Многоканальный различитель максимального сигнала Советский патент 1986 года по МПК H03K17/62 

Изобретение относится к радиотехнике и автоматике и может быть использовано для управления различными устройствами в канапе, где уровень сигнала строго максимален, для управ ления различными устройствами в N каналах в зависимости от амплитуды сигналов, а также для осуществления весовой обработки сигналов.

Цель изобретения - ранжирование всех сигналов по амплитуде, выделени сигналов любой амплитуды и автоматическое определение каналов с отсутствующими сигналами.

На чертеже представлена функцио- нальная схема предлагаемого устройства. I

Многоканальный различитель максимального сигнала выполнен на каналах 1.1-1.N, каждьй из которых содержит инвертирующий 2 и неинвертируюпц-ш 3 усилители, первый 4 и второй 5 прерыватели, первый 6 и второй 7 блоки оптоэлектронной развязки, первый 8 и второй 9 вентильные элементы, первую 10 и вторую 11 линии задержки, первый 12 и второй 13 усилители, первый 14 и второй 15 компараторы, первый 16 и второй 17 элементы И, третий 18 и четвертый 19 элементы И, первый 20 и второй 21 RS-триггеры, первый 22 и второй 23 формирователи импульсов первый 24 и второй 25 регистры. Кроме того, многоканальный различитель максимального сигнала содержит общую нагрузку 26, источник 27 опорного напряжения, первый 28 и второй 29 элементы ИЛИ, двоичный счетчик 30, дешифратор 31, причем в каждом канале 1,1-1.N входы инверти- рующего 2 и неинвертирующего 3 усилителей подключены к входной шине 32, а их выходы подключены к входам первого 6 и второго 7 блоков оптоэлектронной развязки через прерыватели 4 и 5 соответственно, первые выходы которых подключены соответственно к входам первого 8 и второго 9 вентильных элементов, выходы которых соединены с первым входом общей нагрузки 26, второй вход которой подключен к общей шине, вторые и третьи выходы блоков оптоэлектронной развязки подключены соответственно к первым и вторым входам первого 12 и второго 13 усилителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входам первого 14 и второго 15 компарато

0

5

5 0 5

0

ров, выход первого компаратора 14 подключен к инверсному входу второго 17 элемента И и к соответствующим инверсным входам первого и второго элементов И остальных N-1 каналов, а вьгагод второго компаратора 15 подключен к инверсному входу первого 16 элемента И и к соответствующим инверсным входам первого и второго элементов И остальных N-1 каналов, прямые входы первого 16 и второго 17 элементов И всех N каналов соединены с выходом общей нагрузки, вторые входы первого 14 и второго 15 компараторов всех N каналов подключены к источнику 27 опорного напряжения.

Также в каждом канале выходы инвертирующего 2 и неинвертирующего 3 усилителей подключены к входам первого 4 и второго 5 прерывателей, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первой 10 и второй 11 линий задержки, выходы первого 4 и второго 5 прерывателей подключены соответственно к входам первого 6 и второго 7 блоков оптоэлектронной развязки, выходы первого 16 и второго 17 элементов И подключены соответственно к первым прямым входам третьего 18 и четвертого 19 элементов И, выходы которых связаны с входами первого 20 и второго 21 RS-триггеров, выходы которых подключены соответственно к первой 10 и второй 11 линиям задержки и входам первого 22 и второго 23 .формирователей импульсов, выходы которых связаны соответственно с первыми входами первого 24 и второго 25 регистров,выходы первого 16 и второго 17 элементов И N каналов подключены к 2N входам первого элемента ИЛИ 28, выход которого связан с первым входом двоичного счетчика 30, первый выход которого соединен с третьими входами первого 24 и второго 25 регистров N каналов, а второй выход через второй элемент ИЛИ 29 соединен с вторым входом счетчика 30, выходы регистров 24,и 25 каналов прдключены к 2N входам дешифратора 31, причем вторые инверсные входы третьего 18 и четвертого 19 элементов И N каналов, R-входы RS- триггеров 20 и 21 N каналов и второй вход счетчика 30 объединены и соединены -с шиной установки О.

Устройство работает следующим образом.

Многоканальный различитель максимального сигнала автоматически анализирует сигналы, поступающие на входные шины 32 всех каналов 1,1- 1.N независимо от полярности. В каждом из каналов 1.1-1.N инвертирующий усилитель 2 преобразует сигналы отрицательной полярности в сигналы положительной полярности. При этом прохождение сигнала и логика работы схемных элементов, подключенных к выходу инвертирующего усилителя 2, полностью аналогичны прохождению сигнала и логике работы схемных элементов, подключенных к выходу неинвертирующего усилителя 3 при поступлении на входную шину 32 сигналов положительной полярности. Поскольку все каналы 1.1-1.N аналогичны, ниже описывается работа одного из каналов 1.1-1.N при поступлении на входные шины сигналов отрицательной полярности.

В исходном состоянии при отсутствии входных сигналов регистры 24 и 25, RS-триггеры 20 и 21 находятся в нулевом состоянии, а все разряды вычитающего счетчика 30 - в единичном состоянии.

В каждом из каналов 1.1-1.N инвертирующий усилитель 2 преобразует сигналы отрицательной полярности в сигналы положительной полярности. При этом оказывается открытым только тот вентильный элемент 8 (9), сигнал на аноде которого максимален. Остальные вентильные элементы 8 (9) за счет перераспределения потенциалов заперты. Через открытый вентильный элемент 8 и прерыватель 4 протекает ток, который регистрируется первым блоком 6 оптоэлектронной развязки, на втором и третьем выходах которого создается разность потенциалов, которая поступает на входы первого усилителя 12, на выходе которого устанавливается напряжение, пропорциональное разности потенциалов. Если напряжение на выходе первого усилителя 12 превышает напряжение источника 27 опорного напряжения, то на выходе первого компаратора 14 появляется напряжение, соответствующее уровню логической 1. Опорное напряжение выбирается, из условия регистрации минимально допустимого тока в цепи включения первого блока 6 оптоэлектронной развязки. Применение блоков 6 и 7 оптоэлектронной развязки для регистрации тока в цепи сработавшего канала 1.1-1.N позволяет обеспечить однозначное срабатывание каналов 1.1-1.N при пе- е ременной амплитуде максимального сигнала, а .также осуществить гальваническую развязку между входными 32 и выходными 33 шинами. При протекании тока через открытый вентильный эле- 10 мент 8 создается падение напряжения на общей нагрузке 26. Общая нагрузка выполнена таким образом, что при протекании через нее тока независимо от уровня максимального сигнала 5 на ее выходе создается падение напряжения, значение которого лежит в диапазоне логической 1 первого 16 и второго 17 элементов И. Сигнал, соответствующий уровню логической 1, 0 с выхода сработавшего первого компаратора 14 поступает на инверсный вход второго элемента И 17 данного канала, а также на инверсные входы первого 16 и второго 17 элементов И 5 остальных N-1 каналов. На прямой

вход первого 16 и второго 17 элементов И всех каналов 1.1-1.N поступает напряжение логической 1 с выхода общей нагрузки 26. При этом логич.с- кая 1 присутствует только на выходе первого элемента И 16 рассматриваемого канала, на входной шине 32 которого присутствует максимальный сигнал, так как на инверсные входы первого элемента 16 поступает напря- жение логического О с выходов несработавших компараторов .14 и 15 всех каналов 1.1-1.N, а на прямом входе присутствует напряжение логической 1, поступающее с общей нагрузки 26. апряжение логической 1 с выхода .первого элемента И 16 поступает на первый вход первого элемента ИЛИ 28 :и на первый вход третьего элемента И 18. Напряжение логической 1 с выхода первого элемента ИЛИ 28 поступает на первый вход вычитающего счетчика 30, все разряды которого находились до этого в единичном состоянии. В результате воздействия .логической 1 на первый вход вычи- тающегр счетчика 30 двоичное число на его выходе уменьшается на единицу. Так как на первый вход третьего элемента И 18 поступает напряжение ло- гической 1, и на его второй инверсный вход напряжение, соответствующее уровню логического , то на выходе третьего элемента И 18 появится нап0

0

5

0

ряжение, соответствующее уровню логической 1, которое поступает на S-вход RS-триггера 20 и устанавливает его в единичное состояние. Напряжение, соответствующее уровню логической 1, с выхода RS-триггера 20 через линию 10 задержки поступает на второй вход первого прерывателя 4 и отключает канал с максимальным уровнем сигнала. Одновременно напряжение логической 1 с выхода RS-триггера 20 поступает на вход первого формирователя 22 импульсов, на выходе которого появляется видеоимпульс, длительность которого должна быть меньше либо равна длительности времени задержки линии 10 задержки. Видеоимпульс с выхода первого формирователя 22 импульсов поступает на первый вход регистра 24, в результате чего происходит считывание двоичного числа со счетчика 30 в первый регистр 24. Данное двоичное число является . рангом максимального сигнала. Это двоичное число с выхода первого регистра 24 поступает на первый вход дешифратора 31 с 2N вводами. На первом из N выходов дешифратора 31 появляется напряжение, соответствующее сигналу с максимальной амплитудой. Время задержки ut линии 10 задержки определяет общее время ранжирования сигналов, равное NAt.

После отключения канала с макси-г мальным уровнем сигнала происходит анализ оставшихся N - 1 сигналов, из которых аналогичным образом определяется сигнал с максимальной,амплиту .дой. При этом двоичное число на вычитающем счетчике уменьшится епде на единицу, что соответствует рангу сиг

нала с максимальной амплит гдой, но

больше амплитуд оставшихся N - 2 сигналов.

Ранги анализируемых сигналов хранятся в регистрах 24 и 25 каналов и могут быть использованы для весовой обработки сигналов.

Таким образом, на N :;ыходах дешифратора 31 появятся сигналы в строго определенной последовательности. Например, на первом выходе появится сигнал,соответствуюш 1й каналу с максимальной амплитудой, на втором - сигнал, соответствующий каналу с меньшей амплитудой, на третьем - сигнал, соответствующий каналу с

0

0

еще меньшей амплитудой, и так далее, т.е. каждый из N выходов дешифратора 31 управляется каналом с вполне определенным рангом.

После ранжирования N сигналов-двоичное число на выходе счетчика 30 будет равно минимальному числу (например, нулю), и на втором выходе счетчика 30 появится напряжение, соответствующее уровню логической 1, которое через второй элемент ИЛИ 29 поступает на второй вход счетчика 30, на R-входы первого 20 и второго 21 RS-триггеров N каналов, на вторые 5 входы первого 24 и второго 25 регистров каналов, на инверсные вторые входы третьего 18 и четвертого 19 элементов И и устанавливает все разряды счетчика 30 в единичное состояние, а первый 20 и второй 21 RS-триггеры, а также первый 24 и второй 25 реги ст- ры - в нулевое состояние. После ус- тановки всех разрядов счетчика 30 в единичное состояние на его втором выходе появится напряжение, соответствующее уровню логическюго О. В качестве второго выхода счетчика ,30 может быть использован, например, .выход элемента И, входы котрого соединены с инверсными выходами разрядов счетчика 30.

Таким образом, многоканальный раз- личитель максимального -игнaлa автоматически возвращается в исходное состояние и при наличии сигналов на входной шине 32 снова производит ранжирование сигналов. Время ранжирования сигналов, а следовательно, и длительность времени задержки линии задержки определяется минимальной длительностью ранжируемых сигналов.

5

0

5

В случае, если сработают вентильные элементы 8 и 9 в двух и более каналах, то согласно выбранной логике работы первого 16 и второго 17 элементов И всех N каналов сигналы на выходных шинах 33 всех каналов будут отсутствовать. Этим обеспечивается ранжирование сигналов, амплитуды которых различны.

Формула изобретения

Многоканальный различитель максимального сигнала, выполненный на N каналах, каждый из которых содержит инвертирующий и неинвертирующий усилители, первый и второй блоки оптоэлек ронной развязки, первый и второй вентильные элементы, первый и второй

1 усилители, первый и второй компараторы, первый и второй элементы И и источник опорного напряжения, причем в каждом- канале входы инвертирующе, го и неинвертирующего усилителей подключены к входной шине, первые выходы блоков оптоэлектронной развяз ки подключены соответственно к входам первого и второго вентильных элементов, выходы которых соединены с первым входом общей нагрузки, второй вход которой подключен к общей шине, а вторые и третьи выходы блоков оптоэлектронной развязки подключены соответственно к первым и вторым входам первого и второго усилителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, выход первого компаратора подключен к инверсному входу второго элемента И и к соответствующим инверсным входам первого и второго элементов И остальных N - 1 каналов, а выход второго компаратора подключен к инверсному входу первого элемента И и к соответствующим инверсным входам первого и второго элементов И остальных N - 1 каналов, прямые входы первого и второго элементов И всех N каналов соединены с выходом общей нагрузки, вторые входы первого и второго компараторов всех N кана- лов подключены к источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в каждый из N каналов дополнительно введены и под- ключены к выходам соответственно инвертирующего и неинвертирующего усилителей первый и второй прерыватели.

Редактор М.Петрова Заказ 6759/56

Составитель Л.Скобелева

Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

вторые входы которых связаны соответственно с выходами первой и второ линий задержек, а выходы первого и второго прерывателей связаны соответственно, с входами первого и второго блоков оптоэлектронной развязки, а также третий и четвертый элементы И, прямые входы которых соединены с выходами первого и второго элементов И, а выходы связаны с S-входами первого и второго RS-триггеров, а также первый и второй формирователи импульсов, первый и второй регистры и общие для всех каналов первый на 2N входоё и второй элементы ИЛИ, счетчи и дешифратор на 2N входов, при этом выходы RS-триггеров связаны соответственно с входами первой и второй линий задержек и входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых связаны соответствен- но с первыми входами первого и второго регистров, первый элемент ИЛИ на 2N входов соединены входами с выходами первого и второго элементов И N каналов, выход первого элемента ИЛИ связан с первым входом счетчика, первый выход которого связан с третьими входами первого и второго регист- |ров N каналов, а второй выход через второй элемент ИЛИ связан с вторым входом счетчика, выходы первых и вторых регистров N каналов связаны с 2N входами дешифратора, причем вторые инверсные входы третьего и четвертого элементов И N каналов, R- входы RS-триггеров N каналов, вторые входы первого и второго регистров N каналов и второй вход счетчика объединены и соединены с шиной установки в О, выходы дешифратора являются выходом многоканального раз- личителя.

Изобретение относится к радиотехнике и автоматике и может использоваться для управления различными устройствами в канале, где уровень сигнала строго максимален, а также для осуществления весовой обработки сигнала. Цель изобретения - расши-. рение функциональных возможностей за счет одновременного с определением максимального сигнала ранжирования сигналов по амплитуде. Устройство содержит в канале инвертирующий 2 и неинвертирующий 3 усилители, блоки 6, 7 электронной развязки, вентильные элементы 8, 9, усилители 12, 13, компараторы 14, 15, эл-ты И 16, 17. Введение в каждый канал прерывателей 4, 5, элементов И 18,19, RS-триггеров 20, 21, линий 10, 11 задержки, формирователей 22, 23 импульсов, регистров 24, 25, а также общих для всех каналов двух элементов ИЛИ 28, 29, счетчика 30 и дешифратора 31 позволяет выделить сигнал бой амплитуды, ранжировать сигналы по амплитуде, определить канал с отсутствующим сигналом. 1 ил. СО Ю ч| ч1 оо 05 Устано8ка „о