Устройство для селекции максимального сигнала Советский патент 1982 года по МПК H04B1/10 

Устройство относится к радиоэлект ронике, а именно к устройствам выделения экстремальных значений обрабатываемых сигналов, и может быть использовано в системах обработки сигналов связной или телеметрической информации. Известно устройство для селекции максимального сигнала, содержащее идентичные ячейки, причем количество ячеек определяет число входов устройства и, следовательно, число обрабатываемых сигналов. Выходы всех ячеек соединены и образуют выход уст ройства. При подаче на входы всех ячеек различных напряжений на выход устройства проходит тот сигнал, который является наибольшим по абсолютной величине ГПОднако это устройство не позволяе определить максимальное значение амН литуды каждого из обрабатываемых сиг налов на некотором заданном промежутке частотной или временной оси (в зависимости от параметров представления сигнала), максимальное значение, амплитуды сигнала на этом промежутке из всей совокупности обрабатываемых сигналов и номера идентичной ячейки, в которой это значение достигнуто, а также запомнить значения параметра сигнала (частоты или времени}, при которых достигнуты максимумы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для достижения цели в устройстве для селекции-максимального сигнала, содержащем N каналов селекции, каждый из которых состоит из амплитудновременного преобразователя, вход кажт дого из которых является соответствующим входом устройства, а выход подключен ко входу элемента селекции текущего максимума, в каждом канале к выходу амплитудно-временного преобразователя подключен вход блока сравнения, информационные выходы которого соединены с одними инфоп392мационными входами решающего блока, к выходу элемента селекции текущего максимума подключен (N+O-bifi блок сравнения, информационные выходы которого и выход элемента селекции текущего максимума подключены к другим информационным входам решающего блока, а к управляющим входам амплитудно-временных преобразователей, элемента селекции текущего максимума, блоков сравнения и к входу сброса решающего блока подключены соответст венно первые четыре и пятый выходы синхронизатора. Синхронизатор содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, ключ, выход которого является первым выходом синхронизато ра, делитель частоты, выход которого является вторым выходом синхронизатора, элемент задержки, выход которого является третьим выходом синхро низатора, счетчик импульсов, выход которого яв яeтcя четвертым выходом синхронизатора, и элемент сравнения, выход которого является пятым выходом синхронизатора и подключен к пер вому управляющему входу ключа, второ управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки. Блок сравнения содержит последова тельно соединенные первый ключ, первый управляющий вход которого объеди нен с первым управляющим входом второго ключа и яЁляется первым управля щим входом блока сравнения, счетчик импульсов, первый регистр сдвига, вы ход которого является первым информационным выходом блока сравнения, элемент сравнения, RS-триггер и второй регистр сдвига, выход которого является вторым информационным выходом блока сравнения, при этом информационные входы ключей объединены и являются входом блока сравнения, и версный вход RS-триггера объединен с входом сброса счетчика импульсов и является вторым управляющим входом блока сравнения, второй управляющий вход первого ключа является третьим управляющим входом блока сравнения, а вход записи второго регистра сдвига - четвертым уходом, причем выход 85 триггера подключен также ко второ му управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с тактовым входом первого регистра сдвига, а выход счетчика импульсов соединен с другим входом элемента сравнения. 0 На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для селекции максимального сигнала; на фиг. 2 - структурная электрическая схейа синхронизатора; на фиг о 3 структурная электрическая схема блока сравнения. Устройство содержит N параллельно включенных амплитудно-временных преобразователей 1 - N, количество которых определяет число входов 2 - N устройства и, следовательно, число обрабатываемых сигналов. Выходы амплитудно-временных преобразователей объединяются в элементе 3 селекции текущего максимума и подключены ко входам соответствующих блоков 4 - N сравнения, а выход элемента 3 селекции подключен ко входу блока 4 - N+1. сравнения. Информационные выходы блоков 4 - N + 1 сравнения и выход элемента 3 селекции подключены к информационным входам решающего блока 5, выход которого является выходом устройства. Перечисленные элементы и. блоки синхронизирует синхронизатор 6. Синхронизатор 6 (фиг. 2) содержит последовательно включенные генератор 7тактовых импульсов, кгюч 8, выход 9 которого является первым выходом синхронизатора 6, делитель 10 частоты, выход 11 - второй выход синхронизатора 6, элемент 12 задержки, выход 13 которого - третий выход синхронизатора 6, сметчик k импульсов, выход 15 которого - четвертый выход синхронизатора 6, элемент 16 сравнения, выход 17 которого является пятым выходом с,инхронизатора 6 и подйлючен к управляющему входу ключа 8, второй управляющий вход которого соединен с выходом элемента 12 задержки. Блок 4 - i сравнения (,..., N -f- 1) содержит последовательно включенные первый ключ 18, счетчик 19 импульсов, первый регистр 20 сдвига, элемент 21 сравнения, RS-триггер 22 и второй регистр 23 сдвига, а также второй ключ 2Ц. При этом первые управляющие входы ключей 18 и 2 объедийены и подключены к выходу 9 синхронизатора 6, инверсный вход RS-триггера 22 и вход сброса счетчика 19 импульсов объединены и подключены к вь1ходу 11 синхронизатора 6, первый управляющий вход ключа 18 подключен к выходу 1-3 .синхронизатора 6, а записи регистра 23 сдвига подключен к выходу 15 синхронизато5. Выход регистра 20 сдвига является первым информационным выходом, выход регистра 23 сдвига - вто рым информационным выходом блока - N сравнения, а в (N + 1)-ом бл ке сравнения третьим информационным выходом является выход счетчика 19 импульсов. Устройство работает следующим об разом. В исходном положении регистры 20 и 23 сдвига и счетчики Ц и 19 импульсов устройства находятся в нуле вом состоянии. Поскольку состояния на выходах-счетчика 19импульса и регистра 20 сдвига совпадают, на вы ходе элемента 21 сравнения имеется уровень 1, который воздействует на S-вход RS-триггера 22 и переводит его в состояние, обеспечивающее отг пирание ключа 2 уровня 1 с прямого выхода RS-триггера 22. Остальные ключи 8 и 18 закрыты. Отсчет промежутка изменения параметра сигнала Ha чинается с момента нажатия кнопки Пуск, посредством которой формируется начальный уровень 1. Начальный уровень следующим обра.зом воздействует на элементы устройства: синхронизатор 6 отпирает ключ 8 и, поступая-на вход счетчика 14 импульсов, изменяет его состояние на 1, поступая с выхода 13 синхронизатора 6 в блоки k - сравнения, отпирает ключи 18. Состояние регистра 23 в блоках 4 - N + 1 сравнения повторяет состояние счетчика 1 импульсов, так как в исходном положении на тактовый вход регистра 23 сдвига поступает уровень 1 с прямого выхода RS-триггера 22. Импульсы от генератора тактовых импульсов 7 через ключ 8 с выхода 9 поступают на блоки 4 - N -I- 1 сравнения, где через ключи 18 поступают . на вход счетчиков 19 импульсов, а че рез ключи 2k поступают на тактовый вход регистров 20 сдвига, так что СОСТОЯНИЯ на выходе регистров 20 сдв га точно повторяют состояния на выхо де счетчиков 19 импульсов. В i-ом блоке k - i сравнения счет чик 19 импульсов считает количество импул.ьсов генератора 7 тактовых импульсов до тех пор, пока амплитуда напряжения на выходе амплитудно-временного преобразователя 1 - i не станет равна амплитуде i-го входного 0 сигнала, поступающего на первый вход 2 - i. В момент совпадения амплитуд на выходе амплитудно-временного преобразователя сформируется уровень 1, который воздействует на управляющие входы ключей 18 и 2. С этого момента импульсы от генератора тактовых импульсов 7 не по- ступают через ключ 18 1-ого блока k - сравнения на счетчик 19 импульсов, а количество сосчитанных им импульсов пропорционально времени, в течение которого открыт ключ 18. Таким образом, в i-ом блоке k сравнения число импульсов, сочитанных счетчиком 19 импульсов, записанное в регистр 20 сдвига, пропорционально амплитуде i-го обрабатываемого сиг- нала в момент отсчета. Аналогичные процессы происходят во всех блоках сравнения - i. По мере срабатывания амплитудно-временных преобразователей Т - i с их выходов уровни 1 поступают в блоки А - i сравнения, где переводят соответствующие RS-триггеры 22 в состояние 1, при котором на прямом выходе формируется уровень 1, воздействующий на соответствующий вход элемента 3 селекции, который сформирует уровень 1 на своем выходе, когда все RS-триггеры 22 перейдут в состояние 1, т.е. когда срабатывает тот амплитудно-временной преобразователь t - i, где амплитуда на входе была в момент отсчета наибольшей из совокупности всех сигналов. Уровень 1 с выхода элемента 3 селекции поступает на управляющие входы ключей 18 и 2 блоков t - 5 сравнения. Тем самым, прекращается счет импульсов генератора 7 тактовых импульсов счетчиком 19 импульсов. Число сосчитанных им импульсов пропорционально времени, в течение кото рого был открыт ключ 18, т.е. пока не сработал амплитудно-временной преобразователь 1 - i, где амплитуда входного сигнала максимальна по отношению ко всем остальным входным сигналам в момент отсчета. По окончании перечисленных процессов, в момент, когда в синхронизаторе 6 с выхода ключа 8 на вход делителя 10 частоты поступает ровно N импульсов, (где N коэффициент деления делителя), на выходе делителя 10 частоты сформируется импульс, поступающий на R-входы RS-триггеров 22 блоков k - сравнения, переводя прямые выходы RS-триггеров 22 в нулево состояние, и на вход сброса в нулевое cQdtoflHwe счетчиков 19 импульсо В амплитудно-временных преобразо вателях 1 - i и элементе 3 селекции процессы повторяются по аналогии с описанными выше. В блоках k - i сра нения в каждом канале с етчик 19 им пульсов снова отсчитывает число импульсов, пропорциональное амплитуде в момент отсчета -го обрабатываемо го сигнала. Если амплитуда сигнала в текущем отсчете превышает амплитуду сигнала, запомненную в регистре сдвига 20 по предыдущим отсчетам, то в момент, совпадения состояний на выходах счетчика 19 импульсов и регистра 20 сдвига сработает элемент 21 сравнения и сформирует уровень 1, обеспечивающий посредством воздействия на S-вход RS-трИггера 22 отпирание ключа 24 уровнем 1 с прямого выхода RS-триггера 22. Уровень 1 с выхода RS-триггера 22, воздействуя на тактовый вход регист ра сдвига 23, позволяет, кроме того - переписать в регистр 23 сдвига сост ние счетчика 14 импульсов, соответствующее номеру отсчета, в котором достигнут очерёдной максимум. Импульсы от генератора 7 тактовых импульсов, проходя через открывшийся ключ 24 на тактовый вход регистра . 20 сдвига, обеспечивают перепись состояний счетчика 19 импульсов в регистр 20 сдвига вплоть до достижения i-ым входным сигналом своего наибольшего з.начения в данном отсчете. Если амплитуда сигнала в текущем отсчете не превышает амплитуду сигнала, запомненную в регистре сдв га 20 по предыдущим отсчетам, то момента совпадения состояний на выходах счетчика 19 импульсов и регистра 20 сдвига не наступит, а зна чит - в регистрах 20 и 23 сдвига со храняются те значения амплитуды и п раметра сигнала, которые соответствуют отсчету, где был достигнут noследний из максимумов. Аналогично п

текают процессы и в блоке 4 - N + 1 сравнения.

Таким образом, в результате обработки входных сигналов в любом от- счете внутри промежутка изменения параметра сигнала, в регистрах 20 и 23 сдвига- i-ого блока 4 - N сравнения записывается соответственно 3

счета амплитуд и параметров сигналов прекращается и установки элементов устройства в исходное положение. Результаты селекции максимального 55 сигнала поступают в решающий блок 5. На выходе устройства можно в требуемой форме.получать следующие сведения. новое значение максимальной амплитуды и соответствующего ему номера отсчета, если в текущем отсчете достигнут очередной максимум i-го обрабатываемого сигнала или их состояние остается неизменным, если в текущем отсчете гчэедыдущий максимум не превышен. В блоке 4 - N + Г сравнения аналогичное действие производится в регистрах 20 и 23 сдвига и, кроме, того, на третьем информационном выходе в момент срабатывания элемента 3 селекции имеется информация о состоянии счетчика 19 импульсов, пропорциональном максимальной амплитуде сигнала в данном отсчете из совокупности всех обрабатываемых сигналов. Если по состоянию на некоторый отсчет максимальная амлпитуда сигнала из всей совокупности обрабатываемых сигналов была достигнута в i-ом блоке 4 - N сравнения, то, очевидно, в блоке 4 - N + 1 сравнения в регистрах 20 и 23 сдвига будут записаны соответственно значения амплитуды и параметра сигнала, совпадающие со значениями этих величин в регистрах 20 и 23 сдвига i-ro блока 4 - i сравнения. Следовательно, пр;изнак совпадения значений соответственно в регистрах 20 и 23 сдвига блоков 4 - N сравнения и -го амплитудно-временного преобразователя 1 - N является признаком определения номера того канала, а котором достигнута максимальная амплитуда сигнала из всей совокупности обрабатываемых сигналов на данный момент отсчета или на всем промежутке изменения параметр сигнала. Количество произведенных отсчетов подсчитывается в счетчике 14 импульсов синхронизатора 6. В момент, когда состояние счетчика 14 импульсов совпадает с состоянием, установленным на втором входе элемента 16 сравнения за счет установки верхней границы промежутка изменения параметра сигнала (не показан), элемент 16 сравнения сформирует уровень 1, запиреющий ключ 8. Тем самым процесс от1.. В момент очередного срабатывания делителя частоты 10, определяемы по наличию импульса на выходе 11 син хронизатора 6: о максимаТ1ьной амплитуде i-го обрабатываемого сигнала и максимума из всей совокупности сигналов на данный момент отсчета - с первых информационных выходов блоков k -i сравнения; о значениях отсчетов, при которых этих максимумы были достигнуты - со вторых информационных выходов блоков i - i сравненияо номере блока 4 - i сравнения, в которюм было достигнуто наибольшее значение амплитуды сигнала на данный момент отсчета из всей совокупности сигналов - по признаку совпадения состояний регистров 20 и 23 сдвига блока t - N + 1 сравнения и регистров 20 и 23 сдвига блоков - N срав нения. 2. В момент срабатывания элемента 3 селекции, определяемого по наличию импульса на его выходе, получают све дения о максимальном значении амплитуды из всей совокупности сигналов в данном отсчете с третьего информационного выхода блока сравнения 4 - N + 1. 3, В момент срабатывания элемента 16 сравнения, определяемого по наличию импульса на выходе синхронизатора 6 - о максимальной амплитуде, каждого из обрабатываемых сигналов на заданном промежутке частотной или временной оси и максимальное значени сигнала на этом же пр жежутке из всей совокупности обрабатываемых сиг налов - с первых информационных выхо дов блоков i- i сравнения-, о значений параметра сигнала, при которых эти максимумы достигнуты - со вторых информационных выходов блоков сравнения 4 - i; о номере канала селекции, в котором достигнуто наибольшее значение амплитуды на заданном промежутке. Пересчет значений состояний в регистрах в абсолютные значения напряжений и параметров сигнала возможно при заданном законе соответствия меж ду ними. Использование новых элементов рас ширяет функциональные возможности ус ройства, а именно, делает возможным определение максимального значения амплитуды каждого из обрабатываемых сигналов на заданном промежутке частотной или временной оси и максималь 32 . 10 ного значения амплиту/зч игнала на этом же промежутке из всей совокупности обрабатываемых сигналов. Формула изобретения 1. Устройство для селекции максимального сигнала, содержащее N каналов селекции, каждый из которых состоит из аМПлитудно-временного преобразователя, вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, а выход подключен к ахоДУ элемента селекции текущего максимума, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в каждом канале к выходу амплитудно-временного преобразователя подключен вход блока сравнения, информационные выходы которого соединены с одними информационными входами решакхцего блока, к выходу элемента селекции текущего максимума подключен (N + 1)-ый блок сравнения, информационные выходы которого и выход элемента селекции текущего максимума подкш чены к другим инфор- « мационным входам решающего блока, а управляющим входам амплитудно-временных преобразователей, элемента селекции текущего максимума, блоков сравнения и к входу сброса решающего блока подключены соответственно первые четыре и пятый выходы синхронизатора. 2.Устройство по п. 1, от л и чающееся тем, что синхронизатор содержит последовательно соединенные генератор тaкtoвыx импульсов, ключ, выход которого является первым выходом синхронизатора, делитель частоты, выход которого является вторым выходом синхронизатора, элемент задержки, выход которого яв{1яется третьим выходом синхронизатора, счетчик импульсов, выход которого является четвертым выходом синхронизатора, и элемент сравнения, выход которого является пятым выходом синхронизатора и подключен к первому управляющему входу ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сравнения содержит последовательно соединенные первый ключ, первый управляющий вход которого объединен с пер1192вым управляющим входом второго ключа и является первым управляющим входом блока сравнения, очетчик импульсов, первый регистр сдвига, выход которого является первым информационным вы ходом блока сравнения, элемент сравнения, RS-триггер и второй регист.р сдвига, выход которого является вторым информационным выходом блока сравнения, при этом информационные входы ключей объединены и являются входом блока сравнения, инверсный вход RS-триггера объединен с входом сброса счетчика импульсов и является вторым управляющим в;(;ОДом блока сравнения, второй управляю1Дий вход первого ключа является третьим уп;авляющим входом блока сравнения, а SXQA записи второго регистра сдвига четвертым входом, причем выход RS-триггера подключен также к второму управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с тактовым входом первого регистрасдвига, а выход счетчика импульсов соединен с другим входом элемента сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР fP 372711, кл. Н 04 В 1/10, 1971 (прототип).

t-f

i-f

jj

«-«r-tf

2-г

H-i

иг

2-Н

«-#

т ij П k