Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Советский патент 1987 года по МПК G06F17/00 

счетчика 4 код, соответствующий временному интервалу до момента очередного переполнения счетчика 3, Поскольку в интервале, когда наблюдается стационарный участок изменения сигнала, не происходит переполнения. счетчика 3, то на выходе признака переполнения счетчика 5 появляется сигнал, который блокирует элемент И 12 и поступает на входы опроса бло

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении различных задач, связанных с определением в цифровой форме технологических параметров по сигналам, поступающим с датчиков, в частности, в металлургическом и литейном производстве для определения технологических параметров жидкого металла по сигналу датчика его температуры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения величины наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного уровня под влиянием случайных помех,

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства с аналого-цифровым преобразователем j построенным в виде последовательно соединенных блоков преобразования и синхронизации; на фиг. 2 - блок преобразования; на фиг. 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие принцип действия блока преобразования; на фиг, 4 - блок синхронизации; на фиг, 5 - временные диаграммы иллюстрирующие принцип действия блок синхронизации{ на фиг, 6 - аналого-, цифровой преобразователь, вариант; на фиг, 7 - временная диаграмма, иллюстрирующая принцип действия предлагаемого устройства,

В состав устройства входит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, первый реверсивный счетчик 3, второй счетчик 4, первый счетчик 5 времени, второй ревер-

ков 13 и 14, в которых отображаются результаты цикла обработки: наибольшее положительное отклонение сигнала относительно его стационарного участка и код, пропорциональный интервалу времени между моментом, когд обрабатываемый сигнал принял свое наибольшее значение, и моментом выхода сигнала на стационарный участок. 7 ил.

0

5

0

5

0

сивный счетчик 6, регистр 7, схема 8 сравнения с нулем, элемент НЕ 9, элементы И 10 - 12, блоки 13 и 14. . цифровой индикации,

В тех случаях, когда предполагается осуществлять регистрацию обрабатываемого сигнала, а сам сигнал имеет низкий уровень (например, в случаях обработки сигнала от термопарных датчиков), целесообразно строить аналого-цифровой преобразователь 1 в виде двух последовательно включенных блоков - блока 15 преобразования и блока 16 синхронизации (фиг , 1) ..

При этом блок 15 преобразования (фиг, 2) строится по принципу преобразования аналогового сигнала в число-импульсный код и содержит ре- гистрируюшлй прибор 17, вход которо- го является входом аналого-цифрового преобразователя, задающую систему 18, расположенную параллельно оси перемещения каретки регистрирующего прибора, и подвижный фотосчитыватель 19,.механически связанный с кареткой. Задающая система 18 представляет собой основу с двумя счетными дорожками, на каждой из которых расположены чередующиеся прозрачные и непрозрачные элементы, причем элементы одной счетной дорожки сдвинуты по оси задающей системы на 1/4 шага относительно элементов другой счетной дорожки.

Фотосчитыватель 19 содержит два фотоприемника 20 и 21 и два излучателя (не показаны), Фотопрнемники и излучатели располагаются по разные стороны счетных дорожек на прямой.

перпендикулярной направлению перемещения фотосчитывателя.

В качестве регистрирующего прибора 17 может быть использован, например, автоматический потенциометр типа КСП4, в качестве излучателя - инфракрасный светодиод типа АЛ 107Б, а в качестве фотоприемника - фотодиод типа ФД ЗА,

Кроме того, блок 15 преобразования содержит два триггера 22 и 23 Шмитта, формирователи 24-27 импульсов, элементы И 28 - 35 и два элемента ИЛИ 36 и 37. Триггеры 22 и 23 предназначены для преобразования сигналов от фотоприемников 20 и 2-1 в сигналы прямоугольной формы. Каждый из формирователей 24-27 предназначен для формирования импульсов q, q, q, q на положитель-, ном фронте соответственно сигналов QI QI Q Qi с, единичных и нулевых выходов триггеров 22 и 23. Выходы триггеров 22 и 23 и формирователей 24 - 27 подключены к входам элементов И 28 - 35. Выходы элементов 28-31 связаны с входами элемента ИЛИ 36, а выходы элементов 32-35 - с входами элемента ИЛИ 37, . При этом на выходе элемента ИЛИ 36 осуществляется формирование кодовых импульсов К в соответствии с логической функцией

K(q/Qj)Y(q2AQi)v(q5AQ,)V(),

(О

а на выходе элемента ИЛИ 37 осуществляется формирование кодовых импульсов К в соответствии с логической функцией

K (q/Qj)V((,)V(,).

(2)

Триггеры 22 и 23 Шмитта могут быть собраны, например, на микросхемах К155 ТЛ, формирователи 24 - 27 импульсов - микросхемах К155 ЛН1, а элементы 28-37 - на микросхемах К155 ЛРЗ.

Выходы блока преобразователя 15 (фиг. 1) подключены к входам блока 16 синхронизации.

Блок 16 синхронизации содержит (фиг. 4) триггеры 38 - 42 и элементы

10

15

20

ции, а выходы элементов И 46 и 4 соответственно первый и второй в ходы блока синхронизагщи. При эт единичный и нулевой выходы тригг 38 подключены к первым входам эл тов И 44 и 43, вторые входы кото объединены между собой и связаны со счетным входом триггера 38. В элемента И 43 образует третий вы блока синхронизации. Выход элеме И 44 соединен с первыми входами ментов И 45 - 48. Вторые входы э ментов И 45 и 47 связаны соответ венно с единичными выходами триг ров 39 и 41. Третьи входы элемен И 45 и 47 связаны соответственно нулевыми выходами триггеров 40 и Единичные выходы триггеров 40 и соединены Соответственно с вторы входами элементов И 46 и 48.

Триггеры 38 - 42 блока синхро зации могут быть собраны, наприм на микросхемах К155 ТМ2, а элеме 25 И 43 - 48 - на микросхемах К155

В тех случаях, когда не треб ся осуществлять регистрацию обра тываемого сигнала, используют ан лого-цифровой преобразователь, р лизующий принцип следящего преоб зования и построенный согласно с ме на фиг. 6, В этом случае анал цифровой преобразователь содержи элемент 49 сравнения (компаратор первый вход которого образует ан говый вход преобразователя, реве сивный счетчик 50,цифроаналоговы преобразователь 51, вход которог связан с информационным выходом версивного счетчика 50, а выход с вторым входом элемента 49 срав ния, триггер 52 и элементы И 33 56. Элемент 49 сравнения может б построен, например, на микросхем К140 УД13, реверсивный счетчик 5 на микросхемах К155 ИЕ7, цифроан логовый преобразователь 51 - на микросхемах К572 ПА1, тр1иггер 52 на микросхеме К155 ТМ2, а элемен И 53 - 56 - на микросхемах К155Л Счетный вход триггера 52 служит импульсным входом аналого-цифров преобразователя. Выходы триггера подключены к первым входам элеме

30

35

40

45

50

И 43 - 48, Единичные входы триггеров И 55 и 56, вторые входы которых

39 и 41 и счетный вход триггера 38 образуют соответственно первый, второй и третий входы блока синхрониза0

5

0

ции, а выходы элементов И 46 и 48 - соответственно первый и второй выходы блока синхронизагщи. При этом единичный и нулевой выходы триггера 38 подключены к первым входам элементов И 44 и 43, вторые входы которых объединены между собой и связаны со счетным входом триггера 38. Выход элемента И 43 образует третий выход блока синхронизации. Выход элемента И 44 соединен с первыми входами элементов И 45 - 48. Вторые входы элементов И 45 и 47 связаны соответственно с единичными выходами триггеров 39 и 41. Третьи входы элементов И 45 и 47 связаны соответственно с нулевыми выходами триггеров 40 и 42, Единичные выходы триггеров 40 и 42 соединены Соответственно с вторыми входами элементов И 46 и 48.

Триггеры 38 - 42 блока синхронизации могут быть собраны, например, на микросхемах К155 ТМ2, а элементы 5 И 43 - 48 - на микросхемах К155 ЛИ 1.

В тех случаях, когда не требуется осуществлять регистрацию обрабатываемого сигнала, используют аналого-цифровой преобразователь, реализующий принцип следящего преобразования и построенный согласно схеме на фиг. 6, В этом случае аналого- цифровой преобразователь содержит элемент 49 сравнения (компаратор), первый вход которого образует аналоговый вход преобразователя, реверсивный счетчик 50,цифроаналоговый преобразователь 51, вход которого связан с информационным выходом реверсивного счетчика 50, а выход - с вторым входом элемента 49 сравнения, триггер 52 и элементы И 33 - 56. Элемент 49 сравнения может быть построен, например, на микросхеме К140 УД13, реверсивный счетчик 50 - на микросхемах К155 ИЕ7, цифроана- логовый преобразователь 51 - на микросхемах К572 ПА1, тр1иггер 52 - на микросхеме К155 ТМ2, а элементы И 53 - 56 - на микросхемах К155ЛИ1, Счетный вход триггера 52 служит импульсным входом аналого-цифрового преобразователя. Выходы триггера 52 подключены к первым входам элементов

0

5

0

5

0

И 55 и 56, вторые входы которых

объединены между собой и связаны со счетным входом триггера .52, Выход элемента 55 подключен к первым вхъ5

дам элементов И 53 и 54, другие вхо- ды которых соединены соответственно с первым и вторым выходом элемента 49 сравнения,. Выходы элементов И 53 и 54 подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 50 и образ-уют соответственно первый и второй информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 1. Выход элемента И 56 образует выход импульсов синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1.

Реверсивный счетчик 3 (фиг. 1) построен таким образом, что на его выходах переполнения образуется импульс, если число импульсов, поступивших на его суммирующий или вычитающий вход, превысит некоторый порог 1 д, Счетчик 3 может быть собран например, на микросхемах К155 ИЕ7,

Счетчики 4 и 5 представляют собой нереверсивные счетчики импульсов, работающие на сложение, и могут быть собраны, например, на микросхемах типа К155 ИЕ5.

Реверсивный счетчик 6 представляет собой реверсивный двоично-десятичный счетчик импульсов, собранный, например, на микросхемах К155 ИЕ6,

Регистр 7 может быть собран, например, на микросхемах К155 ТМ7, причем информационный вход регистра образуют D-входы указанных микросхем, управляющий вход образуют С-входы, а выходом служат А-входы,

Схема 8 сравнения с нулем представляет, собой многовходовой элемент И, подключенный своими входами к нулевым выходам счетчика 6,

Блоки 13 и 14 цифровой индикации содержат индикаторные лампы, например, лампы типа ИН-18, к катодам которых подключены преобразователи двоично-десятичного кода в десятичный, собранные, например, на микросхемах типа К155 ИД 1.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом очередного цикла обработки сигнала кнопкой начальной установки (не показана) счетчик 5 устанавливается в начальное (нулевое) состояние. При этом сигнал с выхода счетчика 5 времени снимает блокиров- .ку с входа элемента И 12 и одновре- менно выключает блоки 13 и 14 цифровой индикации,.

32335

Посредством аналого-цифрового преобразователя 1 обрабатываемый анало- говьш сигнал преобразуется в число- импульсный код - последовательность кодовых импульсов к и К, которые образуются на первом или втором информационном выходе преобразователя (в зависимости от знака приращения

1Q сигнала) каждый раз, когда происходит элементарное приращение этого сигнала.

Принцип формирования кодовых импульсов с помощью блока преобразо15 вания 15 (фиг, 2) иллюстрируется временными диаграммами (фиг. 3), на которых приняты следующие обозначения: Е , Е - соответственно сигналы на выходах фотоприемников 20 и 21; 20 Q QI« QI Qj соответственно сигналы на единичном и нулевом выходах триггеров 22 и 23 Шмитта; q, q , q , q - соответственно сигналы на единичном и нулевом выходах формиро25 вателей 24 - 27; К, К - кодовые импульсы, которые образуются соответственно на выходах элементов ИЛИ 36 и 37,

При поступлении .обрабатываемого

3Q сигнала X(t) на вход регистрирующего прибора 17 (фиг, 2) фотосчитыватель 19, механически связанный с кареткой прибора 17, перемещается относительно задающей системы 18, повторяя все движения каретки, В результате световой поток, попадающий от излучателя на фотоприемники 20 и 21, модулируется непрозрачными элементами соответствующей счетной дорожки, На выходе фотоприемников 20 и 21 образуются переменные электрические сигнал.ы Е, и Е , которые вследствие пространственного сдвига элементов jпервой и второй счетных дорожек сдвинуты один относительно другого по фазе на 1/4 периода. При движении каретки слева направо, соответствующем положительному приращению обрабатываемого сигнала X(t), сигнал Е, с выхода фотоприемника 20 на 1/4 периода отстает по фазе от сигнала EJ с выхода фотоприемника 21 (фиг. За), При таком направлении движения каретки в соответствии с логической функцией () формируются .

только кодовые импульсы К,. При движении каретки справа .налево, соответствующем отрицательному приращению обрабатываемого сигнала X(t),

35.

40

50

7

сигнал Е с выхода фотоприемннка 20 на 1/4 периода опережает сигнал Ej с выхода фотоприемника 21 (фиг. 36). Поэтому при таком направлении движения в соответствии с логической функцией (2) формируют только кодовые импульсы К,

.Кодовые импульсы К и К с выходов блока 15 преобразования (фиг. 1) поступают на первый и второй входы блока 16 синхронизации. Серия тактовых импульсов с выхода генератора 2 через открытый элемент И 12 поступа133

ет на вход синхронизации аналого-циф- is щего положительному приращению анарового преобразователя 1. Блок 16 синхронизации осуществляет распределение во времени кодовых и тактовых импульсов, что исключает возможность сбоев в работе устройства.

Принцип синхронизации кодовых и тактовых импульсов с помощью блока 16 синхронизации (фиг. 4) иллюстрируется временными диаграммами (фиг. 5), на которых приняты следующие обозначения: Ga - тактовые импульсы от генератора 2; Т,, Т - соответственно сигналы на единичном и нулевом выходах триггера 38 (фиг. 4); G, G - соответственно импульсы на выходах элементов И 43 и 44; К - кодовый импульс, соответствующий положительному приращению обрабатываемого сигнала; Т, - сигнал на единичном выходе триггера 39; V - сигнал

Тз сона выходе элемента И 45; Т, ответственно сигналы на единичном и нулевом выходах триггера 40; К - синхронизированный кодовый импульс, образуемый на выходе элемента И 46. При поступлении тактовых импульсов G от генератора на счетный вход триггера 38 посл,едний последовательно изменяет свое состояние. Сигналы с единичного и нулевого выходов триггера 38 поступают соответственно на входы элементов И 43 и 44, На вторые входы этих же элементов поступают тактовые импульсы G от генератора, В результате на выходах указанных элементов образуются две серии импульсов G и G., сдвинутые друг относительно друга на половину периода. Частота f следования импульсов серии G равна частоте f. следования импульсов серии G, причем ,fj 0,5f,L где f - частота следования импульсов, поступающих от генератора.

335

Импульсы серии G поступают на третий выход блока 16 синхронизации в виде рабочей серии тактовых импульсов.

Импульсы серии G (синхронизирующие импульсы) поступают на входы элементов И A3 - 48. В исходном состоянии триггера 39 - 42 находятся 1Q в нулевом состоянии. При поступлении очередного кодового импульса с пер- вого информационного выхода аналого- цифрового преобразователя, например кодового импульса К, соответствую

20

25

30

35

40

45

50

55

логового сигнала, этот импульс поступает на единичный вход триггера 39, В результате на единичном выходе этого триггера образуется управляющий сигнал Т , который поступает на второй вход элемента И 45. После изменения состояния триггера 39 в момент поступления на первый вход элемента И 45 очередного синхронизирующего импульса G на выходе этого элемента образуется импульс V, Этот импульс устанавливает буферный триггер 40 в единичное состояние. Сигнал с нулевого выхода Т триггера 40 закрывает элемент И 45, а сигнал с единичного выхода Tj триггера 40 поступает на второй вход элемента И 46.

В момент поступления следующего по счету синхронизирующего импульса G на выходе элемента И 46 формируется синхронизированный кодовый импульс Kf., который поступает на выход блока синхронизации и одновременно устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры 39 и 40, подготавливая их к приему очередного кодового импульса.

При работе блока синхронизации возможен случай частичного совпадения во времени кодового импульса К и синхронизирующего импульса G., Это может привести к возникновению на выходе элемента И 45 неполноценного импульса V (фиг, 5), например импульса недостаточной продолжительности или недостаточной амплитуды. При возникновений неполноценного импульса буферный триггер 40 (фиг, 4) может оставаться в нулевом состоянии до тех пор, пока на вход элемента И 45 не поступит очередной синхронизирующий импульс.С„, Поскольку в момент поступления очередноi o

91332335

синхронизирующего импульса Gj состояние триггера 40 уже не может изменяться , то на выходе элемента И 45 в указанный момент времени образуется второй (полноценный) импульс

V , Этот импульс устанавливает триггер АО (фиг, 4) в единичное состояние. В момент поступления следующег по счету синхронизирующего импульса Gj на выходе элемента И 46 формируется синхронизированный кодовый импульс К, который поступает на выход блока синхронизации и одновременно устанавливает, триггеры 39 и АО в исходное (нулевое) состояние.

Аналогичным образом на триггерах 41 и 42 и элементах И 47 и А8 осуществляется синхронизация кодовых импульсов К, соответствующих отрицательному приращению аналогового сигнала,

Для обеспечения надежной работы узла синхронизации необходимо, чтобы частота следования синхронизирующих импульсов G- была не менее чем в три раза выше, чем максимально возможная частота следования кодовы импульсов К или К от блока преобразования ,

Принцип действия следящего аналого-цифрового преобразователя, выполненного согласно схемы на фиг, 6 состоит в следующем.

Обрабатываемый аналоговый сигнал X(t) поступает на первый вход эле- мента 49 сравнения. На второй вход этого элемент поступает сигнал X у (t) обратной связи с выхода циф- роаналогового преобразователя 51, В

того, какой из сигна- i(,5y(t) больше, на одном

зависимости от лов X(t) или X

из выходов элемента 49 сравнения формируется управляющий сигнал, который открывает элемент И 53 либо элемент И ЗА,

Серия тактовых импульсов С2 гене- ратора 2 (фиг, 1) поступает на счетный вход триггера 52 (фиг, 2в) и элементы И 55 и 56, управляемые единичным и нулевым выходами триггера 52, При этом на выходах элементов И 56 и 55 образуются две серии импульсов G и G, , сдвинутые друГ; относительно друга на половину периода.

Серия G с выхода элемента И 56 в виде рабочей серии тактовых импульсов поступает на выход импульсов синхронизации аналого-цифрового преобра10

0

5

„

5

0

5

0

5

зователя 1, Серия G с выхода элемента И 55 через открытый элемент И 53 или 54 поступает на вход сложения или вход вычитания реверсивного счетчика 50, В счётчике 50 образуется параллельный код текущего значения сигнала X(t). Этот код с помощью цифроаналогового преобразователя 51 преобразуется в аналоговый сигнал Хр (t) обратной связи.

Одновременно импульсы, образуемые на выходах элементов И 53 и 54, в виде синхронизированных кодовых импульсов Кр и К поступают соответственно на первый и второй информационные выпады аналого-цифрового преобразователя 1 ,

Принцип действия предлагаемого устройства рассмотрим на примере обработки аналогового сигнала X(t) (фиг, 7), В процессе обработки сигнала X(t) кодовые импульсы К и К с первого и второго информационных g выходов аналого-цифрового преобразователя 1 поступают на суммирующий и вычитающий входы счетчика 3 (фиг, 1), Как только локальные изменения сигнала в ту или иную сторону превьшают заданный порог 1: , на соответствующем выходе переполнения счетчика 3 образуется импульс.

Поскольку в интервале между моментами времени t и t (фиг, 7) сигнал X(t) имеет положительное приращение, то счетчик 3 переполняется только на сложение, т,е, импульсы образзпотся только на выходе признака положительного переполнения, Указанные импульсы через элемент И 11 поступают на вычитающий вход счетчика 6. Как только в счетчике 6 образуется число нуль на выходе схемы 8 формируется сигнал логической единицы, который открывает элемент И 10 и через элемент НЕ 9 блокирует элемент И 11, При этом дальнейший счет на вычитание счетчика 6 прекращается и в нем сохраняется число нуль,

В момент времени t (фиг, 7) на сигнале X(t) наблюдается отрицательный выброс. Если амплитуда этого выброса превышает порог - оi то пороговый счетчик 3 (фиг, 1) переполняется уже по вычитанию. Импульсы отрицательного переполнения счетчика 3 свободно проходят на суммирующий вход счетчика 6. В результате в последнем образуется код.

П13

пропорциональный текущему отрицательному приращению сигнала X(t) относительно его значения в момент времени с, ,

Как только знак приращения сигнала X(t) снова изменяется на противоположный, появляются импульсы на выходе положительного переполнения счетчика 3, Поскольку в момент изменения знака приращения содержимое счетчика 6 отлично от нуля, а значит отсутствует блокировка входа элемента И 11, то импульсы с выхода положительного переполнения счетчика 3 свободно проходят через открытый элемент И 1I на вычитающий вход счетчика 6 приращений. Содержимое счетчика 6 приращений начинает уменьшаться до тех.пор, пока

в момент времени t. (фиг, 7) сигнал примет такое же значение, как и в мо момент времени t, а значит содержимое счётчика 6 (фиг, 1) снова окажется равным нулю.

При дальнейшем изменении сигнала в инт.ервале между моментами t .и tj (фиг, 7) пороговый счетчик 3 (фиг, 1 переполняется по сложению, Ввиду блокировки элемента И 11 сигналом с выхода схемы 8 сравнения с нулем импульсы, образуемые на выходе положительного переполнения счетчика 3, не проходят на вычитающий вход счетчика 6, в результате в последнем сохраняется число нуль,

В момент времени t (фиг, 7) ана- логовый сигнал X(t) принимает свое наибольшее значение, поэтому при дальнейших отрицательных приращениях сигнала, превышающих порог - Е , счетчик 6 (фиг, 1) работает на сложение, а при положительных приращениях сигнала, превьш1ающих порог t, - на вычитание, причем содержимое этого счетчика всегда уже отлично от нуля и пропорционально текущему приращению сигнала X(t) относительно его максимального значения в момент времени tj ,

В процессе обработки аналогового сигнала X(t) рабочая серия импульсов G, с выхода импульсов синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1 (фиг, 1) постоянно поступает на суммирующий вход счетчика 4, Однако в тех случаях, когда в счетчике 6 образуется число нуль и схема 8 открывает элемент И 10, кодовые ИМПУЛЬСЫ

335

12

К с первого информационного выхода I

0

5

0

0

0

5

0

преобразователя I поступают на установочный вход счетчика 4, сбрасывая его в начальное (нулевое) состояние. Следовательно, счетчик 4 осуществля-- ет контроль локального времени (путем подсчета числа импульсов синхронизации G) от момента его очередного сброса в начальное состояние. Поскольку последний раз счетчик 4 сбрасывается в начальное состояние в момент времени t, (фиг. 7), то, начиная с этого момента времени, содержимое счетчика 4 пропорционально текущему времени от момента, когда сигнал X(t) принимает, свое наибольшее значение.

Рабочая серия импульсов G поступает также на суммирующий вход счетчика 5, Как только локальные изменения сигнала X(t) в ту или иную сторону превьппают заданный порог t , на соответствующем выходе переполнения 5 счетчика 3 образуется импульс, который устанавливает счетчик 5 в начальное (нулевое) состояние.

После очередного сброса в нуль счетчика 5 импульсом переполнения счетчика 3, счетчик 5 начинает новый отсчет временного интервала &t( J 1, 2, 3,,,,) путем подсчета числа импульсов синхронизации, при этом до тех пор, пока очередной временный интервал 4t не превысит установлен- ный порог TO, на выходе счетчика 5 не образуется управляющий сигнал,

Импульсы переполнения, образуемые на выходах счетчика 3, поступают на управляющие входы регистра 7, занося в последний из счетчика 4 код, соответствующий временному интервалу от момента t. до момента очередного переполнения счетчика 3, Таким образом, в момент времени t (фиг, 7), когда обрабатываемый сигнал X(t) достигает стационарного участка, в счетчике 6 содержится код, пропорциональный наибольшему положительному отклонению Х сигнала относительно стационарного участка, а в регистре 7 - код, пропорциональный интервалу времени 9 между моментом t , когда обрабатываемый сигнал X(t) принимает свое наибольшее значение, и мо- 5 ментом t выхода сигнала на стационарный участок.

Поскольку в интервале времени между моментами t и tj- (фиг, 7), когда

13

наблюдается стационарный участок сигнала X(t), изменения этого сигнала не превышают порог f то в момент времени t С на выходе признака переполнения счетчика 5 (фиг, 1) появляется сигнал, который блокирует злемент И 12, При этом прекращается поступление импульсов от генератора 2 на вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя Г, в результате прекращается форК +

мирование кодовых импульсов К и К, а также рабочих импульсов серии G

1332335 .

реверсивного счетчика соответствен- но, выход признака положительного переполнения которого подключен к . входу признака записи регистра и к входу установки в О первого счетчика, а выход признака отрицательного переполнения подключен к входу признака записи регистра, входу установки в О первого счетчика и к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, выход импульсов синхронизации аналого-цифрового преоб- разов ателя подключен к суммирующим

10

на соответствующих выходах преобразо- g входам первого и второго счетчиков.

вателя 1 до момента начала очередного цикла обработки аналогового сигнала. Одновременно управляющий сигнал, образуемый на выходе счетчика 5 времени, поступает на входы опроса блоков 13 и 14 цифровой индикации, в которых отображаются результаты цикла обработки в виде чисел dX и 0.

Предлагаемое цифровое устройство имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с базовым устройством. Предлагаемое устройство позволяет не только зафиксировать момент выхода обрабатываемого сигнала в установившийся режим, но и с достаточной степенью надежности определить в цифровой форме наибольшее положительное отклонение сигнала над стационарным участком и время, прошедшее от момента, когда сигнал принял наибольшее значение до выхода на установив-- пшйся режим. При этом допускаются различного рода искажения и локальные выбросы, возникаюш е вследствие действия случайных возмущений, Указанные преимущества расширяют область пр 1менения устройства,

Формула изобретения

Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала, содержащее ана лого-цифровой преобразователь, генератор импульсов, два счетчика, два реверсивных счетчика и регистр, причем информационный вход устройства подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, первый и второй информационные выходы которого подключены к суммиру.ющему и вычитающему входам первого

20

25

30

35

40

45

50

55

выход второго счетчика подключен к информационному входу регистра, от личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения величины наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного уровня под влиянием случайных помех, в него введены три элемента И, элемент НЕ и схема сравнения с нулем, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход признака переполнения первого счетчика является выходом признака готовности результата устройства и подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к ходу синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход признака положительного переполнения первого реверсивного счетчика подключен к -первому входу второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу второго ре- версивно го счетчика, выход которого является выходом значения наибольшего положительного отклонения устройства и подключен к входу схемы сравнения с нулем,, выход которой подключен к первому входу третьего элемента И и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первый информационный выход аналого-цифрового преобразователя подключен к второму вхо ду третьего элемента И, выход которого подключен к .входу установки в О второго счетчика, выход регистра является выходом значения интервала времени устройства.

выход второго счетчика подключен к информационному входу регистра, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения величины наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного уровня под влиянием случайных помех, в него введены три элемента И, элемент НЕ и схема сравнения с нулем, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход признака переполнения первого счетчика является выходом признака готовности результата устройства и подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к ходу синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход признака положительного переполнения первого реверсивного счетчика подключен к -первому входу второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу второго ре- версивно го счетчика, выход которого является выходом значения наибольшего положительного отклонения устройства и подключен к входу схемы сравнения с нулем,, выход которой подключен к первому входу третьего элемента И и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первый информационный выход аналого-цифрового преобразователя подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к .входу установки в О второго счетчика, выход регистра является выходом значения интервала времени устройства.

Фиг.2

2

о

Q, Ог

2

ф) ei

(3

ЗЧ к к

0/72.4

fj; ш

Фиг. 6

to titztj Ц tsts Фиг.

Изобретение относится к вычис- л тельной технике, может быть использовано при решении задач определения в цифровой форме технологических параметров по сигналам, поступающим от датчиков, и позйоляет определять величину наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного участка под влиянием случайных помех. В состав устройства входит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, реверсивный счетчик 3, счетчики 4 и 5, , реверсивный счетчик 6, регистр 7, схема сравнения с нулем, элемент НЕ 9, элементы И 10 - 12, блоки 13 и 14 цифровой индикации. Перед началом очередного цикла обработки сигнала кнопкой начальной установки счетчик 5 устанавливается в нулевое положение, при этом сигнал с его выхода снимает блокировку с элемента И 12. Входной аналоговый сигнал преобразуется в число-импульсный код, причем импуль.сы положительного приращения сигнала поступают на суммирующий вход счетчика 3, а импульсы отрицательного приращения - на его вход вычитания. Импульсы переполнения, образуемые на выходах счетчика 3, поступают на вход установки в ноль счетчика 5 и на управляющие входы регистра 7, занося в последний из (Л со со ISD со со ел Фиг.}