Устройство для определения экстремумов Советский патент 1981 года по МПК G06G7/12 G01R19/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ

Изобретение относится к вычислительной технике. Известно устройство, содержащее аналоговый запоминающий элемент с ключом записи, управляемый генератором строб-сигналов, и компаратор, осуществляющий сравнение текущего входного сигнала с выходным сигналом запоминающего элемента. При перемене знака разности измеряется величина входного сигнала 1. Недостатком этого устройства является его чувствительность к входным щумам, приводящая к ложным срабатываниям компаратора и, вследствие этого, к фиксации ложных экстремумов. Наиболее близким по технической сущноо ти является устройство для определения экстремумов, содержащее запоминающий элемент с ключами записи и считывания, управляемыми генератором импульсов через распределитель импульсов, компаратор, сраВ нивающий входной сигнал с запомненным, и цифровой вольметр, подключенный к запоминающему элементу и запускаемый при срабатывании компаратора 2. Недостаток этого устройства - фиксация ложных экстремумов при наличии импульсов помех на входе. Целью изобретения является повыщение точности за счет устранения влияния и.мпульсных помех. Цель достигается тем, что устройство для определения экстремумов, содержащее запоминающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с 1,ииной нулевого потенциала, а другая через первый ключ связана с входом устройства, подключенными к первому входу компаратора и через последовательно соединенные развязывающий элемент и второй ключ - с вторым входом компаратора, генератор импульсов, к выходу которого подключен распределитель импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, а второй выход- с управляющим входом второго ключа, и цифровой вольтметр, информационный вход которого соединен с выходом развязывающего элемента, дополнительно содержи.т D-триггер, две подключенные к его выходам линии задержки, инвертор, два элемента ИНЕ, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ и формирователь стробирующих импульсов, вход которого соединен с вторым выходом распределителя импульсов, а выходс тактовым входом D-триггера и с входом инвертора, выход которого соединен с первыми входами элементов И-НЕ, выходы которых подключены соответственно к S- и Rустановочным входам D-триггера, информационный вход к- торого соединен с выходом компаратора, выход каждой из линий задержки подключен к второму входу соответствующего элемента И-НЕ и к входу соответствующего формирователя импульсов, выходы формирователей импульсов подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с запускающим входом цифрового вольтметра, а также тем, что линия задержки содержит два последовательно соединенных элементов И-НЕ, между первым и вторым входами каждого из которых включен диод, а между вторым входом и щиной нулевого потенциала - конденсатор, первый вход первого элемента И-НЕ являетея входом линии задержки, а Еыход второго элемента И-НЕ - выходом задержки. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов, ключ 3, запо.минающий конденсатор 4, развязывающий элемент 5, ключ 6, компаратор 7, формирователь 8 стробирующих импульсов, инвертор 9, D-триггер 10, элементы Й-НЕ 11 -12, линии 13-14 задержки, формирователи 5- 16 импульсов, элемент ИЛИ 17, цифровой вольтметр 18. Линии 13 и 14 задержки содержат диоды 19, 20 конденсаторы 21-22, элементы И-НЕ 23-24. Устройство работает по принципу фиксации изменения знака разности между стробируемым текущим и зафиксированным предыдущим значениям сигнала. В первом такте через ключ 3 заряжается запоминаюи ий конденсатор 4. Во втором такте производится сравнение компаратором 7 текущего значения входного напряжения U (t ) и напряжения, поступающего с выхода элемента 5 через ключ 6. Временный интервал стробирующего импульса вырабатывается с учетом исключения коммутационных помех. D-триггер 10 при наличии стробирующего импульса, поступающего с выхода формирователя 8, срабатывает в том случае, если при этом состояние компаратора 7 из.меняется с «0 на«:1 или наоборот, т.е. фиксируется появление максимума или минимума. Если компаратор 7 в течение стробируемого интервала времени срабатывает несколько раз, что может быть обусловлено воздействием высокочастотных или импульсных помех, то это устраняется выбором параметров линий 13 и 14 задержки (конденсаторов 21, 22 входных диодно-емкостных цепей). Ири этом выборе необходимо обеспечить выполнение условия ..n, где илаг.п,- длительность импульса на выходе однотактного D-триггера 10 при воздействии помехи, f-длительность устанавливаемой задержки. При воздействии помехи в конце строби эуемого интервала (что может привести к ложному срабатыванию D-триггера 10) по окончании стробирующего импульса элементы 11 или 12 возвращают триггер 10 обратно. Этим предотвращается появление на выходе устройства ложных экстремумов. Формирователи 15 и 16 импульсов вырабатывают импульсы по параметрам, удовлетворяющим условиям запуска цифрового вольтметра 18. Экстремальные значения сигнала поступают с выхода элемента 5. Технико-экономический эффект от использования изобретения обусловлен повышением качества обработки исследуемых процессов при одновременном снижении аппаратурных затрат. Формула изобретения 1. Устройство для определения экстремумов, содержащее запоминающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с щиной нулевого потенциала, а другая через первый ключ связана с входо.м устройства, подключенным к первому входу компаратора, и через последовательно соединенные развязывающий элемент и второй ключ - с вторым входом компаратора, генератор импульсов, к выходу которого подключен распределитель импульсов, первый выход которого соеди 1ен с управляющи.м входом первого ключа, а второй выход - с управляющим входом второго ключа, и цифровой вольтметр, информационный вход которого соединен с выходом развязывающего элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет устранения влияния импульсных помех, устройство дополнительно содержит D-триггер, две подключенные к его выходам линии задержки, инвертор, два элемента И-НЕ, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ и фор.мирователь стробирующих импульсов, вход которого соединен с вторым выходом распределителя импульсов, а выход - с тактовым входом D-триггера и с входом инвертора. выход которого соединен с первыми входами элементов И-НЕ, выходы которых подключены соответственно к S- и R- установочным входам D-триггера, информационный вход которого соединен с выходом компаратора, выход каждой из линий задержки подключен к второму входу соответствующего элемента И-НЕ и к входу со ответствую пае го формирователя импульсов, выходы формирователя импульсов подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с запускающим входом цифрового вольтметра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся те.м, что линия задержки содержит два последовательно соединенных элемента И-НЕ, между первым и вторым входами каждого из которых включен диод, а между вторым входом и шиной нулевого потенциала - конденсатор, первый вход первого элемента И-НЕ является входом линии задержки, а выход второго элемента И-НЕ - выходом линии задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл.

2. Иванов Б. Р. Исследование и разработка структур определителей экстремума для информационно-измерительных систем. Диссертация. К., КПИ, 1974, с. 58-59 (прототип) .