Анализатор экстремумов функций Советский патент 1988 года по МПК G06F17/18 

00 00 00 00

со

00

Изобретение относится к вычиели- тельной и измерительной технике и может быть использовано при обработке информации, поступающей с датчикозз технологических объектов,

Цель изобретения - повышение точности анализа экстремумов функций,,

На чертеже приведена функциональная схема анализатора экстремумов функций.

Анализатор содержит регистр 1 памяти, блок 2 сравнения, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 3, первый 4 и второй 5 дешифраторы, первый 6 и второй 7 элементы И-НЕ,, счетчик 8 импульсов,, JK- Триггер 9,, элемент НЕ 10, элемент И 11, RS-триг гер 12, счетчик )3 циклов, элемент ИЛИ-НЕ 14 и переключатель 15.

Анализатор экстремумов функций работает следующим образом.

Рассмотрим работу анализатора для случая, когда исследуемый сигнал поступает с технологргческого датчикаj, установленного в технологической зоне пакета, в процессе прессования многослойных печатных плат.

В зависимости от партии склеивающего материала характеристика з ависн мости сопротивления смолы от температуры может иметь различный вид (например, несимметричный в окрестности экстремума), а изменения приращения в области экстремумов малы по величине и для медленно изменяющихся сигналов из-за внешних наводок, внутренних шумов преобразователя и шумов в источнике сигнала знак приращения может многократно изменяться.

Такие условия могут приводить к ложным отсчетам экстремальных значений, не несущих в себе информации о сигнале.

Сущность работы заключается в том что на всем интервале исследования экстремумов функции результат измерения АЦП учитывается с исключением значений, определяемых погрешностью данного преобразователя

Исключение недостоверных результатов производится с помощью двух дешифраторов 4 и 5,,

Одновременно если в исследуемом сигнале величина ложных экстремумов превышает расчетную зону нечувствительности АЦП, то производится анализ сигнала с помощью счетчика 8 импульсов, который зафиксировать три импульса до момента следую- щего изменения знака первой производной исследуемого сигнала, в противном случае через каждые три измерения переполняется счетчик 13 циклов и его сигнал переполнения через элемент ИЛИ-НЕ 14 обнуляет счетчик 8 импульсов, в результате исключаются

ложные экстремумы из анализа сигнала. Анализатор работает следующим образом.

В исходном состоянии переключатель 15 установлен в положение, при

котором на R-вход RS-триггера 12 поступает сигнал низкого уровня, триггер принимает исходное состояние, при котором на прямом выходе - сигнал низкого уровня, а на инверсном выходе - сигнал высокого уровня. Сигнал с инверсного выхода RS-триггера 12 через первый вход элемента ИЛИ- НЕ 14 устанавливает счетчик 8 импульсов в нулевое состояние, а сигнал с

прямого выхода устанавливает в нулевое состояние счетчик 13 циклов, JK- триггер 9 запрещает работу по первому входу элемента И 11 и устанавливает в единичное состояние два старших

разряда Sfi и S регистра памяти, при этом производится однократная запись кода сигнала, большего чем максимальный код рабочего предела АЦП 3, т.е. в регистр 1 заносится начальное значение функции.

АЦП 3 работает в режиме непрерывного преобразования входного сигнала, по окончании каждого цикла преобразования на второй вход элемента И 11

поступает короткий сигнал Конец преобразования.

Если величина входного сигнала превьшает рабочий предел АЦП, сигнал превышения динамического диапазона

через элемент НЕ поступает на третий вход элемента И И и запрещает прохождение через него сигнала Конец преобразования.

В начальный момент времени, .кото

рый соответствует началу анализа формы исследуемого сигнала, после перевода переключателя 15 в рабочее положение сигнал низкого уровня поступает на R-вход RS-триггера 12 и уста- навливает его в единичное состояние, при этом снимается сигнал обнуления элементов памяти анализатора и разрешается работа по первому входу элемента И 1 1 .

Исследуемый сигнал ffe) по шине поступает на вход АЦП 3, на выходах которого формируется цифровой эквивалент исследуемого сигнала с точно- стью, определяемой разрядностью АЦП 3

От отсчета к отсчету значение циф poaq/ o кода на выходах АЦП 3 может оставаться неизменным, увеличиваться V или уменьшаться.

Если исследуемый сигнал уменьшается, то от отсчета к отсчету уменьшается и цифровой эквивалент на выходах АЦП. При этом изменяется то или иное количество разрядов,

В начальный момент времени код числа А больше кода числа В. На выходе А В блока 2 сравнения - сигнал высокого уровня, на выходе - сигнал низкого уровня.

При достижении значением входного сигнала величины, меньшей значения рабочего предела АЦП 3, на его выходе Переполнение сигнал принимает низкий уровень, который инвертирует- ся элементом НЕ 10 и по третьему входу элемента И 11 разрешает прохождение с выхода АЦП сигнала Конец преобразования. Сигнал Конец преобразования суммируется счетчиком 13 циклов и одновременно, стробируя сигнал на первом входе первого элемента И-НЕ, поступает на С-вход регистра 1 памяти, при этом производится запись параллельного 2-10 кода свесом 8-4- 2-1 в регистр памяти. Код на выходе АЦП 3 не меняется до следующего цикла измерения. С выходов регистра 1 памяти и с первого выхода АЦП 3 разряды младших декад через первый 4 и второй 5 дешифраторы, а остальные разряды непосредственно поступают на входы блока 2 сравнения.

По окончании каждой записи кода в регистр 1 памяти осуществляется сравнение.

Если текуш;ее значение меньше предыдущего, то блок 2 сравнения выдает сигнал на выходе А В, а если больше то на выходе А В.

При монотонном убывании сигнала блок 2 сравнения выдает сигнал на выходе А В до момента изменения знака первой производной, при этом циклически заполняется счетчик 13 циклов и сигналом переполнения с его выхода через второй вход элемента ИЛИ-НЕ 14 обнуляется счетчик 8 импульсов.

5

10

15

20

25 30 ос Q

45

Q

5

В момент ложного изменения знака первой производной текущее значение кода АЦП 3 становится больше преды- ду1цего, записанного в регистр 1 памяти.

Очередной сигнал Конец преобразования суммируется счетчиком 13 циклов и одновременно стробирует сигнал на первом входе элемента И-НЕ 7, поступает на С-вход счетчика 8 импульсов и суммируется. Если счетчик 8 импульсов фиксирует один или два импульса и происходит изменение знака прЪизводной, т.е. снова текущее значение становится меньше, чем значение кода в регистре 1 памяти, то сигнал переполнения с выхода счетчика 13 циклов поступает чере второй вход элемента ИЛИ-НЕ 14 на R-вход счетчика 8 импульсов и обнуляет его. Если счетчик 8 импульсов зафиксирует три импульса подряд, это соответствует тому, что теущее значение кода АЦП 3 больше, чем предьщущее, и сигнал с его выхода поступает на С-вход JK-триггера 9.

Триггер 9 переключается, и сигнал с его инверсного выхода блокирует его работу по J- и К-входам, а сигнал с его прямого выхода является выходом анализатора.

Формула изобретения

Анализатор экстремумов функций, содержащий регистр памяти, аналого- цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя подключена к группе информационных входов регистра памяти, блок сравнения, входы старших разрядов первой группы информационных входов которого соединены соответственно с выходами старших разрядов группы выходов регистра памяти, входы старших разрядов вто- - рой группы информационных входов блока сравнения соединены соответственно с выходами старших разрядов информационных выходов аналого-цифрового преобразователя,-о тлич ающий- с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит первый и второй дешифраторы, первый и второй элементы И-НЕ, счетчик импульсов, JK-триг- гер, элемент НЕ, счетчик циклов, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, RS-триггер и переключатель, первый и второй выходы которого соединены соответственно с R- и S-входами RS-триггера, инверс- ный выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, а прямой выход - с входом сброса счетчика циклов, R-входом JK-триггера, первым

входом элемента И, входом обнуления И первым и вторым входами записи регистра памяти, выходы младших разрядов группы выходов которого подключены соответственно к входам первого

кого диапазона и выход Конец преобразования которого подключены соответственно к входу элемента НЕ и к второму ВХОДУ элемента И, третий вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика циклов и с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены соответственно к выходам Больше и Меньше блока сравнения, выход первого элемента И- НЕ соединен с входом управления за

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, поступающей с датчиков технологических объектов, в частности, в радиоэлектронной про- мьшшенности при производстве печатных плат для определения момента оптимального времени включения высокого давления в процессе прессования. Целью изобретения является повьппение точности анализа экстремумов функций. Анализатор экстремумов функций содержит регистр 1 памяти, блок 2 сравнения, АЦП 3, дешифраторы 4, 5, элементы И-НЕ 6, 7, счетчик 8 импульсов, JK-триггер 9, элемент НЕ 10, элемент И 11, RS-триггер 12, счетчик 13 циклов , элемент ИЛИ-НЕ I4 и переключатель 15. Изобретение дает возможность исключить погрешности, определенные зоной нечувствительности АЦП, отфильтровать помехи, наложенные на функциональную зависимость, что повышает точность определения момента экстремума и обеспечивает возможность исследования более широкого класса сигналов. 1 ил. § (Л

Дешифратора, выходы которого соедине- 5 исью регистра памяти, выход второго

элемента И-НЕ подключен к.счетному входу счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу переполнения счетчика циклов, выход счетчика импульсов соединен с входом синхронизации JK-триггера, инверсный выход которого соединен с J- и К-входами JK-триггера, прямой выход которого является выходом анализатора.

Ны соответственно с входами младших разрядов группы первых информационных входов блока сравнения, входы младших разрядов второй группы информационных входов которого соединены соответственно с выходами второго дешифратора, входы которого подключены соответственно к выходам младших раз- рядов группы информационных выходов аналого-цифрового преобразователя, выход сигнала превышения динамичес исью регистра памяти, выход второго

элемента И-НЕ подключен к.счетному входу счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу переполнения счетчика циклов, выход счетчика импульсов соединен с входом синхронизации JK-триггера, инверсный выход которого соединен с J- и К-входами JK-триггера, прямой выход которого является выходом анализатора.