ЦИФРОВОЙ УКАЗАТЕЛЬ ЭКСТРЕМУМОВ Советский патент 1973 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники и может быть использовано для В1ВОИа :В ЦИ:ф.р01ВуЮ1ВЫЧИ1СЛИТеЛЫНуЮ

машину экстремальных значений аналоговых сигналов (электрических токов, напряжений).

Известны цифровые указатели экстремумов, содержащие реверсивный счетчик, соединенный с блоком формирования уравновешивающего напряжения, выход которого подключен ко входу нуль-органа схемы совпадения, кла.паны, генератор, триггеры.

Недостатком известных цифровых указателей экстремумов является возможность появ.ления на выходе нуль-органа ложных сигналов экстремумов при движении измеряемого сигнала к своему экстремальному значению.

Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности определения моментов появления экстремальных значений.

Эта цель достигается тем, что в известное устройство введен блок контроля разности напряжений, выход которого соединен с блоком фррми1ро ва«ия ура1КН:ове1Щ1И1вающего налряже- ния, а вход - с триггером, соединенным через диодно-емкостные клапаны с генератором, выходами нуль-органа и с одним из входов схем совпадения, другие входы которых подключены к выходам триггера, а выходы через клапаны соединены с реверсивным счетчиком, выходным триггером и генератором.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого цифрового указателя экстремумов; на фиг. 2 даны временные диаграммы его работы.

Устройство содержит нуль-орган /, имеющий прямой и инвертированный выходы, реверсивный счетчик 2, блок 3 формирования уравновешивающего напряжения, генератор 4 тактовых импульсов. Выход генератора тактовых импульсов соединен со входами диодноемкостных клапанов 5 и 6, управляющие входы которых подключены к выходам нуль-органа. Выходы клапанов 5 и 5 соединены со входами триггера 7, а выходы последнего - со входами схем совпадения 8 и 9, вторые входы

5 которых подключены к выходам нуль-органа. Выходы клапанов 10 и 11 подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 2. Левый выход триггера 7 соединен со входом блока 12 контроля разности напряжений. Триггер 13 предназначен для

0 формирования сигналов появления экстремальных значений.

Предлагаемое устройство работает следующим образом, (см. фиг. 2).

При возрастании измеряемого напряжения

5 Ux на выходе нуль-органа / будет иметь место сигнал недокомпенсации (), вследствие чего клапан 5 открыт, а клапан 6 - закрыт. Очередной тактовый импульс с выхода генератора 4 приходит через клапан 5 и вклю0

чает триггер 7, что, в свою очередь, приводит к включению блока 12 контроля разности напряжений. Если до этого момента разность х-f/fe была меньше шага квантования (единичной ступеньки), включение дополнительного разряда вызывает изменение знака разности , и на выходе нуль-органа I возникает сигнал перекомиенсации. Открывается клапан 6 и закрывается клапан 5, и очередной тактовый импульс возвращает триггер 7 в исходное состояние, что, в свою очередь, приводит к включению донолнительного разряда блока 12. Выключение блока 12 контроля разности напряжений вызывает опять изменение сигнала на выходе нуль-органа (на недокомпенсацию), и в следуюш,ем такте дополнительный разряд снова будет включен, в следуюш,ем - опять выключен и т. д. до тех пор, пока разность будет лежать в пределах шага квантования.

При всех перечисленных переключениях тактовые импульсы на входы реверсивного счетчика 2 не поступают. Это объясняется тем, что при включении триггера 7 п блока 12 контроля разности напряжений сигнал «недокомпенсация на выходе нуль-органа становится равным нулю, а при выключении триггера 7 становится равным нулю сигнал «перекомпенсация. Таким образом, в описанной ситуации на одном из входов схем совпадения S и Р всегда присутствует сигнал «О, а следовательно, они закрыты. Закрыты при этом и диодно-емкостные клапаны 10 и /Л и импульсы с выхода тактового генератора 4 ни на один вход реверсивного счетчика 2 не поступают.

В описанном состоянии схема находится до тех пор, пока папряжение U не превысит величины напряжения, выдаваемого блоком 12 контроля разности напряжений (см. фиг. 2). Когда это произойдет, при очередном включении блока 12 (7/1 не превысит U и изменения на выходе нуль-органа не произойдет (останется сигнал недокомпенсадии). В результате этого в очередном такте схема совпадения 8 будет открыта («1 на выходе триггера 7 и «1 на выходе недокомненсации нульоргана), диодно-емкостный клапан 10 открыт и тактовый импульс поступит на «Вх. + реверсивного счетчика 2.

Включение очередной ступеньки уравновешивающего напряжения (7 может вызвать перекомпенсацию (как это показано на фиг. 2 для 6--ГО такта), а это 1прИ1В€Д:ет к , чгго в следующем такте произойдет выключение блока 12 контроля разности напряжений (но не основного разряда уравновешивающей цепи, так как при этом схема совчадония 9 и клапан 11 закрыты).

При дальнейшем возрастании сигнала И включается опять блок 12 контроля разности напряжений и, если разность остается больше шага квантования, тактовые импульсы приходят на «Вх. + реверсивного счетчика 2, а напряжение Uh возрастает. При

этом важно заметить, что при возрастании сигнала тактовые импульсы возникают только на выходе кланана 10 и вовсе не возникают на выходе клапана // (Такты 8, 9, 10 па фиг. 2).

После того как напряжение Ux достигнет максимального значения и начнет уменьшаться, наступит такой момент (т акт/ на фиг. 2), когда состояние перекомпенсации возникнет и при выключенном блоке контроля разностей напряжений (теперь за счет того, что уменьшается Их). При этО|М сработает схема iOOBinaдения 9 («1 на нулевом правом плече триггера 7 и «1 на выходе «перекомпенсация нуль-органа), откроется диодно-емкостной клапан //, и тактовые импульсы будут поступать на «Вх.- .p.esepcHiBiHOiro счетчика 2. При этом, если разность LJx-l h лежит в пределах шага квантования, то как и при возрастании Их происходит периодическое выключение и включение блока 12, а при превышении разностью Ux-f/fc величины шага квантования (при включении триггера 7 и сигнале «перекомпенсация с выхода нуль-органа) тактовые импульсы будут поступать на «Вх- реверсивного счетчика.

Заметим, что при убывании сигнала тактовые импульсы будут возникать только на выходе клапана 11 и вовсе не будут возникать на выходе клапана 10.

После прохождения сигналами минимального значения произойдет очередная перестройка схемы, и процесс будет протекать так же, как было описано выше для возрастания сигнала U и т. д.

Как видно из приведенного описания работы схемы, при возрастании сигнала Их тактовые импульсы имеют место только на выходе диодно-емкостного клапана 10, а при убываНИИ - только на выходе кланана И, причем первый из импульсов каждой серии возникает после отхода сишнала Ux от Эiкcтpвмaлынl0ino OBioero аначения на величину, не нревыш.ающую шага квантования.

Выходы клапанов 10 и 11 в описываемом устройстве соединены не только с суммирующим («Bx.-f) и вычитающим («Вх.-) входами реверсивного счетчика 2, но еще и со входами триггера 13, моменты переброса которого из одного состояния в другое используются в качестве сигналов, указывающих моменты прохождения напряжением своих экстремальных значений (максимумов и минимумов) .

Таким образом, в предлагаемом цифровом указателе экстремумов сигналы на выходах выходного триггера 13 указывают моменты пеявлення экстремальных значений измеряемого напряжения Ux, а ложные сигналы отсутствуют.

Предмет изобретения

Цифровой указатель экстремумов, содержащий реверсивный счетчик, соединенный с блоком формирования уравновешивающего иапряжения, выход которого подключен ко входу нуль-органа, схемы совпадения, клапаны, генератор, триггеры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения моментов появления экстремальных значений, в него введен блок контроля разности напряжений, выход которого соединен с блоком

формирования уравновешиваюшего напряжен 1я, а вход - с триггером, соединенным через днодно-емкостные клапаны с генератором, выходами нуль-органа и с одним из входов схем совпадения, другие входы которых подключены к выходам триггера, а выходы через клапаны соединены с реверсивным счетчиком, выходным триггером и генератором.

У

UK

678 9 Ю 1112 13Щ5 16 17181920 21 22 23

ш

I П П -- и

п

та)(

jfnin