Устройство для определения времении ВЕличиНы МАКСиМуМА АНАлОгОВОгОСигНАлА Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике.

Известно устройство содержащее схему сравнения, регистр максимальных значений и аналого-цифровой преобразователь, осуществляющие сравнение поступающего на вход значения с хранящимся в регистре. превышении последнего происходит запоминание нового максимального значения l.

Недостаток данного устройства - ограниченные функциональные возможности обусловленные отсутствием фиксации времени наступления максимума.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения времени и величины максимума аналогового сигнала, содержащее регистры, триггеры, счётчик, блок управления, ключи, логические элементы И. В ДЕННОМ устройстве по изменению знака разности между двумя значениями входного сигнала запомненного ранее и поступающего на вход, определяется время и величина нового максимума 2

Недостаток заключается в том, что в случае сигналов с плоской вершиной устройство не обеспечивает правиль ного определения момента экстремума.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач при исследовании импульсов с плоской вершиной.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения времени и величины максимума аналогового сигнала, содержащее подключенный к входу аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого соеди0нен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу регистра максимального значения, счетчик времени, распределитель импульсов, первый регистр времени мак5симума, триггеры и ключи, содержит второй регистр времени максимума, блок сравнения, второй и третий элементы И, при этом выходы аналогоцифрового преобразователя и регистра

0 максимального значения подключены к соответствующим входам блока сравнения, первый выход распределителя импульсов соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразовате5ля и с. нулевым входом первого триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом, первого элемента И, первый.выход блока сравнения через первый ключ связан с нуле0выми входами второго, третьего и четвертого триггеров, с управляющими входами первого и второго регистров времени смаксимума и с единичным входом первого триггера, второй выход блока сравнения через второй ключ связан с единичными входами второго и четвертого триггеров и с первым входом второго элемента И, третий выход блока сравнения через третий ключ связан с первым входом третьего элемента И и с единичным входом третьего триггера, второй выход распределителя импульсов подключен к управляющим входам первого, второго и третьего ключей; а третий выход - к третьему входу первого элемента И, нулевой выход второго триггера соединен с вторым входом третьего элемента и, выход счетчика времени соединен с третьими входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом первого регистра времени максимума, второй вход которого через четвертый ключ связан с выходом третьего элемента И, управляющий вход четвертого ключа соединен с нулевым выходом четвертого триггера, вход второго регистра времени максимума соединен с выходом третьего элемента И, управляющие входы распределителя импульсо и счетчика времени подключены к шине сброс.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2, 3 и 4 - график входных функций.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 сравнения, элемент И 3, регистр 4 максимального значения, ключ 5, триггеры .6-9, регистры 10 и 11 времени максимума, ключ 12, элемент И 13, ключ 14, элемент И 15, счетчик 1G времени ключ 17, распределитель 18. импульсов

Устройство работает следующим образом.

По сигналу сброс (не показано) распределитель 18, счетчик 16,триггеры 6-9, регистр 4 устанавливаются в исходное положение. После запуска распределитель 18 выдает серию импульсов р,p,pj,сдвинутых относительно друг друга. Импульс р. переводит триггер 9 в нулевое состояние(на единичном плече - 0) и запускает АЦП 1 на измерение. Измеренное число поступает в блок 2 и сравнивается с содержимым регистра 4. Блок 2 сравнения, осуществляющий поразрядное сравнение двух чисел, поступающих на его входы, может вьщать три сигнала, соответствующие трем возможным случаям: первое число меньше второго, числа равны, первое число больше второго. При анализе кривой левее максимума (или времени наступления плоской вершины) амплитуды последующих измерений (в) больше предыдущих (А). Поэтому на первом выходе (А.В) блока 2 появляется логическая 1, а на остальных двух выходах - О. Логическая единица на первом выходе блока S разрешает прохождение импульса p,j через ключ 5, который подтверждает нулевые состояния триггеров 6-8, переводит триггер 9 в состояние 1 и стирает содержимое регистров 10 и 11. Импульс PJ разрешает записать измеренное число в регистр 4. Процесс протекает аналогично до момента поступления максимума (или времени наступления плоской вершины).

В момент tmoi- наступления, максимума (или времени наступления плоской вершины Т,-г,уНа втором выходе блока 2 (А-В) появится 1, на остальных выходах О. Импульс р.2. проходит через ключ 12 и разрешает прохождение через элемент И 13 числа, записанного в счетчике 16 времени, в регистр 10. Задний фронт импульса р переводит триггеры 6 и 8 в состояние - 1 (на нулевом полюсе - О) и тем самым запрещает прохождение сигнала через элемент 13 и ключ 17 и измерение содержимого регистра 10, в котором будет записано время ) Импульсом р триггер 9 переводится в состояние О, запрещая прохождение сигнала через элемент И, при этом в регистре 4 будет записано максимальное значение сигнала .

После перехода через максимум или после окончания плоской вершины C.y j-iyB блок 2 записывается число, меньшее fyriay- третьем выходе блока 2 (А В) появляется - 1. Импульс р, пройдя ключ 14, разрешает переписать содержимое счетчика 16 времени в регистр 11, в котором будет записано времяС. Задний фронт импульса р переводит триггер 7 в состояние 1, тем самым запрещая изменение содержимого регистра 11.

Если исследуемый аналоговый сигнал имеет острый пик, то сигнал может не появиться. По прохождении момента времени tlxxst t на третьем выходе блока 2 появляется 1. Импульс р,, пройдя элементы 15, разрешает переписать содержимое счетчика 16 времени в регистры 10 и 11 (ключ 17 открыт, так как триггер В остался в нулевом состоянии).

Таким образом, определение xifyiex и С у, начала и конца плоской вершины обеспечивает увеличение точности определения максимума исследуемого процесса.

О Технико-экономический эффект от использования изобретения обусловлен возможностью исследования более широкого класса сигналов с высокой точностью при малых дополнительных за5 тратгис оборудования. Формула изобретения Устройство для определения времени н величины максимума аналогового сиг нала, содержащее подключенный к вход аналого-цифровой преобразователь,.вы ход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу регистра максимального значения, счетчик времени распределитель импульсов, первый регистр времени максимума, триггеры и ключи, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач при исследовании импульсов с плоской вершиной, устройство содержит второй регистр времени максимума, блок сравнения, второй и третий элементы И, при этом выходы аналого-цифрового преобразователя и регистра максимального значения подключены к соответствующим входам бло ка сравнения, первый выход распредел теля импульсов соединен с управляющи входом аналого-цифрового преобразова теля и с нулевым входом первого триг гера, единичный выход которого соединен с вторым входом первого элемен та И, первый выход блока сравнения через первый ключ связан с нулевыми входами второго, третьего и четвертого триггеров с управляющими входами первого и второго регистров времени максимума и с единичным входом первого триггера, второй выход блока сравнения через второй ключ связан С единичными входами второго и четвертого триггеров и с первым входом второго элемента и, третий выход блока сравнения через третий ключ связан с первым входом третьего элемента И и с едини чным входом третьего триггера, второй вТоходраспределителя импульсов подключен к управляющим входам первого, второго и третьего ключей, а третий выход - к третьему входу первого элемента И,нулевой выход второго триггера соединен со вторым входом третьего элемента И, выход счетчика времени соединен с третьими входами второго и-третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом первого регистра времени максимума, второй вход которого через четвертый ключ связан с выходом третьего элемента И, управляющий вход четвертого ключа соединен с нулевым выходом четвертого триггера, вход второго регистра времени максимума соединен с выходом третьего элемента И, управляющие входы распределителя импульсов и счетчика времени подключены к шине сброс. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Нетребенко К.А. Компенсационные схемы амплитудных вольтметров и указатель 3KCTpeN yMOB. М., Энергия, 1967, с. 54-55. 2.Авторское свидетельство СССР № 236855, кл. G 06 F 07/02, 1967 (прототип).