Устройство для определения экстремальных значений функции Советский патент 1992 года по МПК G06F7/02 

сл

с

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использованр в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет обеспечения запоминания минимальных и максимальных значений функции. Устройство содержит первый 1 и второй 2 счетчики импульсов, триггеры 3 и 4, элементы И 5 и 6, первый одновибратрр 7, вход которого соединен с информационным входом устройства, элементы ИЛИ 8 и 9, генератор 10 пачек импульсов, второй одно- вибратор 11. Устройство работает в .режи- мах сквозной передачи сигнала У определения экстремальных значений вход ного сигнала. 1 ил.

Os

сл о

Сл)

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами, особенно в приборах с визуальным отображением результатов измерения.

Известно устройство для определения экстремальных чисел, которое содержит формирователь кодов, регистры, схемы сравнения и элементы И. Для определения экстремальных чисел в указанном устройстве осуществляется преобразование число- импульсного кода в параллельный, сравнение уставки кода с кодом, хранящим- ся в регистре, перезапись установки кода в регистре, формирование дополнительных управляющих импульсов, , Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения экстремальных значений функции, содержащее генератор стабильной частоты и два счетчика, управляемых с помощью триггеров, двух схем совпадения и схемы Запрет. Определение экстре- мальных значений функций в указанном устройстве осуществляется в результате последовательной записи импульсов в счетчики устройства. При дальнейшем измене- нии входного сигнала происходит корректировка содержимого второго счетчика на величину, пропорциональную разности приходящих сигналов, которая вырабатывается одним из триггеров устройства. Эта разность переписывается из вто- рого счетчика в первый, образуя там новое число, дополнение которого до полной ем- кости счетчика будет пропорционально экстремальному значению исходного сигнала.

Однако известное устройство не обес- печивает определения и одновременного хранения в как минимальных, так и максимальных значений измеряемого сигнала, что ограничивает функциональные возможности устройства. Кроме того, необходи- мость дополнения числа до полной емкости счетчика требует дополнительных аппаратурных затрат, что приводит к усложнению устройства и снижению его быстродействия.

Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет обеспечения запоминания минимальных и максимальных значений функции.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 счетчики импульсов, триггеры 3 и 4, элементы И 5 и 6, первой 7 одновибратор, вход

которого соединен с информационным входом устройства, элементы ИЛИ 8 и 9, генератор 10 пачек импульсов, второй 11 одновибратор, вход которого соединен с информационным входом устройства, клемму 12 установки режима. Выход 13 одновибра- тора 7 подключен к первым входам элементов И 5 и 6. вторые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ 8 и 9, вторые входы которых объединены и подключены к клемме 12 установки режима устройства. Выход 14 одно- вибратора 11 подключен к единичным входам триггеров 3 и 4, а также ко входу запуска генератора 10 пачек импульсов, выход 15 которого подключен к счетным вхо дам счетчиков 1 и 2, входы сброса которых соединены с выходами 16 и 17 соответствующих элементов И 5 и 6. Выходы переносов 18 и 19 счетчиков 1 и 2 подключены к входам установки в ноль соответствующих триггеров 3 и 4, инверсный 20 и прямые выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ 8 и 9. Прямые выходы триггеров 3 и 4 являются выходами максимума и минимума устройства.

Устройство для определения экстремальных значений функции работает следующим образом.

Исследуемый (входной) сигнал в виде временного интервала или длительности импульса через информационный вход устройства поступает на входы первого 7 и второго 11 одновибраторов. Оба одновиб- ратора вырабатывают короткие импульсы длительностью меньше половины периода тактовой частоты генератора 10 пачек импульсов. Первый 7 одновибратор вырабатывает импульс по срезу входного сигнала. Этот импульс предназначен для сброса счетчиков I и 2 в нулевое состояние. Второй одновибратор вырабатывает импульс по фронту входного сигнала и служит для установки триггеров 3 и 4 в единичное состояние и запуска генератора 10 пачек импульсов. Генератор 10 после каждого запуска генерирует пачку с постоянным числом импульсов, равную емкости счетчиков 1 и 2, которая выбирается такой, чтобы время заполнения их (счетчиков) импульсами тактовой частоты было равно или несколько больше максимальной длительности исследуемых сигналов. Назначение клеммы 12 - установка режимов работы устройства. При подаче исполнителем на клемму 12 уровня 1 устройство устанавливается в режим сквозной передачи сигнала с информационного входа устройства на его выходы, а при подаче на эту же клемму уровня О - в режим определения экстремальных значений входного сигнала. В режиме сквозной передачи сигнала в момент времени, соответствующий переднему фронту входного сигнала, происходит установка триггеров 3 и 4 в единичное состояние и запуск генератора 10 пачек импульсов. Серия импульсов (пачка) с выхода 1:5 генератора 10 поступает на счетные входы счетчиков 1 и 2, которые заполняются этими импульсами. В момент времени, со- ответствующий срезу входного сигнала, обеспечивается проход импульса с выхода 13 первого 7 одновибратора на выходы 16 и 17 элементов И и далее на входы сброса соответствующих счетчиков 1 и 2. Это до- стирается благодаря разрешающему уровню сигнала, поступающего с клеммы 12 на вторые входы элементов ИЛИ и далее на вторые входы соответствующих элементов И. После сброса содержимого счетчиков 1,и 2 они начнут заново заполняться оставшимися импульсами текущей пачки. По окончании генерации пачки в счетчиках 1 и 2 будет записано одинаковое число, дополнение которого до полной емкости каждого из этих счетчиков будет пропорционально длительности входного сигнала. С приходом на формационный вход устройства очередного сигнала короткий импульс с выхода 14 второго одновибратора вновь запускает гене- рато р 10 пачек импульсов и устанавливает триггеры 3 и 4 в единичное состояние. Счетчики 1 и 2 продолжат заполняться импульсами новой пачки. Импульсы переполнения с выходов 18 и 19 счетчиков 1 и 2 сбрасыва - ют соответствующие триггеры 3 и 4 в нулевое состояние. В результате временные интервалы, сформированные триггерами 3 и 4 от момента их установки в единичное состояние до сброса, будут равны по дли- тельности исследуемому сигналу. При работе устройства в режиме определения экстремальных значений входного сигнала на клемму 12 исполнителем подается уро- вень О. Теперь короткий импульс с выхода 13 одновибратора 7 поступает на входы сброса счетчиков 1 и.2 через соответствующие элементы И только при наличии разрешающих уровней сигналов на первых входах первого 8 и второго 9 элементов ИЛИ. Эти входы непосредственно связаны с выходами соответствующих триггеров 3 и 4.. .;

Предположим, что устройство переключено в режим определения экстремальных значений сигнала из режима сквозной передачи сигнала. При этом в счетчиках 1 И 2 было записано число, соответствующее текущему значению входного сигнала, Если длительность входного сигнала увеличилась, то короткий импульс будет вырабатываться на выходе 13 одновибратора 7 позже импульсов переполнения счётчиков 1 и 2 на время разности длительностей входных сигналов. В свою очередь импульсы переполнения с выходов 18 и, 19 счетчиков 1 и 2 сбрасывают соответственно триггеры 3 и 4 из единичного состояния, в которое они были установлены по фронту входного сигнала одновибратором 11, в нулевое. После этого счетчики 1 и 2 начинают заново заполняться оставшимися импульсами текущей пачки. Разрешающий уровень сигнала, установившийся на инверсном выходе 20 триггера 3, поступает через первый 8 элемент ИЛИ на второй вход первого 5 элемента И и пропускает импульс с выхода 13 одновибратора 7 на вход сброса счетчика 1. Содержимое счетчика 1 сбрасывается. К этому моменту в счетчике 1 было записано число, пропорциональное разности длительностей входных сигналов. После этого счётчик 1 вновь заполняется оставшимися импульсами текущей пачки. Таким образом, .в счетчике 1 произошел соответствующий сдвиг информации и после окончания генерации пачки в нем будет записано новое число, дополнение которого до полной емкости будет пропорционально наибольшей из всех предыдущих длительностей; исследуемого сигнала. С приходом последующей пачки импульсов временной интервал наибольшей длительности будет вырабатываться триггером 3 аналогично описанному. Одновременно на прямом выходе триггера 4 установился запрещающийся уровень сигнала, который заблокировал прохождение импульса сброса с выхода 13 одновиб ратора 7 через второй 6 элемент И на вход сброса счетчика 2. Содержимое счетчика 2 не изменится. Следовательно, в счетчике 2 после окончания генерации очередной пачки будет храниться число, дополнение .которого до полнойемкости будет пропорционально минимальной по отношению ко всем последующим длительностям исследуемого сигнала. Временной интервал наименьшей длительности будет вырабатываться триггером 4 аналогично списанному. Если длительность входного сигнала уменьшилась, то короткий импульс на выходе 13 одновибратора 7 будет вырабатываться раньше импульсов переполнения счетчиков 1 и 2 на время разности длительностей входных сигналов. В свею очередь в момент прихода на вход устройства очередного сигнала триггеры 3 и 4 устанавливаются в единичное состояние. Поэтому к моменту появления на выходе 13 одновибратора 7 короткого импульса, соответствующего срезу входного сигнала, на инверсном выходе 20 триггера 3 будет присутствовать запрещающий уровень сигнала, который заблокирует прохождение этого импульса на вход сброса счетчика 1. Содер- 5 жимое счетчика 1 не изменится, в нем будет хранится число, дополнение которого до полной емкости будет пропорционально абсолютно максимальной длительности исследуемого сигнала. Временной интервал 10 абсолютно максимальной длительности будет продолжать вырабатываться триггером 3 аналогично описанному. Одновременно разрешающий уровень сигнала, установившийся на прямом выходе триггера 4 через 15 второй 9 элемент ИЛИ, поступает на второй вход второго 6 элемента И - импульс с выхода 13 одновибратора 7 пройдет на вход сброса счетчика 2. Содержимое этого счетчика сбрасывается, .после чего он начинает 20 заново заполняться оставшимися импульсами текущей пачки. Таким образом, в счетчике 2 произошел соответствующий сдвиг информации, и после окончания генерации текущей пачки в нем будет записано новое 25 число, дополнение которого до полной емкости будет пропорционально абсолютно минимальной длительности исследуемого сигнала. С приходом последующей пачки импульсов временной интервал абсолютно 30 минимальной длительности будет вырабатываться триггером А аналогично описанному.; : - ; .-. Формула изобретения Устройство для определения экстре- 35 мальных значений функции, содержащее

два счетчика, два триггера, одновибратор, генератор пачек импульсов, два элементам, причем выходы переполнения первого и второго счетчиков соединены с входами установки в О соответственно первого и второго триггеров, вход сброса первого счетчика подключен к выходу первого элемента И, первый вход второго элемента И подключен к выходу первого одновибратора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения запоминания минимальных и максимальных значений функции, оно содержит второй одновибратор и два элемента ИЛИ, причём информационный вход устройства подключен к входам первого и

ВТОРОГО ОДНОВИбраТОрОВ, ВЫХОД ВТОРОГО ОД новибратора соединен с входом запуска генератора пачек импульсов и входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров, выход первого одновибратора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и является входом установки режима устройства, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу второго элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ подключен к инверсному выходу первого триггера, прямой выход которого является выходом максимума устройства, прямой выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и .является выходом минимума устройства.