыми входами цифрового компаратора, соединенного выходом с D-входом D-триг- гера, соединенного С-входом с третьим выходом распределителя импульсов, : прямым и инверсным выходами - соответственно с первым входом первого и первым входом второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены с прямым выходом счетного триггера, третий вход второго блока сравнения соединен с четвертым выходом распределителя импульсов и с первым входом первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом (N-1)-ro разряда счетчика импульсов, выходом - с С-входом третьего регистра, третьим входом с инверсным выходом счетного триггера, соединенного С-входом с выходом N-ro разряда счетчика импульсов, соединенного R-входом с С-входом первого регистра и с выходом второго блока сравнения, С-входом - с выходом первого блока сравнения, соединенного третьим входом с пятым выходом распределителя импульсов, соединенного входом с выходом второго эле.мента И, соединенного первьм входом с выходом генератора тактовых импульсов, вторым входом - с вторым входом устройства, выходы которого соединены с выходами третьего регистра, соединенного информационными входами с выходами первого регистра, 2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок сравнения содержит элемент ИЛИ, соединенный выходом с выходом блока сравнения, первым и вторым входами - соответственно с выходами третьего и четвертого элементов. И, соединенных первыми входами с третьим входом блока сравнения, первый вход которого соединен непосредственно с вторым входом третьего элемента И, а через первый элемент НЕ - с вторым -входом четвертого элементачерез И, соединенного третьим входом дом блока сравнения и с третьим вховторой элемент НЕ с вторым вхо- дом третьего элемента И.

Изобретение может быть испольаовано в информационно-измерительных системах и устройствах ввода-вывода для автоматического определения максимальных значений электрических сигналов. Цель изобретения - повышение достоверности результата. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 6, 2 и 7, цифровой компаратор 3, распределитель 9 импульсов и элементы И 12 и 14. Введение D-триггера 4, блоков 5 и 8 сравнения, счетчика 10 импульсов, счетного триггера 11 и генератора 13 тактовых импульсов обеспечивает исключение влияния помех заданной длительности на полученное максимальное значение сигнала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

CVBfTJi LlH 10

и,

манс.

U.HOH

iti z-;

О ij.j tii,tiUt4

is fcJ

t-6