Устройство для определения экстремальных значений случайных сигналов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУц 50 б 8 б 8 Соез Советскйх Со т,.1 апйстйческйх Рюспублйн(23) Приоритет -51) М.1(л. 6 061 15/36 сударстаенный камитеоаета Министроа СССРпо делам изобретенийи открытий убликовано 15.03.76, Бюллетень1 3) УДК 681,327Дата опубликования описания 22.12,7 2) Авторы изобретен 1) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛ Э редлагаемо: ля подклю - счетчиков 1Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при построении измерительных приборов, используемых в ядерной физики, радиационной медицине.Известны устройства для определения экстремальных значений сигналов, содержащие генератор тактовых импульсов, преобразователь, вход которого подключен к входу устройства, коммутатор, ключи, триггер, блок сравнения, регистр, триггер экстремума, элемент И, счетчики, выходы которых через соответствующие ключи соединены с входами группы элементов ИЛИ, выходы которых подключены к информационному выходу регистра и первому входу блока сравнения, выход регистра соединен с первым выходом устройства и вторым входом блока сравнения, управляющий вход регистра подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход триггера экстремума соединен с вторым выходом устройства.Определение экстремальных значений в известных устройствах осуществляется путем сравнения последующего и предыдущего значений сигналов, накапливаемых за определенное время:одним счетчиком с последующей перезаписью в регистр оперативной памяти,двумя поочередно накапливающими устройствами, где временно неработающий счетчик выполняет функцию оперативной памяти.Увеличение количества значений накапли ваемых сигналов путем увеличения количества накопителей для запоминания ряда после.довательных значений сигнала не приводит и повышению точности работы устройства, таь как производится сравнение двух соседних о значений сигнала. Увеличение количествакодовых значений накапливаемых сигналои за счет увеличения времени накопления для уменьшения статистической погрешности вле чет за собой повышение временной погрешно 5 сти определения момента экстремума, чтухудшает динамические свойства устройства.Таким образом, технические реализацииметода определения экстремальных значений, основанного па сравнении двух соседних О смежных значений сигнала, предполагают, изависимости от конкретных обстоятельст альтернативное решение либо в польз уменьшения статистической погрешности, ли бо в пользу уменьшения временных погрев ностей определения экстремума.Целью изобретения является повышенииточности работы устройства.Это достигается тем, что в пустройстве выход преобразоватеО чен к счетным входам к(к)2), выходы коммутатора соединены соответственно с управляющими входами счетчиков и ключей, выход генератора тактовых импульсов через элемент задержки подключен к входу коммутатора и единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с выходом блока сравнения, единичный выход триггера подключен к нулевому входу триггера экстремума и к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход подкл 1 очен к единичному входу триггера экстремума.Это позволяет реализовать метод определения экстремумов случайных сигналов, основанный на сравненгги двух значений сигналов, накапливаемых за частично перекрывающиеся интервалы времени. Входной (или преобразованный) сигнал накапливается одновременно и параллельно в нескольких счетчиках, что дает возможность увеличить интервал времени накопления сигнала в т раз (т) 2) при сохранении частоты опроса, т. е. уменьшить вт раз статистическую погрешность определения экстремальных значений при сохранении динамических свойств устройства. При том же интервале времени накопления можно увеличить в т раз частоту опроса, т. е, улучшить динамические свойства устройства при той же статистической погрешности.Накопление входных импульсов счетчиками производится в течение интервала времени т Т с последовательным опросом одного из счетчиков в конце каждого интервала Т.Следовательно, статистическая погреш- ность 1 5 о 1б ооу лтТ у у гТ без увеличения погрешности определения момента экстремального значения, гдеи(г) - входная электрическая функция,б, - статистическая погрешность известных устройств.На фиг, 1 представлена схема описываемого устройства; на фиг 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие состояние обозначенных точек схемы.В состав схемы, изображенной на фиг. 1 входят счетчики 1 1 ъ преобразователь 2, ключи 3 Зъ группа элементов ИЛИ 4, регистр 5, блок 6 сравнения, триггер 7, триггор 8 экстремума, элемент И 9, коммутатор 10, генератор 11 тактовых импульсов, элемент 12 задержки, вход 13, выходы 14,15 устройства, выход 16 генератора 11.Успройспво работает следующим образом. Входной сигнал поступает на преобразователь 2, который преобразует его в частоту импульсов. Импульсы поступают параллельно на счетные входы счетчиков,коюрыеосуществляют накопление импульсов в течение времени тТ, где Т в интерв времени, зада 30 35 40 45 50 55 60 ваемый генератором 11 тактовых импульсов, В течение интервала Т один из счетчиков 1 через ключи 3, группу элементов ИЛИ 4 соединяется с входами блока 6 сравнения и регистра 5. Очередной тактовый импульс, поступая на,вход аинх 1 ронизации регисцра 5, осуществляет прием числа импульсов, накопившихся в этом счетчике, и через коммутатор 10 устанавливает этот счетчик в нулевое положение, подключая одновременно очередной счетчик через ключи и элементы ИЛИ 4 к входам регистра и блока сравнения, Счетчик, установленный в нулевое положение, начинает, а все остальные продолжают накопление входных импульсов.С проходом очередного тактового импульса осущееъвля 1 отся действия, описанные выше.Для каждого счетчика цикл длится время тТ, и для каждого счетчика начало цикла сдвинуто по отношению к началу цикла предыдущего устройства на интервал времени Т.В регистре 5 хранится результат счета предыдущего счетчика, и этот результат подается на входы блока 6 сравнения. На блок сравнения подается также нарастающий результат счета счетчика, подключенного с помощью ключей и коммутатора в текущий интервал времени Т,Если на входе устройства - нарастающий процесс, то в процессе накопления происходит сравнение нарастающего результата счета с предыдущим результатом, хранящимся в регистре 5, и импульс блока 6 сравнения устанавливает триггер 7 в нулевое положение, а очередной тактовый импульс, задержанный на элементе 12, возвращает его в единичное положение, подтверждая положение триггера 8 экстремума, При достижении максимума сравнения результатов счета не происходит, триггер 7 остается в единичном положении (состоянии), и очередной тактовый импульс проходит через элемент И 9 на вход триггера 8 экстремума. Триггер экстремума меняет свое состояние на противоположное - появляется сигнал, свидетельствующий о наступлении максимума. Потенциал на выходе 14 устройства показывает, что входная функция убывает,При достижении входной функцией минимума на выходе блока 6 сравнения появляется импульс, который запоминается триггером 7, и очередной тактовый импульс, возвращая триггер 7 в единичное состояние, опрокидывает триггер 8 экстремума в состояние нуль, свидетельствующее о достижении минимума. Потенциал на выходе 14 устройства показывает, что входная функция нара- стает Формула изобретения Устройство для определения экстремальных значений случайных сигналов, содержаРедактор С. Хейфиц Корректор Е. Хмелева Заказ 4907 Изд,1192 Тираж 864 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное МОТ, Загорский филиал 5щее генератор тактовых импульсов, преобразователь, вход которого подключен к входу устройства, коммутатор, ключи, триггер, блок сравнения, регистр, триггер экстремума, элемент И, счетчики, выходы которых через соответствующие ключи соединены с входами группы элементов ИЛИ, выходы которых подключены к информационному входу регистра и первому входу блока сравнения, выход регистра соединен с первым выходом устройства и вторым входом блока сравнения, управляющий вход регистра подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход триггера экстремума соединен с вторым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в 6нем выход преобразовагеля подключен к счетным входам к - счетчиков (к;- 2), выходы коммутатора соединены соответственно с управляющими входами счетчиков и клю чей, выход генератора тактовых импульсовчерез элемент задержки подключен к входу коммутатора и единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с выходом блока сравнения, единичной выход триггера 10 подключен к нулевому входу триггера экстремума и к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход подключен к единичному входу триггера экстре мума.