Анализатор экстремумов Советский патент 1982 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение предназначено цля выделения и поцсчета моментов достижения входным сигналом критических точек ( точек экстремума и точек перегиба) и может быть использовано для устройства контроля.

Известно устройство для выоеления н подсчета экстремумов, содержащее генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, два компараторных аналоговых ,р запоминающих элемента, два преобразователя в фасу импульсов, два многоустойчивых элемента, триггер выделения экстремума, четыре элемента И, две схемы ЗАПРЕТ и две.матрицы совпадений. Устройство j имеет дав выхода, на которых в момент изменения знака производной (первой ра ностн) формируются импульсы, причем на одаом выходе - импульс соответствующие минимумам, а на другом вьпсоде - им- 2Q пульсы, соответствующие максимумам ij.

Недостатками известного устройства являются отсутствие ко|гтроля,точек перегиба и возможность ложных срабатываний ,В Этих точках.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство для фиксаций временного положения максимума сигнала содержит последо- вательно соединенные дифференцирующее звено, формирователь селекторных импульсов, селекторный каскад с двумя входами, второй вход которого соединан с входом дифференцирующего звена, пиковый детектор, второе дифференцирующее звено и . Выходной формирователь и предназначено для фиксации временного положения наибольшего значения амплитуды, соаержаще1Н ся в сигнале, имекяаего несколько максиМумовС2..

Недостатком .этого устройства является то что оно не предаааначетю для формирования импульсных сигналов в моменты времени, соответствующие локальным экстремумам (отличным от глобальных) и точкам перегиба.

Цель изобретения - расширение области применения. 3954 Посгавленная цель досгигается тем, что в устройство, содержащее диффере1вдируюшее звено, вход которого является . входом устройства, введены первый и BTtvрой селекторы временных интервалов, элемент ИЛИ и детектор изменения здака про производной, причем выход дифференцирующего звена соединен с входами первого и второго селекторов временных ингервалов, первые выходы которых соединены ю соответственно с первымЧГ вторым входами детектора изменения знака пршзводной, а вторые выходы - соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого 51Вляется первым выходом устройства, а выход детектора изменения знака производной - вторым выходом устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства;;на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Анализатор экстремумов содержит дифферендирующее з&епо I, первый 2 и второй 3 селекторы временных интервалов, алемент ИЛИ 4, детектор 5 изменения знака производной. На фиг. 2 а обозначает входной сигнал устройства, б - выходной сигнал дифференцирующего звена, в - интервалы времени, выделяемые блоком 2, г - интервалы времени, выделяемые блоком 3/ д выходной сигнал на первом выходе блока 2, е - выходной сигнал на первом ВЫХСУде блока 3, ж - временная диаграмма ийменений состояний детектора изменения нака произвовной, з - вьккодной сигнал блока 5, и - выходной сигнал блока 4. Анализатор экстремумов работает слес ющим образом. Входной сигнал дифференцируется в блоке 1. Из сигнала производной (фиг.2б) с помоцью селекторов 2 и 3 временных интервалов выреляются временные интервалы, соответствующие положительному и отрицательному значениям производной (фиг. 2 в,г), причем на первых выхо-г дах блоков 2 и 3, импульсы появляются в момент начала соответствующих временных интервалов (фиг. 2 д,е), а на вторых выходах блоков 2 и 3 - в момен окончания соответствующих временных интервалов. Импульсы с вторых выходов блокш 2 и 3 через элемент ИЛИ поступают на первый вьяод устройства и сигнализируют о критических, точках анализируемого входного сишпла (точки экстремума и точ 24 № перегиба). В исходном состоянии, ког да сигнал на входе устройства отсутствует, блок 5 находится в одном их двух устойчивых состояний (фиг. 2ж). При поступлении на вход устройства анализируемого электрического сигнала блок 5 приводится в состояние в соответствии с ожидаемым видом экстремума сигналами с первых выходов блоков 2 или 3, т.е. ожидаемому максимуму аолж„ предшествовать положительное значение первой производной и состояние 1 блока 5, а ожидаемому минимуму - отрицательное значение первой производной и состо5шие О блока 5. Если, например, в исходном положений блок 5 находится в состоянии О, а первая пршзводная при поступлении входного сигнала блока имеет „. ... . . положительную полярность, то на первом выходе блока 2 формируется импульс, который, поступая на первый вход блока 5, устанавливает его в состояние . Таким образом, блок 5 импульсами с первых выходов блоков 2 и 3 переводится последовательно из одного состояния в другое (фиг. 2ж). При изменении состояния блока 5 на его выходе появляется сигнапизирующий об этом импуггьс, что соответствует наличию точки экстре- Q Блоки 2,3 и 5 могут быть реализованы по-фазному, в частности, детектор изменешя знака производной может быть реализован с помощью триггера и дифференцирующих цепочек, а селекторы временных интервалов - с помсщью триггера Шмидта и дифференцирующих цепочек. Формула изобретения Анализатор экстремумов, содержащий дифференцирующее звено, вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены первый и второй селекторы вpeмe fflыx интервалов, элемент ИЛИ и детектор изменения знака произвоиюй, причем выход дифференцирующего звена соединен с вхо дами первого и второго селекторов временных интервалов, первые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами детектора изменетшя знака Производной, а вторые выходы -соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, а iif.ixnn дотектора изменения знака прей вводной вторым выходом устройства. Источники информации,, принятые во-внимание при экспертизе. 954 32 1.Авторскс свнветепьс1Во СССР Aft 375483/кл. G 01 Р 1/12. 1971. 2,Авторское свиоетепьство СССР N 534О26, кл. Н ОЗ К 5/18, 1975 (прототип).