Устройство для определенияэКСТРЕМуМА фуНКций Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения экстремальных значений функций при анализе случайных процессов.

Известно устройство для определения максимума, содержащее блок сравнения, генератор пилообразного напряжения, триггер, генератор импульсов, делители частоты, управляемые ключи и счетчик fl.

Недостатком устройства является то, что оно определяет только один экстремум исследуемой функции.

Наиболее близким к изобретению является устройство для обнаружения и измерения максимума сигнала, содержащее счетчик, триггер и последовательно включенные генератор импульсов, устройство совпадения, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, на другой вход которого подается напряжение исследуемой функции Г2

Недостатком устройства является то, что оно определяет только один экстремум и не определяет последующие минимумы (максимумы) исследуемой

функции.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения экстремума функций, содержащее счетчик, триггер и последовательно соединенные генератор импульсов,

o устройство совпадения, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, другой вход которого подключен к входу устройства введены два ключа, два инвертора,

5 элемент ИЛИ, причем выход компаратора соединен CQ входом первого ключа и ерез первый инвертор - со входом втёрого ключа, выходыключей соединены со входами элемента ИЛИ,, выход

0 которого соединен с шиной Сброс счетчика и через второй инвертор с другим входом устройства совпгщения, выход переполнения счетчика соединен со входом триггера, прямой и

5 инверсный выходы которого соединены, соответственно с шиной сложения реверсивного счетчика, с управляющим входом перового- ключа и с шиной вычитания реверсивного счетчика, с управляющим входом второго ключа, а счетчика соединен с выходом генератора импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема предл агаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройсз во содержит генератор 1 импульсов, которыйчерез устройство 2 совпадения соединен с реверсивным счетчиком 3, выходы которого через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4 присоединены к одному из вх дов компаратора 5, на другой вход которого подается напряжение, пропорциональное исследуемой функции. Выход компаратора 5 присоединен к ключу 6 и через инвертор 7 к ключу 8, а выходы первого и второго ключе 6 и 8 объединены элементом ИЛИ 9 и присоединены к шине Сброс счетчика 1Q и через инвертор 11 к устройс 2 совпадения. Выход счетчика 10 при соединен к триггеру 12, прямой выхоД которого соединен с управляющим входом второго клюма 8 и с шиной вы читания реверсивного счетчика 2, а инверсный выход триггера 12 присо динен к управляющему входу первого ключа б и к шине сложения реверсивного счетчика 3. Вход счетчика 10 соединен с выходом генератора 1 импульсов. Устройство работает следующим об разом. В исходном состоянии счетчики 3 и.10 находятся в нулевом положении Триггер 12 открывает ключ 6 и шину сложения реверсивного счетчика 3, при этом нулевой потенциал с компаратора 5 проходит на шину Сброс счетчика 10. По команде Пуск снимается запрет с шины установки нуля реверсивного счетчика 3, на вход которого через устройство 2 совпадения начинают поступать счетные импульсы от генератора 1. Счетный импульс от ге нератора 1, поступивший на реверсив ный счетчик 3, вызовет появление скачка напряжения на выходе ЦАП 4, превышающегр значение напряжения исследуемой функции на другом входе компаратора 5. При этом компаратор 5 изменит свое состояние на обратное, через ключ б на шину Сброс счетчика 10 поступит разрешающий j| потенциал, а на устройство 2 совпадения с инвертора 11 поступит запре щающий потенциал. Реверсивный счетчик 3 закроется, а счетчик 10 откроется. Напряжение на выходе ЦАП 4 не изменится (пологая часть ступень ки) . По мере увеличения напряжения пропорционального исследуемой функции в момент времени Ц (при равенс ве исследуемого напряжения и напряжения на выходе ЦАП 4), компаратор 5 снова изменит свое состояние и нулевой потенциал с его выхода через ключ б установит в нулевое состояние счетчик 10. Таким образом, ЦАП 4 до момента времени t отслеживает напряжение, пропорциональное возрастанию исследуемой функции. Начиная с момента времени tj, значение исследуемой функции (напряжения) уменьшается. Однако компаратор 5 продолжает оставаться в состоянии, обратном исходному. Счетчик 3 закрыт, а счетчик 10 открыт, его цифровая емкость определяет время At контроля состояния компаратора 5. Если за время Д t значение исследуемого напряжения не превысит напряжение на выходе ЦАП 4, то функция (исследуемое напряжение) уменьшается, а записанное в реверсивном счетчике 3 число выражает значение первого экстремума в аналоговом виде. Потенциал 1 на инверсном выходе триггера 12 указывает на положительный нак экстремума. Сигналом съема информации о наличии экстремума является сигнал переполнения (в момент времени 13) со счетчика 10 - сигнал Перепись, с появлением которого триггер 12 перебросит свое состояние на обратное. Реверсивный счетчик 3 находится в режиме вычитания, при этом напряжение с выхода ЦАП 4 повторяет уменьшающееся значение напряжения, пропорционального исследуемой функции. в момент времени t компаратор 5 будет находиться в таком состоянии, когда потенциал 1 с инвертора 7 через ключ 8 и элемент ИЛИ 9 будет поддерживать открытое состояние счетчика 10. и закрытое состояние реверсивного счетчика 3. В момент времени ty поступит сигнал Перепись, и на выход устройства поступит информация о значении и знаке второго экстремума (минимума) исследуемой функции. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в цифровом и аналоговом виде запоминать экстремумы (минимумы и максимумы) исследуемой функции и осуществлять подсчет числа экстремумов. Формула изобретения Устройство для определения экст- . ремума функций, содержащее счетчик, триггер и последовательно соединенные генератор импульсов, устрсЛ1ство совпадения, реверсивный.счетчик, цифроаналоговый преобразователь и компарато1э, другой вход которого подключен к входу устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два ключа, два инвертора, элемент ИЛИ, причем выход компаратора соединен со входом

первого ключа и через первый инвертор - со входом второго ключа, выходы ключей соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с шиной Сброс счетчика и через второй инвертор - с другим входом устройства совпадения, выход переполнения счетчика соединен со входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены, соответственно с шиной сложенич реверсивного счет ix aHCUiot(nac

fxOHO

.

t

tj

чика с управляющим входом первого ключа и с шиной вычитания реверсивного счетчика, с управляющим входом второго ключа, а вход счетчика соеднен с выходом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 482688, кл. G 01 R 19/04, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 481849, кл. G 01 R 19/04, ./д. )a

(Риг.1 -аналог

I I f OHOMt II I

ft i5

ti