Устройство выделения экстремумов сигнала Советский патент 1988 года по МПК H03K5/153 G01R13/02 

со

к

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении анализаторов функций распределения экстремумов, при оп- ределении временного положения экстремумов и моментов синхронизации в устройствах автоматики и техники связи.

Целью изобретения является повьше- ние точности выделения экстремумов сигнала путем повышения быстродействия устройства вьщеления экстремумов сигнала.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 1 , регистр памяти 2, цифровой компаратор 3, первьй D-триггер 4, второй D-триг- гер 5, первый 6 и второй 7 формирователи импульсов, элемент ИЛИ 8. Вход АЦП 1 соединен с входной шиной устройства, , а выходы разрядов цифрово- го кода соединены с группой А входов соответствующих разрядов цифрового компаратора 3 и соответствующими .информационными входами регистра памяти 2, выходы регистра памяти 2 соеди- нены с группой В входов соответствующих разрядов цифрового компаратора 3, выход А В которого соединен с информационным входом первого D-триг- гера 4, выход А . В цифрового компа- ратора 3 соединен с информационным входом второго D-триггера 5. Выходы первого 4 и второго 5 D-триггеров v соединены соответственно со входами первого 6 и второго 7 формирователей импульсов. Выходы формирователей иМ пульсов 6,7 соединены со входами элемента ИЛИ 8, а тактовая шина устрой ства соединена со входами синхронизации А1ДП 1, регистра памяти 2 и D-триггеров 4 и 5.

Устройство выделения экстремумов сигнала работает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает на вход АЦП 1,0; выхода которого код

исследуемого сигнала поступает на входы А соответствующих разрядов циф- - рового компаратора 3 и соответствующие информационные входы регистра памяти 2, По фронту тактового сигнала (фиг.2.2) на выходе АЦП 1 устанавливается код, соответствующий текущему значению исследуемого сигнала (фиг,2.3), а на выходе регистра памя

0 5 0 5 Q с

0

5

ти 2 - код, соответствующий предыдущему значению (фиг.2.4). Цифровой кодс выхода регистра памяти 2 поступает на входы В соответствующих разрядов цифрового компаратора 3. Цифровой код на выходах регистра памяти 2 и АЦП 1 сохраняет свое значение в течение тактового интервала. Если числовое значение кода с выхода АЦП 1 меньше, чем значение кода числа, хранящегося в регистре памяти 2, то на выходе А В цифрового компаратора 3 устанавливается потенциал О (фиг.2.5), который поступает на D-вход первого D-триггера 4. На выходе А В цифрового компаратора 3 при этом устанавливается потенциал 1 (фиг.2.6), который поступает на D-вход второго D-триггера 5. На выходах D-триггеров 4 и 5 по фронту тактового сигнала устанавливаются потенциалы, которые были на выходах цифрового компаратора 3. Если в следующем такте работы устройства наблюдается дальнейшее убьшание сигнала, то потенциалы на выходе D-триггеров 4 и 5 не изменяются (фиг.2.5, 2,6). При наличии на кривой входного сигнала точки минимума (а, фиг.2.1) в момент времени, соответствующий точке б,числовое значение кода на.выходе АЦП 1 окажется больше числового значения кода, хранящегося в регистре памяти 2, и на выходе А В цифрового компаратора 2 устанавливается потенцил 1 (фиг.2,5), а на выходе . - потенциал О (фиг.2. . 6). Соответственно по фронту тактового импульса на выходе D-триггера 4 устанавливается потенциал- (фиг.2.7), а на выходе D-триггера 5 - потенциал О ( фиг.2.8).. По перепаду из состояния 1 в состояние О срабатьгоает второй формирователь импульсов 7 и на его выходе появляется импульс (фиг.2.10) сигнализирующий о наличии минимума в исследуемом сигнале, .задержанный на два такта работы устройства. Сиг-нал с выхода формирователя 7 поступает далее на вход схемы ИЛИ 8 и на ее выходе появляется импульс (фиг.2.11), соответствующий точке перегиба исследуемого сигнала. При наличии в исследуемом сигнале точки максимума (б,фиг. 2.1), в момент времени, соответствующий точке в, числовое значение кода на выходе

АЦП 1 оказьшается меньше числового значения кода, хранящегося в регистре памяти 2, и на ыходе А В цифро- вого компаратора 3 устанавливается по- тенциал О (фиг.2.5),а на выходе А ГВ - потенциал 1 (фиг.2.6). Соответственно по фронту тактового им-. пульса на выходе D-триггера 4 устанавливается потенциал О (фиг.2.7), а на вьтходе D-триггера 5 - потенциал 1 фиг.2.8 . При переходе из состояния 1 в состояние О срабатывает первый формирователь импульсов 6 к на его выходе появляется импульс сигнализирующий о наличии максимума в исследуемом сигнале (фиг.2.9). На выходе схемы ИЛИ 8 (фиг.2.11) появляется импульс, соответствующий точке перегиба исследуемого сигнала (фиг.2.1, точка б), задержанный на два такта работы устройства. Если далее по-прежнему наблюдается убьшание сигнала, то логическое состояние D-триггеров 4 и 5 в следующем так- те не изменяется (фиг.2.7,2.8). В моменты времени, когда исследуемая величина не изменяется (фиг.2.1 точка 2,д), на выходах , А В цифрового компаратора 3 устанавливают- ся потенциалы О, которые поступа-, ют на D-входы триггеров 4 и 5 (фиг .2.5, 2.6), тогда на выходе D-триггера 5 устанавливается потенциал

(фиг.2.8), а состояние первого D-триг гера 4 не изменяется (фиг.2.7). При переходе из состояния 1 в состояние О срабатьшает второй формирователь импульсов 7 и на его выходе появляется импульс (фиг.2.10), сигнализи- рующий о наличии минимума в сигнале (фиг.2.1, точка; 2). На выходе логического элемента ИЛИ 8 появляется импульс,соответствующий характерной точке исследуемого сигнала. При не- обходимости можно получить количественные значения исследуемого сигнала в моменты его экстремумов, численно равные коду, .хранящемуся в регистре памяти 2.

Для обеспечения работоспособности устройства на высоких тактовых скоротях необходимо выполнение следующего условия:

Т7, ЗА-Аил зц.к Р ЗА..Р ЭА.р / зд при .p,

5 0 5 О

5

0 5 П

5

где Т - Период тактовой частоты,- ЗЛ А11,П задержки информационного сигнала в блоке АЦП относительно фронта тактового импульса; t., , - время задержки сигнала

Jff. к

цифровым компаратором; tj р - время задержки сигнала информации относительно фронта сигнала на входе синхронизации.

Поскольку для приема и хранения данных в блоке АЦП используется выходной тактируемый регистр, то

5Л.-Ди.а ЗА.р

и верхняя граничная частота работы устройства определяется выражением

Р 1 1 .

Т V СЗ,.Р+ tjA.K

Формула изобретения

Устройство вьщеления экстремумов сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с-входной шиной устройства, регистр памяти, цифровой компаратор, первый и второй формирователи импульсов, элемент ИЛИ, причем выходы разрядов цифрового кода аналого-цифрового преобразователя соединены с входами А соответствующих разрядов цифрового компаратора и информационными входа- ми регистра памяти, выходы которого соединены с группой В входов соответствующих разрядов цифрового компаратора, шина тактового сигнала соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, выходы формирователей импульсов соединены с входами элемента ШШ, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния точности выделения экстремумов сигнала путем повышения быстродействия устройства, введены два D-триггера, при этом выход А В цифрового компаратора соединен с информационным входом первого D-триггера, выход А В цифрового компаратора соединен с информационным входом второго D-триггера, выходы первого и второго D-триггеров соединены соответственно с входами перв ого и второго формирователей импульсов, а тактовая шина устройства соединена с входами синхронизации регистра памяти и D-триггеров.

В

Изобретение может быть использовано при построении анализаторов функций распределения экстремумов. Цель изобретения - повьппение точности вьщеления экстремумов сигнала. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1,регистр памяти 2, цифровой компаратор 3,формирователи 6 и 7 импульсов и элемент ИЛИ 8.Введение D-триггеров 4 и 5 и образование новых функциональных: связей повышает точность вьзделения экстремумов сигнала путем повышения быстродействия

Составитель Г.Брынский . Редактор Н.Горват Техред м.ДидьгкКорректор в.Гирняк

Заказ 3793/56

Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

фае.2

Подписное