Устройство для определения параметров экстремумов

(11) 547702 ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 18.04,75 (21) 212753 01 присоединением заявки осударствениыи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет Бюллетень И 3) Опубликовано 25.02 5) Дата опубликовани(71) Заявит ПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКСТРЕМУМОВ(54 УСТРОИСТВО устройства выхот к двум пороговьсоединены, соответи "вычитание" реве ляется входом в ычи тающего м элементам,блока подключе выходы которых нами "сложение чика; генератор ключен ко входу счетчика регистр экстремумов, вх дами соответств выхо - с сгвенно, с ши. рсивного счет. которого подткаи ко входу импульсов, выход реверсивного счет атора времени; б 1 делени с выхо. нтов, а оды которого соединеньующих пороговых элеляюшим входом счетчи пление точно 1) ополнительное к авт. Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в измери.тельных приборах для определения моментов времени и величин локальных экстремумов.Известны аналогичные устройства, построенные на основе следящего аналого-цифрового преобразователя исследуемого сигнала, 1, 2. В них момент экстремума фиксируется как момент реверса ре.версивного счетчика.Устройство 1 содержит, кроме следящего 10 аналого-цифрового преобразователя, логическую схему, построенную на триггерах. На выходе логической схемы вырабатыв ается сигнал (скачок напряжения), определяющий момент переключения реверсивного счетчика. 15Однако работу известного устройства характе.ризует невысокая точностьопределения моментов экстремумов из-за запаздьгвания в переключениях реверсивного счетчика, особенно если сигнал в окрестности экстремума имеет малую кривизну. 20Прототипом изобретения является устройство из мерения экстремальных параметров содержащее реверсивный счетчик, выход которого связан через преобразователь кода в напряжение с одним из входов вычитающего блока, другой вход которого 25 д уттрав ка регист.ратора времени 2 .Однако известное устройство обладает недоста.точной точностью определения момента экстремумав точках с малой кривизной - второй производнойсигнала. Этовызвано конечной точностью преобразования величины сигнала в код и тем, что н нем замомент экстремума принимается момент, когдаблок выделения экстремума, входящий в составустройства, фиксирует смену знака производнойисследуемого сигнала,Целью изобретения является повь с.ти определения момента экстрел 1 ума,Это достигается тем, что устройство доно(питель.но содержит с.етчик длительности экстремума, идолкоторого подключен к выходу гснера тора импульсон,управляющий вход - к выходу блока выделения экстремумов, а выход счетчика длительности экстремума соединен с суммирующим входом счетчика - регистратора времени,На чертеже представлена блок схема устройства.Оно содержит следящий преобразователь 1 напряжения в код, в состав которого входят вычи. тающий блок 2, преобразователь 3 кода в напряжение, пороговые элементы 4 и 5. и реверсивный счетчик 6; блок 7 выделения экстремумов, счетчик 8 длительности экстремума, счетчик-регистратор времени 9, генератор импульсов 10,Существует достаточно широкий класс сигналов (наиболее часто встречаемых на практике), которые в окрестности, близкой к экстремальному значению, с достаточной точностью можно считать симметричными относительно точки экстремума. Причем с приближением к точке экстремума (уменьшением этой окрестности) симметричность проявляется все сильнее, Это объясняется конечным значением максимума третьей производной реальных сигналов.Для таких сигналов (применительно к преобразованию с помощью следящего преобразователя напряжение в код) истинный максимум сигнала будет находится вблизи середины между значе. ниями смены знака первой производной сигнала. Именно это свойство сигнала используется в пред. лагаемом устройстве.В предлагаемом устройстве одновременно с определением момента экстремума (как это делается в известном устройстве) определяется длительность экстремального значения сигналов, т.е. интервала времени, в течение которого цифровая форма сигнала сохраняет экстремальное значение, Затем определяется уточненное значение момента экстремума, равное разности между моментом экстремума, определенной как в известном устройстве, и половиной длительности экстремального значения, Этим повышается точность определения момента экстремума.Устройство работает следующим образом.Пороговые элементы 4 и 5 имеют уровни сраба. ть.вания, отличающиеся на один квант дУ преобразования сигнала по амплитуде и равны соответст.венно -0,5 ь 6 и+О,УЮ.Логика работы блока 7 вьщеления экстремума такова, что сигнал на его выходе будет лишь после перехода обоих пороговых элементов из режима "сложение" на режим "вычитание", или наоборот. Если пороговые элементы 4 и 5 находятся в разных состояниях, то сигнал на выходе блока экстрему. ма 7 не вырабатывается.Счетчик 8 предназначен для измерения длительности перехода реверсивного счетчика 6 из режима"сложение" в режим "вычитание", и наоборот, ипредставляет собой двоичный счетчик, увеличи.вающий свой код на единицу по каждому импульсугенератора импульсов 10 в те интервалы времени,5 когда реверсивный счетчик 6 не изменяет своегосодержимого.Счетчик-регистратор времени 9 работает от техже импульсов генератора 10 в удвоенном масштабесчета,1 О При появлении на выходе блока выделенияэкстремума 7 импульса содержимое счетчика 8 вычитается из содержимого счетчика-регистраторавремени 9 и таким образом, образуется уточненноезначение времени появления очередного15 экстремума.Цикл заканчивается выдачей кода времени ивеличины экстремума во внешние устройства.Предложенная схема позволяет существенноувеличить точность определения момента экст.20 ре мума,Формула и зоб рете ни я25 Устройство для определения параметров экст.ремумов, содержащее реверсивный счетчик, выход которого связан через преобразователь кода в напряжение с одним из входов вычитающего блока, другой вход которого является входом устройства, 30 выход вычитающего блока подключен к двум лоро.говым элементам, выходы которых соединены соответственно с шинами "сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика, генератор импульсов, выход которого подключен ко входу реверсивного М счетчика и ко входу счетчика. регистратора времени,блок выделения экстремумов, входы которого соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, а выход - с управляющим входом счетчика-регистратора времени, о т л и ч а ю щее ся тем, что, с целью повышения точностиопределения момента экстремума, оно дополнительно содержит счетчик длительности экстремума, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, управляющий вход - к выходу блока 45 выделения экстремумов, а выход счетчика длительности экстремума соединен с суммирующим входом счетчика- регистратора времени.Источники информации, принятые во внимание50 при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР ЯО 301709,М.,Кл 6 06 6 7/12 от 1969 г.2, Вычислительная техника в машиностроении,Научно. технический сборник, 1965, вып. 1, с. 35355 (прототип).547702 рректор актор Л. Народная Тираж 1101 ПодписноеЦННИПН Го а Сов ров СССР Заказ 874/98 кая наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул, Проектня,Составитель Г. ОсипТехред. А. Богдан сударственного комитет по делам изобретений 035, Москва, Ж - 35, Рау ет Минист ьпнй