Указатель экстремума Советский патент 1979 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может бьгть использовано при реализации вычислительных операций, в час ности при обработке информадии, поступающей с датчиков технологических обьектов (в металлургической, металлообрабатывающей, цементной промышленности и др.), где возникает необходимость в определении экстремального значения анало гового сигнала, например, необходимость определения минимального или максимального значения среди болъщого числа сигналов, определения размаха, т.е. разницы между наибольшим и наименьшим значением срюди большого числа сигналов, необ- ходимость определения отклонений макснмального нли минимального значения сигналов относительно допустимых значений. Известны указатели наименьшего или наибольшего напряжения, содержащие решающие уснлнтгели, диодную сборку в цепи обратной связи tlX Недостатками этих устройств являются низкая точность, сложность указателя при одновременном определении нескольких видов экстремума (при одновременном определении минимума и максимума сигнала), трудность или невозможность определения ряда экстремумов сигнала, например размаха (т.е. разницы между максимальным и минимальным сигналом), отклонений максимального илв минимального значения сигналов относительно допустимых значений. Наиболее близким к предлагаемому является указатель экстремума,содержащий п преобразователейсигнала в длитель-. ность импульсов, счетчик импульсов н блок управления счетчиком импульсов 1 Недостатками этого устройства являются невозможность выделения максимума скгиала из нескольких параллельных каналов и невозможность выделения различных типов экстремумов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей указателя 68 а именно выделение экстремумов сигнала не из одного, а из нескольких параллельных каналов, выделение не только максимума, но и друтих типов экстремумов (минимума, размаха, минимальной величины удаления сигнала от нижней или от верхней, или одновременно от нижней и верхней границ допусков). о достигается тем, что в указатель экстремума, содержащий И преобразователей сигнала в длительность импульсов, счетчик импульсов и блок управления счетчиком импульсов дополнительно введены П входных преобразователей сигнала в напряжение, три преобразователя сигнала в длительность импульсов, три блока уставок, блок выбора режима работы, регистр памяти н синхронизатор, причем выход каждого входного преобразователя сигнала в напряжение соединен с первым вхо-. дом соответствук ще1-ч) п-го преобразователя сигнала в длительность импульсов, выход каждого блока уставок подсоединен к первому входу соответствующего, дополнительного преобразователя сигнала в длительность импульсов, выходы всех преобразователей сигнала в длительность импул сов соединены с соответствующими входами блока выбора режима работы, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления счетчиком импульсов, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а четвертый вход - к первому входу регистра памяти и первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с вторыми входами всех преобразователей сигнала в длительность импульсов, а вход синхронизатора соединен с вторым выходом генератора импульсов, выход блока управления счетчиком импульсов через счетчик импульсов подклю чен к второму входу регистра памяти. Кро ме того, в указателе экстремума блока выбора режима работы содержится три логических элемента ИЛИ, пять логических элементов И, блок селекции импульсов максимальной длительности и переключатель; причем каждый (.1й вход первого логического элемента ИЛИ соединен с каждым гН.1М входом первозх) логического элемента И, первый вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к выходу первохю логического элемента И, первому и второму входам переключателя, первому входу третьего логического элемента И, второй вход которого соедивея с первым входом четвертого логИчес- З4 ого элемента И, а выход - с из ходов второго логического элемента ИЛИ, торой вход блока селекции импульсов макимальной длительности подключен к треьему входу переключателя, первому входу второго логического элемента И, третий вход - к четвертому входу переключателя и к второму входу четвертого логического элемента И, четвертый вход - к выходу первого логического элемогта ИЛИ, пятому, шестому и седьмому входам переключателя, второму входу пятого логического элемента И, первый выход блока селекции импульсов максимальной длительности соединен с вторым входом второго логического элемента И, первым входом пятого логического элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, первым входом соединены 8 с выходом четвертого логического элемента И, а выходом - с восьмым входом переключателя, выход второго логического элемента ИЛИ соединен с девятым входом переключателя. На фиг. 1 показана блок-схема указа- . теля экстремума; на фиг. 2 - схема блока выбора режимов работы. Указатель экстремума содержит преобразователи 1-i - 1 , сигнала Vj , Vj. , ..,,Xn в напряжения Ui , , ,,..jUn, выходы которых соединены с входами пре2 f напряжений в дли- образователей теяьность импульсов i:-1 ,-fej , ...,-fen Указатель содержит также блоки уставок 3,4, 5 нулевого Uo и предельно допустимых значений напряжения (имин.оп и имвм.Авп), соответствующие нулевому XQ и предельно допустимым ( Хмин.лоп и )мешс.Аоп ) значениям., сигналов i(-t , У Vn Выходы блока уставок 3, 4, Б соединены с входами преобразователей 6, 7, 8 нулевого DO и предельно допустимых (UMW.&OR иимаис.Аоп )значений напряжений в длительность импульсов-tjj ,-Ьм14ч.АРп и доп .Имеются также общее для всех преобразователей напряжений в длителг.-. ность импульсов устройство 9 синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора 10 импуль сов, и блок 11 вы бора режимов работы, входами которого являются все преобразователи напряжений в длительность импульсов, и выходы кото- роге соединены со с,хемой 12 равления, входом счетчика 13 импульсов, регистр 14 памяти. Блок выбора режимов работы выполнен в виде логических эл1ементов И 15 и ИЛИ 16 (см. фнг, 2) и переключателя 17, при чем входами логических элементов И 15 и ИЛИ 16 являются выходы преобразователей 2 - 2„ (см, фиг. 1) напряжений в длительность импульсов, а выходы лог ческих элементов И 15 и ИЛИ 16 совместно с выходами преобразователей 6, 7, 8 соединены в различной последовател ности с контактами переключателя 17, два общих контакта которого являются выходами блока выбора режимов работы. Для указания минимальной величины удаления сигнала от любой из границ допусков блок 11 выбора режимов работы снабжен блоком 18 селекции импульсов максимальной длительности, логическими элементам и И 19, 20, 21, 22; выходы которых попарно через дополнительные логические элемента ИЛИ 23, 24 подключены к входам переключателя 17. Указатель экстремума работает следующим образом. Под воздействием сигналов Х , Vj ..., Хп с выходов преобразователей 1- Ifi на входы преобразователей 2п поступают напряжения O-i. , L/j., ..., Un, пропорциональные величинам сигналов ХX , .«., Хп В первом такте с подачей первого импульса от устройства 9 синхронизации ин теграто|2з1 25 интегрируют напряжения U,Ui , ..., совместно с постоянной положительной величиной U . Во втором такте с подачей второго вм пульса синхронизации интегрируется отри- цателышя величина U . . При установлении на выходах интеграторов 25. напряжения нулевого уровня срабатывают нуль-органы 26,на выходах которых появляются сигналы, которые запоминаются триггерами 27,и через элементы 28 связи аналоговой и цифровой частей указателя поступают на входы блока 11 выбора режимов работы. Одновременно сигналы с триггера 27 п оступают в элементы 29 управления ключами интеграторов 25, запрещая подачу на входы соответствующих интеграторов 25 напряжения U и разрещая подачу напряжения UH.O. с выхода нуль-органов 26, корректируя этим самым дрейф нуль-органов 26. Следовательно, с начала второго такта по истечении времена fe-l,tj .дрп иt-MaKC.ipn.j 11ропорт1ионального напряжениям U-i , U2 ...i Un lUMwH-Aon и UMCBLCAon. на входах преобразователей 2-j -2n, 3, 4, 5 появляются сигнальг, постуиаюшие на входы блока 11 режимов. С пэявлением.сигнала на одном из выходов преобразователя , на выходе логического элемента ИЛИ 16 также появляется сигнал. С появлением сигналов на всех выходах преобразователей 2 -2л появляется сигнал на выходе логического элемента И 15. Дпителыюсть времени мйн с начала второго теиста до появления сигнала на выходе логического элемента ИПУй 16 пропорцноналыш минимальной величине сигнала Хмин , а длительность времени i Moiuj, с начала второго такта до появления сигнала на выходе логического элемента И 15 пропорциональна максимальной величине сигнала Хмакс Бл«: 18 производит сравнение длительностей i мкм мянАрп И tMefccAoe - . По результатам сравнения на один из двух выходов блока 18 подается разрешающий сигнал, поступающий на входы дополнительных логических элементов И 19 21 или 20, 22, давая разращение на прохождение к контактам переключателя 17 сигналов с преобразователя 7 в логического элемента ИЛИ 16 либо с логического элемента И 15 и преобразователя 8. Указатель экстремума может работать в одном из следующих режимов; А 1.При установке контактов переключателя 17 в положение ЗО на входы схемы 12 управления поступают сигналы от логического элемента-ИЛИ 16 и от преобразователя 6. Первый, приходящий сигнал , всегда является сигналом начала счета импульсов генератора 10 импульсов, а второй сигнал - сигналом конца счета. По сигналу от генератора 10 импульсов в схеме 12 управления определяется также знак сигнала. В итоге в счетчике 13 импульсов фиксируется минимальный сигнал Хмим. 2.При установке контактов переключателя 17 в положение 31 в счетчике фиксируется максимальный сигнал Xмсшс 3.При установке контактов переклю ателя 17 в положение 32 в счетчике 13 фиксируется размах сигнала X мене иин 4.При установке контактов переключа, теля 17 в положение 33 в счетчике 13 фиксируется значенве сигнала X мин. Лмин.доп. 5.При устано.вке контактов переключателя 17 в положение 34 ф{1ксвруется сигнал X мвкс доп . При установке контактов переключателя 17 в положение 35 фиксируется минимальная величина удаления сигнала от любой из границ допусков, т.е. либо X мин..лоп. либо Хмс1ис.Л.оп. Х.макС

В конце второго такта информация со счетчика 13 переписьгвается в регистр 14 памяти, а в следующем первом такте счетчик 13 устанавливается на нуль.

Таким образом, указатель экстремума за счет того, что он содержит блоки уставок нулевого и предельно допустимых значенкЗ напряжения, преобразователи ну левого и предельно допустимых значений напряжения в длительность импульсов, общее для всех преобразователей напряжений в длительность импульсов устройство синхронизации, блок выбора режимов работы, а также за счет предложенной схемы , соединения входов и выходоввышеперечисленных узлов, позволит расширить функциональные возможности указателя, а именно .выделять экстремумы не из одного, а из несколгзких () параллельных каналов, выделять не только максимум, но и другие типы экстремумов (минимум сигнала, размах, минимальную величину удаления сигнала от нижней или верхней, или одновременно от нижней и верхней границ допусков). Формула изобретения 1. Указатель экстремума, содержащий П преобразователей сигнала в длительность ил- пульсов, счетчик импульсов и блок управления счетчиком импульсов, от лйчаюшийся тем, что, с целью расширения функциональных в;озможностей, в него дополнительно введены п входных преобразователей сигнала в напряжение, три преобразователя сигнала в длительность импульсов, три блока уставок, блок выбора режима работы, регистр памяти и синхронизатор, причем выход каждого входного преобразователя сигнала в напря жение соединен с первым входом соответствующего п -го преобразователя сигнала в длительность импульсов, выход каждого блока уставок подсоединен к первому входу соответствующего дополнительного преобразователя сигнала в длительность импултзсов, выходы всех преобразователей сигнала в длительность импульсов соединены с соответствующими входами блока выбора режима работы, выходы которого соединены соответственно с первь:м и вто рым входами блока управления счетчиком импульсов, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импуль-

сов, а четвертый вход - к первому входу регистра памяти и первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с вторыми входами всех преобразователей сигнала в длительность импульсов,а вход синхронизатора соединен с вторым выходом генера-гора импульсов, а выход блока управления счетчиком импульсов через счетчик импульсов подключен к второму входу регистра памяти.

2. Указатель экстремума по п. 1, о тличающийся тем, что блок выбора режима работы содержит три логических элемента ИЛИ, пять логических элементов И, блок селекции импульсов максимальной длительности и переключатель, причем каждый /-ьгй вход первого логического элемента ИЛИ соединен с каждым i -ым входом первого логического элемента И, первый вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к выходу первого логического элемента И, первому и второму входам переключателя, первому входу третьего логического элемента И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого логического элемента И, а выход - с одним из входов второго логического элемента ИЛИ, второй вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к третьему входу переключателя, первому входу второго логического элемента И, третий вход - к четвертому входу переключателя а к второму входу четвертого логического .элемента И, четвертый вход - к выходу первого логического элемента ИЛИ, пятому, шестому и седьмому входам переключателя, второму входу пятого логического элемента И, первый выход блока селекции импульсов мaкcmv aльнoй длительности соединен с вторым входом второго логического элемента И, первым входом пятого логического элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, первым входом соединенного с выходом четвертого логического элемента И, а выходом - с восьмым входом переключателя, выход второго логического элемента ИЛИ соединен с девятым входом переключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 223178, кл. Н 03 К 19/О8, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № ЗО8529, кл. Н 03 К 19/20, 1974 (прототип).

01

-тт

4. I

аа

I I

7 Г kji

V . J

I I

:а

J ... щ