Цифровой измеритель экстремумов Советский патент 1981 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к системам обработки и хранения информации/ в частности экстремальных значений параметров, и может быть использовано в системах обработки и хранения экстремальных эначенй сигнала.

Известны цифровые указатели,экстремумов, содержащие реверсивный счетчик, соединенный с блоком формирования уравновешивающего напряжения, выход которого подключен ко входу нуль-органа, схемы совпадения клапаны, генератор, триггеры 1,

Недостаток таких указателей - воможность появления на выходе нульоргана ложных сигналов экстремума при движении измеряемого сигнала к своему экстремальному значению.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является цифровой указатель экстремумов, содержащий реверсивньпя счетчик 2,

Недостаток этого указателя экстремумов - ограниченные функциональные возможности, поскольку в тех случаях, когда вид первого с момента начала анализа экстремума (максимум или минимум) неизвестен, до появления в анализируемом сигнал как минимум двух экстремумом разног

вида (т.е. максимума и минимума) нельзя быть уверенным в достоверности информации с выхода триггера для .формирования сигналов появления экстремальных значений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей цифрового указателя экстремумов.

Поставленная цель достигается тем,

0 что цифровой измеритель экстремумов дополнительно содержит квантователь уровня, запоминающий регистр и блок дискриминации экстремумов, причем первый и второй выходы квантователя

5 уровня соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика и входами блока дискриминации экстремумов, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входом мар0керного разряда запоминающего регистра и его первым входом, выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими вторыми входами запоминающего регистра, установочный

5 вход квантователя уровня соединен с установочньку и входами реверсивного счетчика и блока дискриминации эк- стремумов, причем блок дискриминации экстремумов содержит три формирователя импульсов, два элемента ИЛИ,

D два двyxpaзpя ныx сдвигающих регистра, Два элемента И, и переключатель вида экстремумов, причем выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с первыми входами соответствующих сдвигающих (Регистров и соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами, сдвигающих регистров, входы первого элемента И соединены соответственно с инверснЕЛМ выходом первого и прямым В.ЫХОДОМ второго разрядов первого сдв гающего регистра, прямым входом первого и инверсным выходом второго раз рядов второго сдвигающего регистра, входы второй схемы И соединены соответственно с прямым выходом первого и инверсным выходом второго разрядов первого сдвигающего регистра, инверсным выходом первого и прямым выходом BTOpbio разрядов второзло сдвигающего регистра, выходы первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами второго эл мента ИЛИ , выход которого и выходы первого и второго элементов И соеди нены с соответствующими входами переключателя вида экстремумов, выход которого соединен со входом третьег формирователя импульсов. На чертеже представлеиа структур ная схема цифрового измерителя экст мумов„ Она содержит реверсивный счетчик квантователь 2 уровня, запоминающий регистр 3 и блок 4 дискриминация экстремумов, содержащий первьй, вто рой, к третий формирователи 5,6 и 7 импульсов, первый и второй двухвходовые элементы ИЛИ 8 и 9, пе/.рвьй и второй двухразряднье сдвигающие регйстры 10 и 11, первый и второй четырехвходовые элементы И 12 и 13 и переключатель 14 вида регистрируемы экстремумов, входы реверсивного- сче чика 1 соединены с соответствующими выходами квантователя 2 уровня и соответствующими входами блока 4 ди криминации экстремумов, установочньвход которого соединен с установочными входами квантователя 2 уровня реверсивного счетчика ,1. Выходы реверсивного счетчика 1 соединены с соответствующими входами запоминающего регистра 3, вход маркерного ра ряда и первый вход которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 4 дискриминации экстремумов. Блок 4 дискриминации экстремумов содержит первый, второй и третий формирователи 5, 6 и 7 коротких импульсов по переднему фронт входного импульса первый и второй Jвyxвxoдoвыe элементы ИЛИ 8 и 9, пе йый и второй двухразрядные сдвигающие регистры 10 и- 11, первый и втор четыре хвходовые элементы И 12 и 13 ереключатель 14 вида экстремумов. ыходы первого и второго формирова-г елей 5 и 6 импульсов соединены сответственно со входами ввода инфорации в последовательном коде первоо и второго сдвигающих регистров 10 и 11 и соответствующими входами ервого элемента ИЛИ 8, выход которой соединен со входами тактовых родвигающих импульсов первого и второго сдвигающего регистров 10 и 11.Установочные R - входы всех разрядов обоих сдвигающих регистров 10 и 11 соединены друг с другом. Входы первого элемента И 12 соединены соответственно с инверсным выходом первого и прямым выходом второго разрядов сдвигающего регистра 10, прямым выходом первого и ,инверсным выходом второго разрядов сдвигающего регистра 11. Входы элемента И 13 соединены соответственно с прямым выходом первого и инверснь1м выходом второго разрядов сдвигающего регистра 12,инверснь м выходом первого и прямым вьтходом второго разрядов сдвигающего регистра 13, Выходы элементов И 12 и 13 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 9, выход которого и внходы элементов И 12 и 13 соединены с соответствующими входами переключателя 14 вида экстремумов, вьжод которого соединен со входом формиройателя 7 импульсов. Устройство-работает следующим образом. В начальный момент времени по импульсу Начальная установка , поступающему на установочные входы квантователя 2 уровня, реверсивного счетчика 1 и блока 4 дискриминации экстремумов, производится установка исходного уровня квантования U (tf.) в квантователе 2 уровня и реверсивного счетчика 1 в состояние, соответствующее исходному уровню квантователя, сдвигающих регистров 10 и 11 блока 4 дискриминации экстремумов в состояние 0-0. По достижении анализируемым напряжением U (t) напряжения, соответствующего и (t,j) на выходах квантователя 2 уровня появляются импульсысППри увеличении анализируемого напряжения на шаг квантования б- по сравнению с предыдущим уровнем квантования - на перйом. выходе и импульсы, tf - при уменьшении анализируемого напряжения на шаг квантования f по сравнению с предыд щим уровнем. Импульсы « с первого Выхода квантования 2 уровня поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 1, а импульсы со второго выхода квантователя 2 уровня - на вычитающий вход реверсивного счетчика 1, Таким образом, в реверсивном счетчике 1 в течение всего времени анализа оказывается записанным в соответствующем коде значение анали ,зируемого напряжения, Импульсы и поступают также на входы блока 4 дискриминации экстремумов, который при обнаружении последовательности импульсов формирует на втором выходе по переднему фронту импульса (ft короткий импульс, длительностью меньшей длительности импульса f1, поступающий на первый вход запоминающего регистра 3. По этому импуль су в запоминающий регистр 3 записывается информация с выходов реверсивного .счетчика 1, причем поскольк реверсивный счетчик 1 срабатывает по заднему фронту импульсов eft и f Ф в запоминающий регистр 3 переписывается значение экстремума(в данном Случае минимума, критерием которого является последоватальность f - (f ) которое сохраняется в реверсивном счетчике 1 до окончания импульсаc t При этом на первом выходе блока 4 Дискриминации экстремумов сохраняет ся состояние что указывает на то, что обнаружен один из минимумов анализируемого напряжения, При обнаружении же последовательнос ти cf - cfф ,. являющейся, критерием появления в анализируемом напряжени одного из максимумов, по переднему фронту импульса блок 4 дискриминации экстремумов также формирует на ВТОРОМ выходе короткий импульс длительйостью меньшей длительности импульса f| , по которому в запомина ющий регистр 3 записьтается информа ция с выходов реверси вного счетчика 1, а в маркерный разряд запоминающе го регистра 3 записывается логическая Ч, с первого выхода блока 4 дискриминации экстремумов, наличие которой в маркерном разряде запоминающего регистра 3 указывает нато, что хранящееся в нем значение прина лежит, максимуму, а отсутствие -- минимуму. Экстремальное значение анализируемого напряжения и признак ви да обнаруженного 3KCTpeMyrvia (которым служит состояние маркерного раз ряда) хранятся в запомина-ощем регистре 3 до появления в анализируемом напряжении следующего экстремума. Блок 4 дискриминации экстремумов работает следующим образом. Первый и второй формирователи 5 и 6 импульсов по переднем фронту .импульсов соответственно сМ формируют короткие импульсы и 5Ч длительность которых меньще длитель ности импульсов и (f-, , На вход тактовых продвигающих импульсов пер вого и второго сдвигающих регистров 10 и 11 с выхода схемы ИЛИ 8 поступают как импульсы rfM так и импульсы (- , н.а вход ввода информации в последовательном коде сдвигающего регистра 10 поступают только импульсы Ф , а на вход сдвигающего регистра 11 поступают только импульсы . Поэтому последовательности импульсов cf. , являющейся критерием обнаружения одного из максимумов анализируемого напряжения, соответствует состоя ние первого сдвигающего регистра 10 0-1 и состояние второго сдвигающего регистра 11 1-0. Совместно наличие этих состояний выделяется элементом и 12, на выходе которого при совместном появлении указанных состояний появляется логическая Ч, поступающая на первый выход блока 4 дискриминации экстремумов и далее на вход маркерного разряда запоминающего регистра 3 и испольЗующаяся в качестве указателя вида обнаруженного экстремума. Последовательности же импульсов -eft являющейся критерием обнаружения одного из минимумов анализируемого напряжения , соответствует состояние первого сдвигающего регистра 10 1-0 и состояние второго сдвигающего регистра 11 0-1. При совместном появлении обоих этих состояний лопоявляется на выходе гическая Логические Ч с элемента вы содов первого и второго элементов четырех входных и 12 и 13 поступают на входы второго элемента ИЛИ 9,,и на первый, и третий входы пе реключателя 14, имеющего три положения Мах - Extr - Min; на второй вход которого поступают через элементы ИЛИ 9 логические Ч как с выхода первого четырехвходового элемента И 12, так и с выхода второго четырехвходового элемента И 13. В зависимости от положения переключателя 14 вида экстремумов, блок 4 дискриминации экстремумов выдает импульсы Для запоминания либо только максимумов, либо только минимумов, либо и мaкcкмy ioв и минимумов. Э.ти импульсы формируются при .появлении на входе третьего формирователя коротких импульсов по переднему фронту входного импульса7 логической i с выхода переключателя 14 родаработы, причем их длительность меньше разности длит ел остей импульсов cf-t d и импульсов . При появлении на первом входе запоминающего регистра 3 импульсов запоминания.с выхода блока 4 дискриминации экстремумов в нем запоминаются величина и признак вида обнаруженного экстремума. Состояние запоминающего регистра 3 сохраняется неизменньм до обнаружения следующего экстремума вида, определяемого положением переключателя 14 вида регистрируемых экстремумов. Введение в устройство квантователя ровня,-запоминающего регистра и блоа дискриминации экстремумов позволят измерять как первый, так и послеующие экстремумы анализируемого напряжения и в том случае, когда вид пер вого с момента начала анализа экстремума (максимум или минимум) неизвесте Формула изобретения 1. Цифровой измеритель экстремумов содержащий реверсивный счетчик, отличающийся- тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в него введены квантователь уровня, запоминающий регистр и блок дискриминации экстремумов, причем первый и второй выходы квантователя уровня соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика и входами блока дискриминации экстремумов, первый и второй входы которого соединены соответственно со входом маркерного разряда .запоминающего регистра и его первым входом, выходы реверсивного счетчика соединены с соответств тощими вторыми входами запоминающего регистра, установочный вход квантователя уровня соединен с установочными входами реверсивного счетчика и блока дискриминации экстремумов. 2. Измеритель по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что блок дискри минации экстремумов содержит три фор . мирователя импульсов, два элемента ИЛИ, два сдвигающих регистра, два элемента И и переключатель вида экстремумов, причем выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с первыми входами соответствующих сдвигающих регистров и соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами сдвигающих регистров, вхЬды первого элемента И соединены соответственно с инверсным выходом первого и прямым выходе второго разрядов первого сдвигающего регистра, прямым выходом первого и инверсным выходом второго разрядов второго сдвигающего регистра, входы второго элемента И соединены соответственно с прямым выходом первого и инверсным выходом второго разрядов первого сдвигающего регистра, инверсным выходом первого и прямым выходом второго разрядов второго сдвигающего регистра, выходы первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого и выходы первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами переключателя вида экстремумов, выход которого соединен со входом третьего формирователя импульсов. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 225966, кл. G Q5 В 13/02, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 362218, кл. G 05 В 13/02, 1972 (прототип) .