Многоканальное устройство для выбора минимального значения средней величины Советский патент 1982 года по МПК G06F7/06 G06F7/24 

I

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может бьп ь использовано при разработке распознающих, экстремальных систем, при анализе и обработке информации.

По основному авт. св. № 744610 известно многоканальное устройство для выбора минимального значения средней величины, содержащее п каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика и преобразователя напряжение частота, выход которого подключен к первому входу усреднителя, выход которого соединен со входом установки в единицу элемента памяти и с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента памяти, выход элемента И соединен со входом индикатора, вторые входы усреднителей всех каналов объединены со входами установки в ноль элементов памяти и подключены к выходу лиНИИ задержки, вход которой объединен с третьими входами элементов И каждого из каналов и соединен с выходом элемента ИЛИ, выход элемента памяти канала соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ и формирователя , п выходов которого подключены к соответстпующим входам распределителя, выходы которого соединены с первыми входами соответству10ющих ячеек памяти, вторые входы которых объединены со входом установки в ноль счетчика и являются входом установки в ноль устройства, (п +,1)-ный выход формирователя под15ключен к счетному входу счетчика, выход которого соединен с (п + 1) входом распределителя Cl .

Это устройство выдает данные о канале с минимальным средним напря20жением и каналах со средними, кратными минимальному среднему. Кроме .того, оно позволяет определить ранги входных напряжений, т.е. приСБОИТЬ порядковый номер каналу в зависимости от соотношения средних напряжений в каналах, например, каналу с минимальным напряжением присвоить ранг п , каналу со следующим по возрастанию средним - ранг п-1 и т.д. до ранга, равного единице в канале с максимальным средним.

Однако на практике наряду с качественной оценкой соотношений между напряжениями в каналах, которая определяется их рангами, требуется знать и количественную оценку,т.е. знать во сколько раз напряжение в канале меньше, чем напряжение в канале с максимальным средним.

Потребность в такой оценке возникает при испытаниях конструкций, когда важно получить количественную оценку напряженности различных точек, так и в ряде других технологических приложений, например при оценке степени прохождения сигнала или уровня шума в каналах связи на различных частотах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения количественных соотношений между входнми напряжениями.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для выбора минимального значения средней величины введены блок измерения интервалов времени, дополнительный формирователь импульсов, переключатель , элемент ИЛИ, блок з.апрета и в каждый из каналов введен дополнительный элемент И, при этом первый вход дополнительного элемента И в каждом из каналов подключен к выходу усреднителя данного канала, второй вход дополнительного элемента И соединен с соответствующим выходом блока запрета, выходы дополнительных элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом дополнительного формирователя, выход которого подключен к (n+lому входу формирователя и к первому входу блока измерения интервалов времени, второй вход которого является управляющим входом устройства, третий вход блока измерения интервалов времени соединен с входом установки в ноль устройства, п входов блока запрета подключены

к. соответствующим выходам элементов памяти каждого из каналов, а (п+1) -ый вход блока запрета соединен с выходом линии задержки. Блок запрета содержит п триггеров (по числу каналов многоканального устройства) и п элементов ИЛИ, при этом вход установки в единицу триггера является соответствующим

входом блока запрета, выход триггера соединен с соответствующими входами (п - 1) -ых элементов ИЛИ и является соответствующим выходом блока зйпрета, входы установки в ноль

триггеров объединены и являются (п+1)-ым входом блока запрета.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок- схема блока запрета.

Устройство содержит датчики преобразователи 2 напряжениечастота, усреднители , элементы памяти 4 - 4f, .элементы п 5j(-biYi, индикаторы 6-) - 6fi, многовходовой

элемент И 7, линию задержки 8, формит рователь 9, счетчик 10, распределит; тель 11, ячейки памяти 12п, дополнительные элементы И 13,, блок 14 запрета дополнительный элемент ИЛИ 15, дополнительный формирователь 16, блок 17 измерения интервалов времени, переключатель 18.

Блок запрета содержит триггеры 19ч - I 9г, элементы ИЛИ 20 - 20 .

Устройство работает в двух режимах: в режиме определения рангов входных напряжений и в режиме оценки соотношений между средними напряжениями в каналах.

При работе в режиме определения рангов входных напряжений переключатель 18 ставится в положение , соответствующее первому режиму. При этом сигналы с выхода формирователя 16 не поступают на вход счетчика 10.

В первом режиме минимальному зна-г чению выходного напряжения любого из датчиков 1 соответствует минимальная частота на выходе преобразователя 2, т.е. максимальное время заполнения усреднителя 3. При увеличении среднего напряжения время заполнения усреднителя 3 соответственно сокращается.

Первым заполняется усреднитель 3 в канале с максимальным средним например, в первом канале). При этом 5 на выходе усреднителя 3, появляется импульс, поступающий на вход эл мента 4 памяти, который запоминает появление импульса. Особенностью элемента 4) памяти является нечувствительность к последующим входным импульсам (с выхода усреднителя 3) до возвращения в исходное состояние О сигналом с выхода линии 8 задержки.Импульс с вы да формирователя 9 поступает на сч чик 10, в котором при этом записыва ется код, соответствующий единице По окончании переходных процесСОВ -в счетчике 10, формирователь 9 вырабатывает импульс, который по со ответствующему входу поступает на распределитель и переписывает код счетчика 10 в ячейку памяти 2( . Допустим, что второе по уровню среднее в п-ом канале. При появлении импульса на выходе усреднителя Зн код числа, записанного в счетчике 10, изменяется на единицу и становится равным двум. Это код переписывается в ячейку 12д ndмяти. Последним заполняется усреднитель в канале с минимальным средни (например, в i-м канале). К этому времени в счетчике 10 записано число п-1, так как остальные усреднители заполнены. При поступлении импульса с усреднителя 3 код числа, записанного в счетчик 10, ст новится равным п и через распредилитель заносится в ячейку 12. памяти и появляется на i-м выходе уст ройства. С появлением импульса на выход усреднителя 3 элемент 4 i также пер при этом сра ходит в состояние батывает многовходовой элемент И 7 и на его выходе появляется сигнал, - по которому на индикаторах 6 -6( индицируется канал с минимальным средним (т.е. i-й) и каналы со средними , кратными ему. К этому времени в ячейках памяти 12 12п з писана информация о рангах среднег напряжения каждого из каналов, посг тупающего на входы системы обработки. В первой ячейке записан код, соответствующий единице (т.е. ранг единице) , что означает наличи в первом канапе среднего напряжения максимального уровня по срав0нению со средними в остальных каналах. В п-и ячейке записан код, соответствующий двум (ранг равен двум), что означает наличие в п-ом канале среднего напряжения второго по величине. В i-й ячейке записан код, соответствующий п (ранг равен п), что означает наличие в -ом канале минимального среднего напряжения, Импульсом с выхода линии 8 за- держки в элементы 4.. . , 4{,...,4п памяти, в счетчик 10 и в ячейки 12 ..., 1 2 .. ., I 2f записывается условный ноль, после чего процедура определения минимапьного среднего и рангов средних напряжений в каналах повторяется. Работа предлагаемого устройства по измерению соотношения между средними напряжениями Ь каналах осуществляется следующим образом. Переключатель: 18 ставится в поI -. ложение, соответствующее второму режиму. При этом импульсы с выходов усреднителей 3 на вход счетчика 10 не проходят. Первым заполняется усреднитель 3 в канале с максимальным средним (например, в первом канале). При этом на выходе усреднителя. 3 появляется импульс, поступаюпшй на вход элемента 4 памяти, который запоминает появление импульса и на последующие импульсы не реагирует. Перепадом напряжения с выхода элемента 4 триггер 19-(фиг. 2) опрокидывается. Перепад напряжения с выхода триггера 19 поступает на входы элементов 20..., 20г и на второй ШШ 20 вход элемента И 13.,. Через элементы ИЛИ 20i..., 20 данный перепад поступает на входы Блокировка триггеров 19г..., 191..., 19п , вследствие чего они становятся нечувствительными к входным воздействиям (с выходов элементов памяти 4). Импульсы с выхода усреднителя 3 (и йсе последующие импульсы) через элемент И 13 и элемент ИЛИ 15 проходят на вход формирователя 16. Сформированный импульс с выхода формирователя 16 поступает на вход счетчика 10, в который записывается единица по окончании переходных процессов. С выхода формирователя 9 на распределитель поступает импульс; который переписывает содержимое счетчика ячейку памяти 12 и поступает на выход устройства. Блок .17 измерения интервалов начинает работать после подачи напряжения на вход Пуск, которое поступает синхронно с подачей входных напряжений. По поступлении импульса с выхода формирователя 16 в блоке 17 записан код, соответствующий, интервалу времени от момента поступления входных напряжений до заполнения усреднителя в канале с максимальным средним , т.е. в пер вом канале. При линейной зависимости выходной частоты преобразовател напряжение-частота от входного напряжения за приближенную оценку сред него напряжения в канале с максимал ным средним может быть принято отношение- .- I га k -:j:- , где S - сумма, накопленная в усредн теле до его заполнения; . Т- интервал времени от подачи входных напряжений до заполн ния усреднителя; К - коэффициент пропорциональности преобразователя , В дальнейшем, по мере заполнения усреднителя 3.( , импульсы с его выхода поступают на формирователь 16, который вырабатывает импульсы, пост пающие на счетчик 10, где накапливается сумма, равная числу заполнений усреднителя 3( . Пусть второе по уровню среднее в п-ом канале. При появлении импульса на выходе усреднителя Зр, срабатывает элемент 4f,, перепад напряжения с его выхода проходит на соответствующий входоформирователя 9, который форми рует импульс кода числа, накопленного в счетчике 10 и равного числу переполнений усреднителя Зп переписывается в ячейку памяти 12п и поступает на выход устройства. Таким образом, в ячейке памяти 12п записано число L, равное (с точностью до целой части) отношению максимального среднего напряжения к среднему напряжению в п-ом канале. К моменту заполнения усреднителя в канале с минимальным средним 08 (например, в i- ом канале) в счетчике 10 записано число М, равное (с точностью до цедой части) отношению максимального среднего напряжения к минимальному среднему. При поступлении импульс§ с усреднителя 3i. код числа И из счетчика 10 через распределитель переписывается в ячейку памяти 12(, и поступает на выход устройства, С появлением импульса на выходе усреднителя 3i. элемент 4 также переходит в состояние 1, при этом срабатывает многовходовой элемент И 7, и на его выходе появляется сигнал, по которому на индикаторах 6.( - 6п индицируется канал с минимальным средним и каналы со средними, кратными ему. В ячейках 12(записана информация о соочношении между максимальным средним и средними в остальных каналах, т.е, в ячейке памяти записана единица (максимальное среднее), в ячейке число L, а в ячейке 12Lчисло М. В блоке 17 измерения интервалов времени записан код числа, пропорционального интервалу времени, за который заполнился усреднитель 3 в канале с максимальным средним. Это число обратно пропорционально уровню максимального среднего. Полагая характеристики датчиков 1 и преобразователей 2 в различных каналах идентичными, можно рассчитывать истинный уровень напряжения в канале с максимальным средним и в остальных каналах. Устройство сохраняет все функции известного устройства, а кроме того, в режиме оценки соотношений между .средними напоя;кениями в каналах устоойство позволяет nonv4HTb количественные соотношения между максимальным средним напряжением и средним напряжением в других каналах. Формула изобретения 1. Многрканальное устройство для выбора минимального значения средней величины по авт. св. N 744610, отличающееся тем, что,.с целью расширения функциональных возможностей за счет определения количественных соотношений между входными

сигналами в него введены блок измерения интервалов времени, дополнительный формирователь импульсов , переключатель, элемент ИЛИ,-блок запрета и в каждый из каналов введен дополнительньй элемент И, при этом первый вход дополнительного элемента И в каждом из каналов подключен к выхо-.. ду усреднителя данного канала, второй вход дополнительного элемента И соединен с соответствующим выходом блока запрета, выходы дополнительных элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход ко-. торого соединен с входом дополнительного формирователя, выход которого подключен к (п+|)му входу формирователя и к первому входу блока измерен ния интервалов.времени, второй вход которого является управляющим входом устройства, третий вход блока измерения интервалов времени соединен с входом установки нуля устрсйс1ва ,

п входов блока запрета подключены к соответствующим выходам элементов памяти каждого из каналов, а (п + )-й вход блока запрета соединен

с выходом линии задержки.

2. Устройство по п. I, о т л и чающееся тем, что блок запрета содержит п триггеров (по. числу каналов многоканального устройства)

и п элементов ИЛИ, при этом вход установки в единицу триггера является соответствующим входом блока запрета , выход триггера соединен с соответствующими входами (п-1)-ых

элементов ИЛИ и является соответствующим выходом блока запрета , входы установки в ноль триггеров объединены и являются (п+1)-ым входом блока запрета.

Источники информации,

принятые во вниманиепри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 744610, кл, G 06 F15/36, 1978.

.2