Устройство выделения экстремумов Советский патент 1987 года по МПК H03K5/153 

Изобретение относится к импульсной технике.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На чертеже приведена функциональ- ная схема устройства вьщеления экстремумов .

Устройство выделения экстремумов содержит N каналов 1 фиксации экстре- мума, регистратор 2 значения экстремума, многовходовый элемент И-ИЛИ 3, синхронизатор А, делитель 5 напряжения, гГервую 6 и вторую 7 входные шины первую 8, вторую 9 и третью 10 выход- ные шины устройства.

Первые и вторые входы элементов И-ИЛИ соединены соответственно с первыми и вторыми выходами каждого из каналов 1 фиксации экстремума, первые входы которых объединены между собой и подключены к прямому входу регистратора 2 значения экстремз а и соединены с первой входной шиной 6 устройства, вторая йходная шина 7 кото- рого подключена к первому входу делителя 5 напряжения, каждый из выходов которого подключен к вторым входам соответствующих каналов ,1 фиксации экстремума, а средний вывод делителя 5 соединен с инверсным входом регистратора 2, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к третьим и четвертым входам каналов 1 фиксации экстремума и к первой 8 и второй 9 выходным шинам устройства, а прямой выход регистратора 2 подключен к первому входу синхронизатора 4, первьй. И второй выходы которого соединены соответственно с пятым и шее- тыми входами каналов 1 фиксации экстремума, а второй вход синхронизатора 4 соединен с выходом элемента И-ИЛИ 3 и третьей выходной шиной 10 устройства.

Канал 1 фиксации экстремума содержит компаратор 11, мультиплексор 12,- элемент И-НЕ 13, первый 14 и второй 15 1К-триггеры, прямой выход последнего из которых соединен с первым входом элемента И-НЕ 13, 1 входом первого 1К-триггера 14 и первым выхо- , дом канала 1 фиксации экстремума, первый и второй входы которого подключены соответственно к прямому и инверс- ному входам компаратора 11, прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами мультиплексора

,

5 « .

Q сг

5

12, первый и второй входы управления которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам канала 1 фиксации экстремума, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами установки в нулевое состояние первого 14 и второго 15 триггеров, тактовый вход первого из которых подключен к выходу элемента И-НЕ 13, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора 12- и тактовым входом второго 1К-триггера 15, инверсньш выход и 1-вход которого соединены между собой, а прямой выход первого 1К-триггера 14 является вторым выходом канала 1 фиксации экстремума .

В состав синхронизатора 4 входят первый 16 и второй 17 одновибраторы, причем вход и выход первого из которых соединены соответственно с первым входом и первым выходом синхронизатора, а вход и выход второго одновибра- тора 17 подключены соответственно к второму входу и второму выходу синхронизатора.

Устройство выделения экстремума работает следующим образом,

На входную шину 7 устройства подается напряжение смещения U, которое делится в делителе 5 и подается на инверсные входы компараторов 11 каналов 1 фиксации экстремума, формируя сетку опорных напряжений.

Исследуемый сигнал подается на входную шину 6 устройства, с которой поступает на прямые входы компара-го- ров 11 всех каналов 1-фиксации экстремума и прямой вход регистратора 2 значения экстремума. На инверсный вход регистратора со среднего вывода, делителя 5 подается уровень напряжения и,относительно которого определяется значение экстремальной точки, т.е. максимум или минимум уровня исследуемого сигнала.

При возрастании уровня исследуемого сигнала в результате превьш1ения опорных уровней напряжения происходит последовательное срабатывание компараторов 11. При превьшгении входным сигналом уровня опорного напряжения и на прямом выходе регистратора 2 значения экстремума формируется уровень логической единицы, который поступает на первые управляющие входы мультиплексоров 12,-обеспечивая подключение к их выходам прямых выходов компараторов 11.

Одновременно срабатывает одновиб- ратор 16, импульсом с выхода которог триггеры 14 и 15 каналов 1 фиксации экстремума устанавливаются в нулевое состояние.

В результате срабатывания компаратора 11 соответствующего канала 1 фиксации экстремума уровень логической единицы с выхода мультиплексора 12 поступает на второй вход элемента И-НЕ 13 и перепадом сигнала из нуля в единицу переключает в единичное состояние триггер 15.

При этом с прямого выхода триггера 15 уровень логической единицы поступает на первый вход одного из элементов И элемента И-ИЛИ 3, I-вход триггера 14, подготавливая его к переключению, и первый вход элемента И-НЕ 13, отпирая его и формируя на выходе уровень логического нуля, поступающий на тактовый вход триггера 14. Однако состояние триггера 14 не изменяется, так как его переключение осуществляется при изменении сигнала на тактовом входе из нуля в единицу.

Таким образом, при возрастании уровня входного сигнала осуществляется последовательное срабатывание компараторов 11 тех каналов 1 фиксации экстремума, в которых уровень входного сигнала на прямых входах компара- .торов превышает уровень опорного нап ряжений, поступающего с выходов- делителя 5 на инверсные входы компараторов 11.

В результате этого с первых выходов .каналов 1 фиксации экстремума, в которых произошло превышение входным -сигналом опорного уровня, на первые входы соответствующих элементов И элемента И-РШИ 3 будут поданы уровни логической единицы.

После достижения входным сигналом экстремума, например максимума, начинается уменьшение уровня сигнала.

При этом в канале 1 фиксации экстремума, в котором последним превышен уровень опорного напряжения, в первом происходит снижение уровня . входного сигнала ниже уровня опорного напряжения. В результате этого в этом канале происходит переключение компаратора 11 в исходное состояние, при котором на его прямом выходе и, соответственно, на втором входе элемен

JO

15

20

25

50

988774

та И-НЕ 13 уровень сигнала изменяется с единичного на нулевой. При этом на выходе элемента И-НЕ 13 формируется перепад сигнала из нуля в единицу, в результате чего триггер 14 переключается в единичное состояние и на второй вход соответствующего элемента И элемента И-ИЛИ 3 поступает уровень логической единицы. На выходе элемента И-ИЛИ 3 формируется уровень логи- ческой единицы, который поступает на второй вход синхронизатора 4

Передним фронтом этого импульса запускается одновибратор 17,. импульс с выхода которого, через второй выход синхронизатора 4 подается на шестые входы всех каналов 1 фиксации экстремума, обнуляя триггеры 14 н 15. При этом длительность импульса на выходе элемента И-ИЛИ 3 определяется временем срабатывания одновибратора 17, минимальным временем переключения триггеров 14 и 15 в исходное состояние и временем переключения из единицы в ноль элемента И-ИЛИ 3.

Импульс, сформированный на выходе элемента И-ИЛИ 3, соответствует экстремальному значению сигнала, в данном случае.максимуму, и поступает на выходную шину 10 устройства.

Так как по импульсу, соответствующему положению экстремума сигнала, происходит установка триггеров 14 и с 15 всех каналов 1 фиксации экстрему- 5 ма в нулевое состояние, то дальнейшее изменение уровней сигналов на прямых выходах компараторов 11, в результате снижения входного сигнала относительно опорных уровней, не изменяет уровней логических сигналов на выходах каналов 1 фиксации экстремума.

. При снижении уровня входного сигнала до уровня опорного напряжения U происходит переключение регистратора 2 значения экстремума в положение, при котором уровень логической едини- формируется на его инверсном выходе. При этом уровень логической единицы с инверсного выхода регистратора поступает на четвертые входы всех каналов 1 фиксации экстремума, переключая мультиплексоры 12 в положение, при котором на их выходы поступают сигналы с инверсных выходов компараторов 11.

Работа устройства в режиме фиксации экстремума, соответствующего ми- римальному значению полуволны сигнала,

30

40

45

осуществляется аналогично фиксации экстремума максимального значения сигнала.

Фиксация экстремального значения сигнала осуществляется по импульсу, поступающему на выходную шину 10 устройства .

Значение экстремальной точки, максимум или минимум сигнала, определяется по наличию уровня логической единицы на выходных шинах 8 и 9 устройства. Единичный уровень сигнала на выходной шине 8 соответствует максимальному значению сигнала, на выходной шине 9 - минимальному.

Повьшение быстродействия устройства выделения экстремумов достигается за счет сокращения времени между моментом достижения экстремального значения сигнала и формированием выходного сигнала.

Формула изобретения

1. Устройство вьщеления экстрему

20

25

мов, содержащее синхронизатор и регистратор значения экстремума, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены N каналов фиксации экстремума, делитель напряжения, многовходовый элемент И-ИЛИ, первые и вторые входы которого соединены соответственно с первыми и вторыми выходами каждого из каналов фиксации 35 входы которого соединены соответственэкстремума, первые входы которых объединены между собой и подключены к прямому входу регистратора значения экстрем ума и соединены с первой входной шиной устройства, вторая входная шина которого подключена к первому входу делителя напряжения, каждый из выходов которого подключен к вторым

но с первыми и вторыми входами установки в нулевое состояние первого и второго 1К-триггеров, тактовый вход первого из которых подключен к выход элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора и тактовым входом второго 1К-триггера инверсный выход и 1-вход которого со единены между собой, а прямой выход

входам соответствующих ка налов фиксации экстремз а, а средний вывод дели-45.первого 1К-триггера является вторым теля соединен с инверсным входом ре- выходом канала фиксации экстремума.

Редактор А.Козориз

Составитель Ю.Шишкин Техред Л.(Тердюкова

Заказ 897/58Тираж 902 Лодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

5

гистратора значения экстремума, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к третьим и четвертым входам каналов фиксации экстремума и к первой и второй выходным шинам устройства, а прямой выход регистратора значения экстремума подключен к первому входу синхронизатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с пятым и шестым входами канала фиксации экстремума, а второй вход синхронизатора соединен с выходом многовходового

элемента И-ИЛИ и третьей выходной

шиной устройства.

2. Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что канал фиксации экстремума содержит компаратор, мультиплексор, элемент И-НЕ, первый и второй 1К-триггеры, прямой выход последнего из которых соединен с первым входом элемента И-НЕ, 1-входом первого 1К-триггера и первым выходом канала фиксации экстремума, первый и

0

второй входы которого подключены соответственно к прямому и инверсному входам компаратора, прямой и инверсный выходы которого соединены с информационными входами мультиплексора, первый и второй входы управления которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам канала фиксации экстремума,-пятый и шестой

но с первыми и вторыми входами установки в нулевое состояние первого и второго 1К-триггеров, тактовый вход первого из которых подключен к выходу элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора и тактовым входом второго 1К-триггера, инверсный выход и 1-вход которого соединены между собой, а прямой выход

первого 1К-триггера является вторым выходом канала фиксации экстремума.

Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к импульсной технике. Устройство вьщеления экстремумов (Э) содержит регистратор 2 значения Э, синхронизатор 4, входные бщ - t -Ucfi 6 и 7 и выходные 8-10 шины. Введение в устройство N каналов 1 фиксации Э, многовходового элемента И-ИЛИ 3 и делителя 5 напряжения повышает быстродействие устройства за счет сокращения времени между моментом достижения экстремального значения сигнала и формированием выходного сигнала, В описании изобретения дана функциональная схема канала фиксации Э. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. rj (Л ьо со сх СХ) ч