Устройство для определения канала с наибольшим выходным напряжением Советский патент 1992 года по МПК H03K5/19 

СО

С

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в технике связи для автовыбора каналов с наибольшим выходным напряжением и позволяет повысить быстродействие за счет введения преобразователя, который дает возможность вести поиск канала с наибольшим выходным напряжением методом последовательных делений. Устройство содержит входы, компараторы, многоканальный сумматор, пороговый элемент, инвертор, три ключа, цифроаналоговый преобразователь, импульсный генератор, двухпороговый компаратор. В отличие от известных в данное устройство введен преобразователь, первый вход которого подключен к выходу третьего ключа, второй вход - к выходу второго ключа, а выходы - к входам цифроаналогового преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технике связи для автовыбора каналов с наибольшим выходным напряжением.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг,2 - полный граф переходов и состояний цифроаналогового преобразователя; на фиг.З и 4 - полный граф переходов и состояний преобразователя устройства для семи каналов и пример реализации преобразователя для данного графа соответственно.

Устройство содержит входы , компараторы , многоканальный сумматор 3, пороговый элемент 4, инвертор 5, третий ключ 6, преобразователь 7, цифро-аналоговый преобразователь 8, импульсный генератор 9, первый ключ 10, второй ключ 11, двухпороговый компаратор 12.

Устройство работает следующим образом.

Уровни напряжения, например, положительной полярности поступают на инвертирующие входы компараторов 2i-2n. На объединенные инвертирующие входы компараторов в подается напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 8. В начальный момент времени (при включении) на неинвертирующих входах всех компараторов 2i-2n будут присутствовать нулевые уровни напряжения. Если на инвертирующих входах компараторов 2i-2n будут присутствовать уровни напряжения, отличные от нулевого, то на выходах указанных компараторов 2 присутствуют уровни логической 1. Каждый такой уровень, поступая на соответствующий выход сумматора 3, увеличивает уровень напряжения на его выходе на величину AU, таким образом, уровень напряжения на выходе сумматора 3

СО

ю о ел

определяется выражением Uc m AU, где m - число каналов, в которых (на данный момент времени) уровень их выходного напряжения превышает уровень напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 8.

Напряжение с выхода сумматора 3 одновременно поступает на вход двухпорогового компаратора 12 и на вход порогового элемента 4. Компаратор 12 представляет собой сдво- енный компаратор с допусковой зоной входного сигнала равной (0,8-1,2) A U. Если напряжение на выходе сумматора 3 находится в указанной допусковой зоне, то это означает, что только один компаратор 2 имеет на выходе уровень логической 1 и этот компаратор соответствует каналу, имеющему на данный момент времени наибольшее выходное напряжение постоянного тока. При этом положительный уровень напряжения с выхода двухпорогового компаратора 12 закрывает ключ 10.

Если уровень напряжения на выходе сумматора 3 имеет значение 0,8AU Uc, или 1,, т.е. выйдет за пределы допусковой зоны компаратора 12, то на выходе компаратора 12 формируется уровень напряжения близкий к нулю, которым открывается ключ 10, и управляющие импульсы с выхода тактового генератора 9 проходят на входы ключей 6 и 11. Одновременно пороговый элемент 4 при Uc AU, что соответствует тому, что несколько компараторов 2 имеют на выходах уровни 1, формирует на своем выходе уровень напряжения, которым закрывается ключ 11 и открывается ключ 6. При этом управляющие импульсы с выхода тактового генератора 9 через открытые ключи 10 и 6 проходят на первый вход преобразователя. Таким образом на входы преобразователя подают код 10, т.е. необходимо увеличить уровень напряжения на выходе цифроана- логового преобразователя.

В начальный момент времени (при включении) преобразователь 7 находится в нулевом состоянии, поэтому при поступлении На его входы кода 10 с его выходов 4 снимают код, соответствующий уровню напряжения на выходе цифроаналоювого

1 преобразователя 8, равному - nAU, где п число каналов устройства. Если на следующем такте работы устройства на входы преобразователя 7 опять подают код 10, с его выходов снимают код, соответствующий уровню напря37

жения д-пАи,далее - тг nAU, и т.д.

С каждым тактом работы генератора 9 увеличивается уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 8, что приводит к появлению нулевых уровней на выходах компараторов 2. При этом уровень напряжения на выходе сумматора 3

дискретно уменьшается до тех пор, пока не попадает в допусковую зону двухпорогового компаратора 12, который закрывает ключ 10, и на этом заканчивается процесс определения канала с наибольшим выходным

напряжением постоянного тока. (Преобразователь 7 при поступлении на его входы комбинации 00 остается в прежнем состоянии).

Если в выбранном канале уменьшится

уровень выходного напряжения, то на выходе сумматора 3 уровень напряжения станет близок к нулю и выйдет из допусковой зоны двухпорогового компаратора 12. При этом двухпороговый компаратор 12 открывает

ключ 10. Одновременно при уровне выходного напряжения сумматора 3, равном Uc AU, пороговый элемент 4 формирует на своем выходе уровень напряжения, открывающий ключ 11 и закрывающий ключ 6. При этом

управляющие импульсы с выхода генератора 9 через открытые ключи 10 и 11 проходят на второй вход преобразователя 7, т.е. на его входы поступает комбинация 01, что означает необходимость снижения уровня на

пряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 8.

Значение кода, снимаемого с выходов преобразователя 7, зависит от того, в каком состоянии он находился в предыдущем такте (какой уровень напряжения снимался с выхода цифро-аналогового преобразовате3ля 8). Например, если уровень был -j nA U,

то с выходов преобразователя снимают код, соответствующий уровню напряжения на

выходе цифроаналогового преобразователя

5 8, равному -о nA U, если уровень напряжения был к- п, то код соответствует уровню

1 напряжения -т nAU, если уровень напряже

ния был -т nA U, то код соответствует уровню напряжения -дпДиит.д.

Полный граф переходов и состояний преобразователя 8 представлен на фиг.2, причем из состояний, соответствующих верхним точ- кам графа, преобразователь при поступлении на его входы любой комбинации, кроме 00, переходит в состояние, соответствующее уровню напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя, равному - nAU.

Среднее время поиска канала с наибольшим выходным напряжением примерно равно tcp Sslog2n. Каждому каналу соответствует определенный уровень напряжения. В противном случае может ело- житься ситуация, когда каналов с наибольшим выходным напряжением будет больше одного, тогда устройство не будет работать, так как преобразователь работает по дискретным уровням напряжения.

Нафиг.З приведен полный граф переходов и состояний преобразователя устройства для семи каналов. Пример реализации преобразователя для данного графа приведен на фиг.4.

Таким образом, по сравнению с известным устройством, в котором среднее время поиска канала с наибольшим выходным напряжением

1 +п примерно равно tcp -/т- достигнут поло-

жительный эффект, заключающийся в сокращении времени поиска в 1 + n/2log2n.

Преобразователь (фиг.4) содержит два элемента НЕ 13 и 14, элементы И 15-17, элемент ИЛИ 18, триггер 19, элементы 20- 24, элемент ИЛИ 25, триггер 26, элементы И 27-30, элемент ИЛИ 31, триггер 32, два входа, три выхода.

Пр-эобразователь работает в соответствии с таблицей переходов и состоя ний, гдеХт и Ха - импульсы, поступающие на первый и второй входы преобразователя; СИ, Q2, Оз/Т -состояние триггеров до поступления на входы преобразователя импульсов Xi, X2, Qi, Q2, Оз/Т+1 - состояние триггеров после прихода на входы преобразователя импульсов Xi, X2, YI, Ґ2, Уз - импульсы, поступающие на входы триггеров после прихода на входы преобразователя импульсов Xi, Х2.

Например, при поступлении на входы преобразователя комбинации 00, все двенадцать элементов И остаются закрытыми, на входы триггеров поступают нули и они не изменяют своего состояния (т.е. преобразователь 7 остается в прежнем состоянии).

Или, например, преобразователь 7 находится в состоянии 011. Если на его входы поступает комбинация 10, то О на втором входе закрывает элементы И 15,20,21, 22,27 и 28. О с инверсного выхода триггера 26 закрывает элементы И 16,23 и 30. О с инверсного выхода триггера 32 закрывает элемент И 29. Через открытые элементы И 17 и 24, элементы ИЛИ 18,25 и 31 единичный импульс с первого входа преобразователя поступает на входы триггеров 19, 26 и 32, которые переходят в другое состояние, т.е. преобразователь 7 переходит в состояние 100, что соответствует приведенному на фиг.4 полному графу переходов и состояний преобразователя 7.

Формула изобретения

вого, второму входу второго, третьим входам седьмого, двенадцатого элементов И, выходы девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего триггера, прямой выход которого является третьим выходом преобразователя, а также подключен к третьим входам третьего, десятого, четвертого входам восьмого и двенадцатого элементов И, инверсный выход третьего к входам первого, пятого, четвертым входам четвертого и одиннадцатого элементов И.

ли

01 2М

™ Мп ° X

Фиг. 2

00