Устройство для определения моментов экстремума Советский патент 1982 года по МПК G01R19/04 G06G7/02 

. I . : Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных электрических сигма лов. Известно устройство для определения моментов экстремума, осноеаннйе на сравнении двух последовательн«х исследуемого сигнала, содёр жащее аналоговый запоминающий блок, компаратор, генератор импульсов, рас пределитель импульсов, выходы Kotopo го связаны с управляющими входами г записи и считывания аналогового запо минающего блока 1. Недостатками известного устройства являются невысокая точность, обусловленная многоступенчатым (четырехтактным режимом работы), и ограниченный частотный и динамический диапазон. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения моментов экст ремума, содержащее аналоговый запоминающий блок,, генератор импульсов, распределитель ммпульсоа, компаратор, фopмиpQвatertь строб-импульса, D-триггер, линий задержки, узел обратной связи и блок индикации 2. Недостатком является также ограниченный частотный диапазон и малая помехоустойчивость, связанная с тем, что при малом периоде дискретизации и соответственно высокой чувствительности компаратора возрастает мешающее действие шумов,содержащихся в исследуемом сигнале. Цель изобретения - расширение час тотного диапазона, повьаиение точности и помехоустойчивости. Цель достигается тем, что устройство для определения моментов экстремума, содержащее генератор прямоугольных импульсов, двухтактный распределитель импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами аналогового запоминающего блока, вход ;и выход которого соеди-. нены с соответствующими входами компаратора, формирователь строб-импуль са, подключенный к инверсному выходу двухтактного распределителя импульсов, и блок индикации, дополнительно содержит суммирующий элемент, делитель частоты, селектор, формирователь импульсов сброса и инвертор, подключенный к выходу компаратора, выход генератора прямоугольных импул сов соединен с первым входом суммиоугощего элемента и с входом делителя частоты, второй вход которого являет ся входом устройства, а выход соединен с входом аналогового запоминающе го блока, выход делителя частоты под ключен к входу.двухтактного распределителя импульсов и к первому входу формирователя импульсов .сброса, 1зто рой вход которого соединен с инверсным выходом двухтактного распределителя импульсов, выход компаратора соединен с первыми входами блока индикации и селектора., выход инвертора соединен с вторыми входами блока индикации, и селектора, тактовый вход которого соединен с выходом формирователя строб-импульса, а установочный вход - с выходом формирователя импульса сброса, первый выход селектора соединён с управляющим входом двухтактного распределителя импульсов, а второй выход селектора - с входом синхронизации блока индикации.. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы. Устройство содержит суммирующий элемент 1, аналоговый запоминающий блок 2, компаратор 3, генератор 4 прямоугольных импульсов, делитель частоты 5., двухтактный распределитель импульсов 6, формировательимпульсов сброса 7, формирователь строб-импульсов 8, селектор 9, инвер тор 10, блок индикации 11. Кроме того, на фиг. 1 показано выполнение отдельных узлов устройства. Аналоговый запоминающий блок 2 содержит ключ 12, запоминающий конденсатор 13, буферный каскад 1, ключ 15. Распределитель импульсов 6 содержит элементы И 16 и НЕ 17, формирователь импульса сброса 7 содержит элемент задержки 18, элементы НЕ 19 и 20, S O4 . элемент И-НЕ 21, селектор 9 содержит элементы И 22 и 23,R5 -триггеры 2 и 25, элемент задержки 26, элемент И-НЕ 27, элемент И 28. Блок индикации 11 содержит синхронизируемый R5-триггеру 29, формирователи импульсов 30 и.31 Устройство работает в адаптивном режиме по принципу фиксации изменеНИИ знака разности между стробируемым текущим и зафиксированным предыдущим значениями сигналов. Результат сравнения в момент экстремума вырабатывается за один - два такта измерения. С помощью суммирующего элемента 1 на входной сигнал накладывается переменная сооставляющая с размахом дЕ, превышающим размах помехи 2 UD . При равенстве дЕ 2Ut устройство работает с предельной точностью. Длительность такта выборки запомненного знамения определяется длительностью положительного полупериода импульса на выходе делителя частоты 5 Однако выборка осуществляется не в каждом такте, а только тогда, когда выполняется условие . (О . В противном случае на управляющем входе распределителя импульсов 6 от- . сутствуют управляющие импульсы (моменты 1-3 фиг. 2f). Невыполнение указанного условия (1).обнаруживается компаратором 3, который при малом дУх за время стробирования срабатыва,ет более одного раза. Эта информация с выхода компаратора 3 и с выхо да инвертора 10 поступает на прямой и инверсный информационные входы селектора 9, который вырабатывает управляющий и синхронизирующий сигналы на соответствующих выходах, чем координируется работа распределителя) импульсов 6 и блока индикации 11. Коротким импульсом (фиг. 2d),поступающим с выхода формирователя 7 в каждом такте, селектор 9 устанавливается в такое положение (до прихода стробирующего импульса с выхода формирователя 8), когда его управляющий находится в положении 1 (фиг. 2g), а синхронизирующий в положении О фиг. 2 g). Выработка установочного импульса формирователем 7 осуществляется по двум сигналам, поступающим на его входы: на первый с выхода делителя 5 (фиг.2в), и на второй - со второго управляющего выхода распределителя импульCOS б (фиг. 2в). При этом, сигнал с выхода элемента задержки 18 (фиг. 2с) обеспечивает на время его задержки формирование короткого сброс-импульса (фиг. 2d). После воздействия сброс-импульса на тактовый вход селектора 9 посту. пает стробирующий импульс с выхода формирователя 8 (фиг. 2е). Если на интервале стробирующего импульса компаратор 3 сработает 2 и более раз то от второго его срабатывания управ ляющий выход селектора 9 устанавливается в О (моменты 1- фиг. 2d), блокируя выработку полезного сигнала, пока не выполнится соотношение (1). В то же время синхронизирующий выход селектора 9 (фиг. 2g ) также не вырабатывает импульса, если во время задержки переднего фронта стро ба элементом задержки 26 произошла установка элемента 27 в О. Если в каждом такте измерения выполняется соотношение (1), то управляющий выход селектора 9 при этом остается в положении 1, а синхронизирующий вы ход в каждом такте вырабатывает импульс, позволяющий блоку 11 производить анализ поступающей информации При изменении знака производной триг гер 29 срабатывает. Если необходимо измерить экстремальное значение вход ного сигнала., импульсы индикации ис,пользуются как сигналы запуска измер

тельного устройства, .а измерение производится на выходе буферного каскада 1 блока- 2.

Использование и реализация адаптивного режима работы, исполнение устрои- Q

ства на базе интегральной схемо-техники выгодно отличает предлагаемый определитель экстремума от известных, расширяется его частотный диапазон, уменьшается погрешность в определеНИИ экстремума вследствие сокращения процесса дифференцирования в 2- раза, устранения влияния на погрешность установочной частоты дискретизации и уменьшения числа аналоговых прецизи- j онных элементов.

формула изобретения Устройство для определения моментов экстремума, содержащее генератор

тора, тактовый вход которого соединен с выходом формирователя стробимпульса, а установочный вход - с выходом формирователя импульса сброса.

управляющим входом двухтактного распределителя импульсов, а второй выход селектора - с входом синхронизации блока индикации.

I.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Измерение, контроль, автоматизация. 1977, № J(lO,c- 2k.

fr

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2б89 85/2,

кл. G 01 R 19/ОА, 1978. прямоугольных импульсов, двухтактный распределитель импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены соотвественно с первым и вторым уп равляющими входами аналогового запоминающего блока, вход и выход которого соединены с соответствующими входами компаратора, формирователь стробимпульса, подключенный, к инверсному выходу двухтактного распределителя импульсов, и блок индикации, о т ли чающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, повышения точности и помехоустойчивости, устройство дополнительно содержит суммирующий элемент, делитель частоты, селектор, формирователь импульсов сброса и инвертор, подключенный к выходу компаратора, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с входом делителя частоты и с первым входом суммирующего элемента, второй вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом аналогового запоминающего блока, выход делителя частоты подключен к входу двухтактного распределителя импульсов и к первому входу формирователя импульсов сброса, второй вход которого соеднеи с инверсным выходом двухтактного распределителя импульсов, выход компаратора соединен с первыми входами блока индикации и селектора выход инвертора соединен с втоР входами блока индикации и селекпервый выход селектора соединен с