Устройство для определения момента наступления экстремума электрического сигнала Советский патент 1991 года по МПК G01R19/04 

нения, два пороговых элемента 11 и 12, размыкающий ключ 13, аналоговый запоминающий элемент 14, два конденсатора 15,16. Устройство со

держит также усилитель 1, блок 2 оп-

ределения момента изменения коэффициента усиления, блок 3 фиксации вычитаемого уровня, блок 4 разности, блок 5 дифференцирования, пороговый эле

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении амплитудных анализаторов, например для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности и достоверности работы устройства за счет исключения возможности появления ложных сигналов - достигается применением размыкающего ключа 8 и блока 7 управления блокировкой выходного сигнала, содержащего элемент 14 запоминания, например, статический триггер, дифференциальный элемент 10 сравнения, два пороговых элемента 11, 12, размыкающий ключ 13, аналоговый запоминающий элемент 14, два конденсатора 15, 16. Устройство содержит также усилитель 1, блок 2 определения момента изменения коэффициента усиления, блок 3 фиксации вычитаемого уровня, блок 4 разности, блок 5 дифференцирования, пороговый элемент 6. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при поступлении амплитудных анализаторов и является усовершенствованием по авт. св. № 1432414.

Целью изобретения является повышение надежности и достоверности работы устройства за счет исключения возможности появления ложных сигналов.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для определения момента поступления экстремума электрического сигнала; на фиг.2 - графики изменения напряжения во времени.

Устройство содержит усилите ль 1 с переменным коэффициентом усиления, блок

2определения момента изменения коэффициента усиления, блок 3 фиксации вычитаемого уровня, блок 4 разности, блок 5 дифференцирования, пороговый элемент б, блок 7 управления блокировкой выходного сигнала и размыкающий ключ 8.

Вход устройства соединен с первым входом блока 4 разности, входом блока 2 определения момента изменения коэффициента усиления и первым входом блока 3 фиксации вычитаемого уровня. Второй вход блока 4 разности соединен с выходом блока

3фиксации вычитаемого уровня. Выход блока 4 разности через усилитель 1 с переменным коэффициентом усиления соединен со входом блока 5 дифференцирования, выход которого соединен с входом порогового элемента б, выход которого через размыкающий ключ 8 соединен с выходом устройства. Второй (управляемый) вход усилителя 1 с переменным коэффициентом усиления соединен с выходом блока 2 определения момента изменения коэффициента усиления, со вторым (управляемым) входом блока 3 фиксации вычитаемого уровня и с первым входом блока 7 управления блокировкой выходного сигнала, третий вход которого соединен с первым входом блока 4 разности, а второй вход - с выходом усилителя 1 с переменным коэффициентом усиления. Выход блока 7 управления блокировкой выходного сигнала соединен со вторым (управляемым) входом размыкающего ключа 8,

Блок 7 управления блокировкой выходного сигнала содержит статический триггер 9, дифференциальный элемент 10 сравнения, пороговые элементы 11 и 12. аналого5 вый ключ 13. аналоговый запоминающий элемент 14. конденсаторы 15 и 16. причем первый вход блока 7 управления соединен со вторым (управляемым) входом аналогового ключа 13 непосредственно и через кон0 денсатор 15 с первым входом статического триггера 9. выход которого является выходом всего блока 7 управления. Второй вход блока 7 управления соединен с первым входом аналогового ключа 13 и вторым входом

5 элемента 10 сравнения, первый вход которого через аналоговый запоминающий элемент 14 соединен с выходом аналогового ключа 13.

Выход элемента 10 сравнения через по0 роговый элемент 11 соединен со вторым входом статического триггера 9. Третий вход блока 7 управления через последовательно соединенные пороговый элемент 12 и конденсатор 16 соединен со вторым вхо5 дом (входом стирания) аналогового запоминающего элемента 14.

Устройство работает следующим образом.

Когда крутизна переднего фронта вход0 ного сигнала больше уровня, задаваемого уставкой в блоке 2 сопротивления момента изменения коэффициента усиления, то на выходе блока 2 присутствует потенциал низкого уровня - логический ноль. В этом

5 случае коэффициент усиления усилителя 1 является исходным (заданным).

Когда крутизна исследуемого сигнала станет равна или меньше величины задаваемой уставкой в блоке 2, на его выходе

0 появится потенциал высокого уровня - логическая единица, которая, поступив на второй (управляемый) вход усилителя 1, обеспечивает увеличение коэффициента усиления.

5 Для обеспечения усиления той части исследуемого сигнала, которая прилегает к точке экстремума с выхода блока 3 фиксации вычитаемого уровня на второй вход блока 4 разности с небольшим запаздыванием по отношению к моменту изменения величины кг 4- in id усиления усилители 1 поступит м мренк напряжения, равный тому, которое присутствовало на входе всего устройства в момент, когда крутизна вход ного сигнала стала равна величине, задаваемого уставкой в блоке 2.

Таким образом, в связи с тем, что в этот момент времени текущая величина сигнала на первом входе блока 4 ртзности будет незначительно превышать зафиксированную величину входного сигнала, поданного на второй вход блока А (это превышение обусловлено нарастанием входного сигнала за время упомянутой задержки, вызываемой временем замыкания аналогового ключа в блоке 3 фиксации), может возникнуть ситуация, когда разность этих сигналов на выходе блока 4, усиленная в количество раз, соответствующее уже увеличенному коэффициенту усиления усилителя 1, все же станет в первый момент времени меньше того напряжения на выходе усилителя 1, которое имело место до начала вычитания фиксированного напряжения. Это может привести к тому, что в указанный момент времени возникает ложный экстремум, на который отреагирует блок 5 дифференцирования (фиг.2).

Чтобы исключить появление ложного сигнала о достижении экстремума в устройство введены блок 7 управления блокировкой и размыкающий ключ 8 В момент получения с выхода блока 2 сигнала о том, что крутизна входного сигнала упала до заданной величины, на первый вход блока 7 управления блокировкой, т.е на второй управляемый вход аналогового ключа 13 и через конденсатор 15 на первый вход статического триггера 9 поступит сигнал который разомкнет аналоговый ключ 13 и переведет статический триггер 9 из исходного положения 1 в положение 2, при котором ключ 8 размыкается. В связи с тем, что на аналоговом запоминающем элементе 14 в момент размыкания аналогового ключа 13 запоминается мгновенное значение сигнала на выходе усилителя в момент снижения крутизны входного сигнала до уровня, задаваемого уставкой в блоке 2, блокировка выхода всего устройства ключом 8 продолжается до тех пор, пока это указанное зафиксированное значение (подаваемое на первый вход дифференциального элемента 10 сравнения) не станет равным или меньшим текущего значения нарастающего напряжения на выходе усилителя 1, которое непрерывно поступает на второй вход дифференциального элемента 10 сравнения. В указанный момент сигнал на

nil иде элемента 10 сравнения сменит по лярность, что m попет появпеиие мотенци яма высокого уропня (логической единицы) и рпходе nopoicRoro элемента 11, кото- 5 р 1И пост/пив на второй РХОД статического тритсра 9, вернет его в исходное положение 1 , при которо 1 ключ 8 замкнется Таким образом будет произведена блоки- poBi-o ихнего сигнала и обеспечена 10 реакции устройства только и) истинный jKCTpervM

После исчезнове ич исследуемого сигнала со входа всего устройства и. следовательно, с третьего входа блока 7 управления 5 бтокиропкой на выходе порогового элемента 12 появится потенциал высокого уроп- 1-н ы-редниЛ фронт которого пройдет через конденсатор 1C и в качестве сигнала стирания поступит на второй вход аналогового 0 запоминающего элемента 14, переводя его в пглодное состояние Если скорость нарастания сигнала на входе устройства значительна, то к моменту поступления фиксированного вычитаемого сигнале на 5 второй вход блока 4 ртзнос.и уменьшаемое (т е текущии сигнал, поступающий на первый в одблока 1 разности), ;1зает дорасти до такого значения, когда разность эти сигналов умноженная на увелп- 0 ченныи коэффициент усиления, будет на пы- ходе усилителя 1 больше значения, существовавшего нз этом же выходе о мо- мен непосредс сени - ппедшестеовав- ший изменению коэффициента усиления 5 усилителя 1 В этом случае на первый и второй вход статического триггера 9 последовательно во времени поступят два сигнала на размыкание, а затем на замыкание (возврат в исходное состояние) клю- 0 ча 8, и время блокировки будет сведено к минимуму

Формула изобретения 1 Устройство для определения момента посгуптения экстремума электрического 5 сигнала по авт ев № 1432414, о-т л и ч а ю- щ е е с я тем- что, с целью повышения надежности и достоверности работы за счет исключения возможьости появления ложных сигналов в него дополнительно зведе- 0 мы блок управления блокировкой выходного сигнала и размык -юший ключ, причем первый вход блока управления блокировкой выходного сигнала соединен с выходом блока определения момечтт изменения коэффи- 5 циента усиления, третий его вход соединен с первым входом блока фиксации вычитаемого уровня, второй вход - с выходом усилителя с переменным коэффициентом усиления, а выход -с вторым(управляомым) входом размыкающего ключа, первый вход

которого соединен с выходом порогового элемента, а выход является выходом устройства.

2, Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок управления блокировкой выходного сигнала содержит статический триггер, дифференциальный элемент сравнения, два пороговых элемента, размыкающий ключ, аналоговый запоминающий элемент и два конденсатора, причем первый вход блока управления блокировкой выходного сигнала соединен с вторым управляемым входом размыкающего ключа непосредственно и через первый конденсатор - с первым входом статического триггера, выход которого является выхоt, гг(л

0

5

дом блока управления блокировкой выходного сигнала, второй вход которого соединен с первым входом размыкающего ключа и вторым входом дифференциального элемента сравнения, первый вход которого через аналоговый запоминающий элемент соединен с выходом размыкающего ключа, выход дифференциального элемента сравнения через первый пороговый элемент соединен с вторым входом статического триггера, третий вход блока управления блокировкой выходного сигнала через последовательно соединенные второй пороговый элемент и второй конденсатор соединен с вторым входом аналогового запоминающего элемента.

Фиг 2