Устройство для определения канала с экстремальным уровнем выходного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H03K5/04 G05B1/01 

Изобретение относится к измерительной технике и ьюжет использоват ся для сравнения напряжений, а также в устройствах анализа частотно-разнесенных каналов систем связи. Известно устройство для автоматического определения канала с минимальным уровнем выходного напряжения содержащее последовательно соединенные блок интеграторов, входы которого являются входами устройства, и коммутатор, вторые входы которого подключены к выходам -блока управления, вторые выходы блока управлени подключены к вторым входам блока интеграторов , третьи выхода) блока управления соединены с входами запоминающего блока, последовательно соединенные преобразователь аналог код, буферный регистр и блок сравнения, вторые входы которого подключены к выходу преобразователя аналог код, выход компаратора подключен к входу преобразователя аналог - код, первый управляющий выход которого подключен к входу блока управления, третий выход блока управления подклкАен к установочному входу буферного регистра, второй управляющий выход преобразователя аналог - код подключен к управлиощёму входу блока сравнения, выход которого подколочен к управляющим входам запоминающего блока и буферного регистра,выходы запоминающего блока являются выходом устройства 1.т, Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие, вызванное использованием метода последовательного сравнения выходных напряжений каналов, а также чрезмерная аппаратурная сложность. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения канала с наибольшим выходным напряжением, содержащее компараторы, первые входы которых объединены, а выходы подключены к входам многоканального сумматора, выход которого подключен к входу порогового элемента, и через двухпороговый компаратор первый и второй ключи подсоединены к первому входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, а управляющий вход второго ключа через инвертор и третий ключ подсоединен к, второму входу реверсивного счетчика через инвертор и третий ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу первого ключа/ сигнальный вход которого соединен с выходом генератора импульсов (2.

Недостатком известного устройства является ограниченные функциональные возможности, так как оно определять только канал с максимальным, выходным напряжением.

Цель изоб{)етения - расширение функциональных возможностей устройства пу тем обеспечения выбора экстремальных (максимального.или минимального) значений выходного напряжения каналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее компараторы, входы KOTOjxjx объединены, а выходы подключены к входам многоканального сумматора, выход которого подключен к входу порогового элемента, и через двухпороговый компаратор первый и второй ключи подсоединены к первому входу реверсивного счетчика,, выход которого подключен к входу циф.ро-аналогового преобразователя, а управляющий вход второго ключа подсоединен к второму входу реверсивного счетчика .через инвертор и третий ключ сигнальный вход которого подключен к выходу первого ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, введены многокансшьный коммутатор, допо.лнитёльный инвертор и аналоговые сумматоры, входы которых подключены к шинам входных сигналов и к входам многоканального коммутатора, вторыми входами соединенного с выходами аналоговых сумматоров, вторые входы которыхообъединены и подключены через первый коммута.тор к выходу цифро-аналогового преобразователя, а выход первого коммутатора подключен к объединенным входам компараторов , вторые входы KOTOI IX подключены к выходам многоканального коммутатора, при этом выход порогового элемента .через дополнительный инвертор подключен к первому входу второго коммутатора и непосредственно к второму входу второго коммутатора, причем управляющий вход третьего ключа соединен с выходом второго, коммутатора, управляющий, вход которрго подсоединен к управляющим входам первого и Mtioroканального коммутаторов и управляющей входной шине.

На чертехсе представлена электрическая структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содерхсит аналоговые сумматоры. l-l:l-N, входы которых соединены с входами многоканального коммутатора 2 и одновременно являютсявходами устройства. Выходы аналоговых сумматоров подключены к дЬ угим входам многоканального коммутатоТ ра 2, выходьл которого соединены с .

входами компараторов 3-1 «3-11, вторые входы которых соединены с выходом первого коммутатора 4, другой выход которого соединен со вторыми входами сумматоров 1-1«1-N. Выходы компараторов 3-1-3-N подключены к входам многоканального сумматора 5, выход которого через последовательно соединенг.. ные двухпороговый компаратор б, ключи 7 и 8 соединены с входом реверсивного счетчика 9, выход которого подключен к вх,оду цифро-аналогового преобразователя 10. Между выходом многоканального сумматора 5 и управляющим входом ключа 8 последовательно включены пороговый элемент 11, инвертор 12 и второй коммутатор 13, второй вход которого соединен с выходом порогов рго элемента 11. Выход второго коммутатора 13.через инвертор 14 и ключ 15 соединен со вторым входом реверсивного счетчика 9. Сигнальный вход ключа 15 соединен с выходом ключа 7, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора 16 импульсов., выход цифро-аналогового преобразователя 10 соединен с сигнальным входом первого коммутатора 4. Управляющие входы ко;лмута.торов 2, 4 и 13 объединены и являются управляющим входом устройства I

Устройство работает следующим образом.

В режиме выбора канала с минимальным уровнем выходного напряхсения на управляющие входы коммутаторов 2, 4 и 13. подается управляющее напряхсение, равное, например, уровню логического нуля. При этом объединенные неинвертирующие входы аналоговых сумматоров подключаются к выходу цифроаналогового преобразователя 10, их выходы соединяются с неинвертирующими входами компараторов 3-13-N, объединенные инвертирующие входы которых коммутатором 4 подключаются к общей шине, а к управляющему входу ключа 8 подсоединяется выход инвертора 12.

Выходные напряжения каналов, например, положительной полярности поступают на инвертирующие входы аналоговых сумматоров l-lpl-N, при этом на .выходе аналогового сумматора 1, соответствующему каналу с минимальным выходным напряжением, выходное напряжение имеет отрицательную полярность, но более положительного уровня, чем выходные уровни сумматоров 1, соответствующие другим каналам. Одновременно на объединенные неинвертирующие входы аналоговых сумматоров 1-lsl-N поступает напряжение положительной полярности с выхода цифро-аналогового .преобразователя 10.

Если-в какой-то момент времени на инвертирующих входах нескольких аналоговых сумматоров 1 присутствуют уровни напряжения положительной полярноети меньше, чем уровень положительног (Напряжения на виходе цифро- аналогово го П5)еобразователя 10, то на выходах указанных сумматоров 1 присутствуют уровни напряжения положительнс: полярности, и на выходах соответствуючдах ког.шараторов 3 присутствуют уров ни напряжения, равные уровню логичес кой . Каждый такой уровень, поступая на соответствующий вход сум матора. 5, увеличивает -уровень напряжения на его выходе на величину АЦ таким образом, уровень напряжения на выходе сумматора 5 определяется выражением , гдеУИ-число каналов, в которых ( на данный момент времени) уровень их выходного, напряжения меньше уровня напряжения на выходе ци фро-аналогового преобразовате ля 10. Напряжение с выхода cyNwaTopa 5 одновременно поступает на входы двух порогового компаратора 6 и порогового эле. 11. Компаратор б представляет собой сдвоенный компаратор с допуско вой зоной входного сигнала, равной 0,8-1,2ди. Если Нсшряхгение на.выходе суммато ра 5 имеет значение 0,8 AU Uc7f,2AU, т. е. выходит из допусковоП зоны ком паратора ,6, то на выходе компаратора б формируется уровень, напряжения, близкий нулю, которым открывается ключ 7, и управляющие импульсы с выхода генератора 16 проходят на вxo,ы ключей 8 и 15. Одновременно пороговы злемент 11 при U.U , что соответс.т вует тому, что несколько компараторов 3 имеют на выходах уровни логической Ч, также формирует на своем выходе уровень логической . Этот уровень через инвертор 12 и коммутатор 13 поступает на управляющий вход ключа 8. При 3том управляющие импульсы с выхода генератора 16 через открытые ключи 7 и 8 проходят на вход Вычитание реверсивного счетчика 9. Каждалй импульс, поступающий на вход Вычитание реверсивного счетчика 9, на одну ступеньку уменьшает уровень напряжения на выходе цифроаналогового Прёобразователя 10, что понижает уровень напряжения на выходах аналоговых сумматоров 1 и приводит к появлению уровней логического О на выходах компараторов 3. При этом уровень напряжения на выходе сумматора 5 дискретно уменьшается до тех nojfi, пока не попадет в допусковую зону компаратора б, который закрыва.ет ключ 7 и на этом заканчивается процесс определения канала с минимальным выходным напряжением. . Если в выбранном канале увеличивается уровень выходного напряжения настолько, что выходное напряжение соответствующего аналогового сумматора 1 изменяет знак на отрицательный, то на выхдде соответствующего Kcrianaратора 3 уровень выходного напряжения принимает -значение логического О. При этом на выходе сумматора 5 уровень напряжения становится близок ну- лю выходит из допусковой зоны компаратора б, выходным напряжением которого открывается ключ 7. Одновременно при уровне выходного напряжения сумматора 5, равного пороговый элемент 11 формирует на своем вы, котоходе уровень логического рый через инвертор 12 и, коммутатор 13 поступает иа управляющий вход ключа 8 и инвертор 14. При этом управляющие импульсы с выхода генератора 16 через открытые ключи 7 и -15 проходят на вход Сложение реверсивного счетчика, 9. Каждай импульц поступаюглий на вход Сложение реверсивного счетчика 9 на одну ступеньку увеличивает уровень напря;хения иа выходе цифро-аналогового .преобразователя 10. Увеличение уровня напряхсения на выходе цифро-аналогового преобразователя 10,Б конечном счете,приводит к тому, что у одного из аналоговых сумматоров 1 выходное напряжение отрицательной полярности меняет -знак на положительный, а это приводит к появлению уровня логической Ч на выходе компаратора 3, соот-ветствующего каналу, имеющему на данный момент времени наименьшее выходное напряжение. В режиме выбора канала с наибольшим выходным напряжением на управляющий вх ед устройства подается напряжение, равное уровню логической . При. этом управляющий вход ключа 8 и вход инвертора 14 с помощью коммутатора 13 подключается к выходу порогового элемента 11, выход цифро-аналогового преобразователя 10 подключается к инвертирующим входам компараторов , сигнальные входы устройства подключаются к неинвертирующим входам указанных ком-, параторов, а неинвертирующие входы аналоговых сумматоров подключаются к общей шине. В остальном работа устройства по выбору канала с наибольшим выходным напряясением повторяет процесс выбора канала с наименьшим напряжением. Формула изобретения Устройство для автоматического определения кайала с экстремальным уровнем выходного напряжения, содержащее компараторы, первые входы которых объединены, а выходы подключены к входам многоканального сум-, матора, выход которого подключен к