Анализатор экстремальных значений аналогового сигнала Советский патент 1989 года по МПК G06G7/02 

1

Изобретение относится к области исследований аналоговых величин и может быть применено при проектировании систем автоматического управления, регулирования, а также при моделировании на аналоговых вычислительных машинах. Цель - увеличение числа анализируемых параметров экстремума. Анализатор содержит запоминающий блок 1, первый дифференциатор 2, первый компаратор 3, второй дифференциатор 4, второй компаратор 5, блок 6 вьделения модуля минимального и максимального сигналов, блок 7 задержки, первьй триггер,8, первый и второй счетчики 9, 10, блок 11 анализа типа экстремума, второй триггер 12. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

ф1/г.

114

Изобретение относится к аналоге- вой вычислительной технике, автоматике, технике измерений, в частности анализа переходных и других процес™ сов, снимаемьЕх электрическими датчиками в виде напряжения и/или тока,

Цель изобретения - увеличение числа анализируемых параметров экстремума

На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора экстремальных значений аналогового сигнала; на фиг. 2 - временные диаграммы; на фиг, 3 схема блока выделения моду- ля минимального и максимального сигналов | на фиг. 4 - схема блока анализа типа экстремума

,А 1ализатор экстремальных значений аналогового сигнала (фиг, 1) содер жит запоминающий блок , первьш дифференциатор 2, первый компаратор 3, второй диффepeн Jлaтop 4, второй компаратор 5, блок 6 выделения модуля минимального и максимагЕьного сигна- лов, блок 7 задерж си5 первый триггер 8, первый 9 и второй 10 счетчикиj блок 11 анализа типа экстремума, второй триггер 12„

Блок 6 вьщеления модуля минималь- ного и максимального сигналов (фиг, 3) содержит формрфователь 13 импульсов, элемент НЕ. 14 н элемент 2 И ИЛИ-НЕ 15,

Блок 11 анатшза типа экстремума (фиг, 4) содержит два триггера 16 и 17, элемент НЕ 18 и одновибратор 19,

Анализатор работает следующим образом, (диаграмма на -фиг. 2), Входной аналогавый сигнал (фиг. 2а) поступает на входы зап;ом1- нающего блока 1, первого дифференциатора 2 и вто рого компаратора 5„ С выхода, дифференциатора 2 (фиг. 26) сигнал поступает на вход первого компаратора 3, где формир уется сигнал (фиг. 2в), который поступает на второй дифференциатор 4, где формируются импульсы в момент равенства нулю дифференцированного входного сигнала, С второг дифференциатора 4 сигнал поступает на сигнальньш вход блока 6 вьзделения минимального и максимального сигналов, на выходе которого получаются И1 шульсы (фиг. 2г) положи- тельной ПОЛЯРНОСТИ;, соответствующие моментам экстремума входного сигнала (минимального и максимального).

Q

5

0 5

о

О 5

5

0

5

782

Применение блока 6 выаеления модуля минимального и максимального сигналов позволяет анализировать максимальный и/или минимальный экстремальный аналоговый сигнал в зависимости от требуе -1ого типа путем подачи сигнала тпах и/или мин.

Далее с б.лока 6 вьделения модуля минимсшьного и максим;1льного CHrHariOB сигнал поступает на счетные входы счетчиков 9 и 10. Счетчик 10 заранее настраивается на определение п-го экстремума (минимального и/или максимального) „

На выходе счетчика 10 вырабатывается сигнал (фиг. 2 е), который .поступает на вход запуска первого счетчика. Счетчик 9 начинает считать моменты максимумов и/или минимумов начиная с до наперед заданного . На фиг, 2 И1вдексами t, и t показаны времена прихода п-го и т-го минимсШьного и/или максимального экстремума, которые наперед задаются исследователем тем или иным способом.

В приведенном случае m 3.

На выходе счетчика 9 появляется сигнал (фиг. 2 з), сбрасывающий первый триггер 8.

Кроме того, сигнал с выхода счетчика 10 поступает на первьй вход анализатора 11 типа экстрем ума. На второй вход анализатора 11 типа экстремума поступает сигнал с второго триггефа 12, задержанный блоком 7 за- держк1; на определенную величину, ко торая зависит от частотного диапазона и количества экстрему юв входного сигнала. Этим достигается избирательность анализатора на тип п-го сигнала. Например, в рассматриваемом примере момент времени t рассчитан на максимальный экстремум и на выходе анализатора 11 типа экстрем ч ма go- является сигнал (фиг, 2 ж), запускающий первый триггер В (фиг. 2 и). . .На втором выходе анализатора 11 типа экстремума появляется потенциальный сигнал, соответств ующий логической

V , информирующий, что выбранный п-и экстрем ум является максимальным. Если выбранньй п-и экстрем ум окажется минимальным, то на втором выходе находится логичес1шй сигнал О, а на блоке 1 запоминается сигнал, начиная .с времени прихода запоздавшего сигнала с первого выхода анализатора 11 типа экстремума (фиг, 2 ж),

Управляющие импульсы первого выхоа анализатора 11 типа экстремума потупают на установленньп1 вход первого риггера 8, который управляет работой лока 1 запоминания.

Рассмотрим работу анализатора эксремальных значершй с зависимости от определения знака входного аналогового сигнала. При изменении знака входного сигнала меняется его тип экстремума, а именно максимальный становится минимальным и наоборот, то существенно влияет на дальнейший анализ входного сигнала. Поэтому Б устройство введен второй компаратор 5, которьй отслеживает знак вход кого сигнала и вырабатывает сигнал, показанный на фиг. 2. к. Этот сигнал опрокидывает первый компаратор 3 в синфазную работу (фиг. 2 в, момент времени t (-)) и запрещает прохождение сигнала от этого срабатывания через блок 6 выделения модуля максимального и минимального сигналов, что исключает прохождение ложного импульса на счетчики 9 и 10 устройства. Следовательно, при отрицательном входном аналоговом сигнале макси- мальньй отрицательный сигнал также будет максимальным. При выходе вход- ного аналогового сигнала в положительную обла;сть второй компаратор 5 вернет первый компаратор 3 в первср- начальный режим, исключив ложный сигнал на блоке 6 вьщеления модуля минимального и максимального сигна- лов.

Формула изобретения

464178

оогоой

соту од, я иьси-- 5 -

я

оргояве

Ш

20

25

fflнимaльнoгo и максимального сиг- напов, блок задержки, второй триггер, счетчик и блок анализа типа экстремума, причем выход первого ком паратора через второй дифференциатор соединен с входом блока задержки и с сигнальным входом блока вьделения модуля 1 ганимального и максимального сигналов, стробирующий вход которого соединен с входом управления полярностью выходного сигнала первого компаратора и с выходом второго компаратора, вход которого соеда1нен с инфор.J. мационньм входом анализатора, пер- BbBi и второй входы задания типа экстремума блока В1ццеления модуля минимального и максимального сигналов соединены соответственно с входами задания минимального и максимального типов экстремумов анализатора, а выход блока вьщеления модуля минималь ного и максимального сигналов соединен со счетным входом первого счетчика и со счетным входом второго счетчика, входы предварительной . си которых являются входами задания диапазона фиксации входного сигнала анализатора, выход переполнения второго счетчика соединен с входом запуска первого счетчика и с первым входом блока анализа типа экстремумов, , второй вход которого соединен с выходом второго триггера, счетный вход которого соединен с выходом

35 блока задержки, первый выход блока анализа типа экстремумов соединен с устанОвочньм входом первого триггера, а второй выход является выходом типа и знака экстремума анали- .затора.

SO входов элемента И-ИЛИ-НЕ подключены к выходу формирователя импульсов, вход и выход элемента НЕ подключены к вторым входам соответственно первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ-НЕ, третьи входы первой и второй групп входов которого подключены соответственно к первому и второму входам задания вида экстремума

30

40

45

55

блока выделения модуля минимального и максимального сигналов..

3, Анализатор по п, 1,, отличающийся тем, что в нем блок анализа типа экстремума содержит первый и второй триггеры., элемент НЕ, одиовибратор5 причем первый вход блока анализа типа экстремума соединен с входами синхронизадай первого и второго триггеров, вход установки в О первого триггера соединен с вторым входом анализатора типа

а

и

1/8ш ffJI.S

К

0

786

экстремума и с входом элемента НЕ, выход которого соединен с входом переброса одновИбратора, вход предварительной установки которого соединен с выходом второго триггера, прямой выход является первым выходом блока анапиэа типа экстремума, а иннерсньв выход соединен с входом установки в О второго триггера, выход первого триггера является вторым выходом блока анализа типа экстремума.

Фш.г

СтроЗ Вход Ф

мин макс

BbiKoS

fe. 3

Выуд32

Вшеё1