Устройство для определения моментов появления экстремума Советский патент 1982 года по МПК H03K5/153 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ПОЯВЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМА

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бып использовано при разработке ииформациошю-измерительных систем.

Известно устройство для определения моментов появления экстремумов, содержаиюе два элемента бовюаашя, блос сравнения, реверснвный счетчик, цвфро аналог ый преобразователь, триггер {1.

Указанное устрсяство имеет недостаточную точность определешш моменте появления экстремумов.

Известно также устройство для определения моментов появления ясстремумов, содержащее два блока сравнения, два элемента И, реверсивный , цифро-аналоговый преобразователь, триггер (2}.

Недостатком данного устройства является его ограниченные функциональные возможности, обусловленные необходимостью начальных условий для работоспособности устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения моментов появления экстремума, содержащее два элемента совпадения, первые входы которых подклю еиы к выходам триггера, реверсивным счетчик, выходы которого подключены ко входам цифро-аналогового преобразователя, два блока сравнения, первые входы которых подключены к входной шине, втортле входы - к выходам цифро-аналогового преобразователя,

to а выход первого блока сравнения соединен с реверошным входом реверсивного счетчика, с первым входом триггера и со вторым входом пе{жого элемента совпадения, :введены генератор импульсов, элемент ИЛИ, дополниISтельш п1 триггер и дополнительный элемент совпадения, пртпем между выходом второго блока сравнения и прямым входом реверсивного счетчика включены последсшательно д толнительный триггер, генератор импульсов и

30 элемент ИЛИ, а между выходом второго бло к| сравнения и вторым входом второго элемента совпадения вклюадн дополнительный элемент совпадения, второй вход которого

подключен ко вшрому выхилу uuiiuiiHHfejib ного триггера, а выход соелинен со вторыми входами элемента ИЛИ и триггера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для определения моментов появления экстремума.

Устройство содержит блоки 1 и 2 сравнения, элементы 3 и 4 совпадения, триггер 5, реверсивный счетчик 6, цифро-аналоговый преобразователь 7, дополнительный триггер 8, дополнительный элемент 9 совпадения, гене ратор 10 импульсов и элемент 11 ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал может как увеличиваться так и уменьшаться. Мы рассмотрим один из этих. случаев, так как работа устройства в обоих случаях аналогична.

Входной сигнал поступает на первые входы блоков 1 и 2 сравнения, уровни срабатывания которых отличаются на один уровень квантования. В начальном состоянии триггер 8 находится в единичном состоянии и запускает генератор 10 импульсов. Импульсы через элемент 11 ИЛИ поступают на прямой вход реверсивного счетчика 6, что приводит к возрастанию уровней срабатьшания блоков 1 и 2 сравнения до тех пор, пока уровень срабатывания блока 2 сравнения достигает уровня входного сигнала.

Время, за которое уровень срабатьшания блока 2 сравнения достигнет уровня входного сигнала to, выражается следующим образом

ufto) + ли

to

fAU где и (to) - уровень, которого достигает

входной сигнал за время toi f - частота импульсов генератора

10 импульсов; ли - уровень квантования.

Как видно из пр1гведенного выражения, to, чем больще fo и меньше U(to).

При достижении уровня срабатывания блока 2 сравнения уровня входного сигнала, бло 2 сравнения срабатьшает и на выходе выдает , который, опрокидывая триггер 8, останавливает генератор 10 импульсов и открьгоает элемент 9 совпадения, В этот момент входной сигнал оказывается между уровнями срабатьшания блоков 1 и 2 сравнения.

Если при увеличении входной сигнал достигает уровня срабатьшания блока 2 сравнения, он срабатывает и выдает импульс, ко-: торый пройдя через элемент 9 совпадения и элемент И ИЛИ, устанавливает триггер 5 в единичное состояния и увеличивает на едкийцу число в реверсивном счетчике 6, что в свою очередь приводит к увеличению на один Уровень выходного напряжения цифро-аналогового прооЬразователя 7, а с;гедовательно, и уровней срабатывания обоих блоков и 2 сравнения. При дальнейшем увеличении входного сигнала, работа устройства повторяется, пр чем триггер 5 своего состояния не изменяет до- достижения входным сигналом максимального значения. После достижения максимального значения входной сигнал начинает умен:ьшаться, и теперь уже срабатывает блок 1 сравнения, импульс с выхода которого, кроме того, что уменьшает на единицу число в реверсивном счетчике 6, а следовательно, и уровни срабатьтания блоков 1 и 2 сравнения проходит через элемент 3 совпадения на выход, свидетельствуя о достижении входным сигналом максимума. Этот же импульс устанавливает в нулевое состояние триггер 5, KQ торый закрьшает элемент 3 совпадения для прохождения следующих импульсов с выхода блока сравнения при дальнейшем уменьшении входного сигнала.

При прохождении входным сигналом значения минимума вся работа устройства происходит аналогично описанному, с той лишь разницей, что теперь импульс появляется на выходе элемента 4 совпадения, а триггер 5 опрокидьтается в единичное состояние.

Появление импульсов на выходах элементов 4 и 3 совпадения свидетельствует о моментах появления экстремальных значений входного сигнала (минимума и максимума, соответственно).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять моменты появления экстремума любой функции, адаптивно изменяя пороговые уровни блоков сравнения, исключая этим необходимость конкретных начальных условий. При этом резко расширяются функциональные возможности устройства с сохранением высокой точности фиксации.

Формула изобретения

Устройство для определения моментов появлею1я экстремума, содержащее два элемента совпадения, первые входы которых подключены к выходам триггера, реверсивный счетчик, выходы которого пода:лю(чень ко входам цифро-аналогового преобразователя, два блока сравнения, первые входы которых подключены к входной шине, вторые входы к выходам цифро-аналогового преобразователя а выход первого блока сравнения соединен с реверсивным входом реверсивного счетчика, с первым йходом триггера и со вторым входом первого элемента совпадения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены генератор импульсов, элемент ИЛИ, дополнительный триггер и дополнительный элемент совпадения, причем между выходом вто рого блока сравнения и прямым входом реверсивного счетчика включены последовательно дополнительный триггер, генератор импульicoB и элемент ИЛИ, а между выходом второго блока сравнения и вторым входом второго элемента совпадения включен дополнительный элемент совпадения, второй вход которого подключен ко второму выходу дополнительного триггера, а выход -соединен со вто рыми входами элемента ИЛИ и триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР N 669480, кл. Н 03 К 5/153, 1977 (прототип).