Устройство для определения экстремумов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ае ои МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРС 1 ВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;.ВИДйтВВСтв ПИС К АВТОРСКОМУ С(71) Специальное конструкторское бюро промышленной автоматики (53)656.05(088.8)(56) 1. Измерения, контроль, автоматизация, 1977, В 1, с. 16-31, В 3, с. 21-29.2. Авторское свидетельство СССР В 684594, кл. О 08 6 1/015, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЭКСТРЕМУМОВ, содержацее операционный усилитель, один вход которогоподключен к накопительному конденсатору, первый коммутатор, первый пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены резисторы, четыре коммутатора, одновибратор, интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный свыходом операционного усилителя,р;6 08 6 1/015/ Н 02 М 9 04 другой вход которого через первый резистор соединен с одной входной . клеммой устройства, к которой подклю.чены один вход первого коммутатора и ;один вывод цепочки последовательно соединенных второго, третьего, чет-. вертого, пятого и.шестого резисторов, другим выводом подключенной к одному , входу операционного усилителя, к другой входной клемме устройства подключен вход одновибратора, выход которого подключен к другому входу первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с первыми . входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, вторые входы которых подключены к входу одновибратора, а третьи ьходык источникам порогового напряЖения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвертого и пятого коммутаторов, каждый из которых включен параллельно соот- Я ветствующему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторов;Изобретение относится к устройствам для определения экстремумов иможет быть использовано при измерении параметров движения транспортныхпотоков в автоматизированных системахуправления дорожным движением, в аппаратуре исследования транспортныхпотоков, а также в устройствах автоматики и телемеханики.Известны принципы построения определителей экстремумов сигнала ифункциональные схемы ряда устройств,например аналогового определителя эк"стремумов с астатическим следящимуравновешиванием, содержащего ключ,операционный усилитель, интегрирую.,щую емкость, элемент ИЛИ, причемодин вход операционного усилителясвязан с шиной входных сигналов непосредственно, а другой вход -. черезключ и интегрирующую емкость, входы р 0ключа через элемент ИЛИ соединены свыходом операционного усилителя и систочником сигнала управления13 .В основе работы подобных устройств)лежит анализ формы сигналов, величина которых во много раз превосходитвеличину помехи, поступающей на тотже вход устройства. При использованииопределителя экстремумов для измерения параметров движения транспортныхпотоков на его вход с выхода детектора транспорта Поступает аналоговыйсигнал, который подвержен измейениям,под влиянием колебаний условий окружающей среды, причем изменения этимогут быть соизмеримы по амплитуде сполезным сигналом, однако имеют достаточно низкую скорость нарастанияфронта.,1Ближайшим по технической сущности 40к предлагаемому. является устройствоопределения экстремумов, применяемоев детекторе транспорта, содержащееоперационный усилитель, один входкоторого соединен с выходом выпрями- .:45.теля, а другой вход - с накопительнымконденсатором, выход операционногоусилителя подключен к пороговомуэлементу и к усилителю обратной связи, выход которого соединен с одним 50из входов коммутатора,. другим входомйодключенного к выходу пороговогоэлемента, а выходом - к накопитель"ному конденсатору 2,.Недостатком данного устройства яВляется значительная погрешаость определения характерных точек. Этосвязано с тем,: что длительность вход.ного сигнала изменяется в широкихпределах и происходит изменение скорости нарастания фронтов этого сиг- фналаПри определении ряда парамет.ров транспортного потока, напримерскорости, состава потока, которыеопределяются по форме аналогового,сигнала, поступающего ат детектора 65 транспорта, требуется высокаяточность определения точек экстремумов сигнала.Цель изобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в,устройство для определения экстремумов, содержащее операционный усилитель, один вход которого подклю" чен к накопительному конденсатору, первый коммутатор, первый пороговый элемент, введены резисторы; четыре ксммутатора, одновибратор, интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный с выходом операционного усилителя, другой вход которого через первый резистор соединен с одной входной клеммой устройства, к которой подключены один входпервого коммутатора и один вывод ценочки последовательно соединенных второго, третьего, четвертого, пятого и шестого резисторов, другим выводом подключенной к одному входу операционного усилителя,к другой входной клемме устройства подключен вход одновибратора,выход которого подключен к другому входу первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, вторые входы которых подключены к входу одновибрато-ра, а третьи входи - к источникам по-. рогового напряжения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвертого и пятого коммутаторов, каждый из которых включен параллельно соответствующему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторов.Начертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для определения экстремумов.Устройство для определения экстремумов содержит коммутатор 1, одновибратор 2, входы которых являются входами устройства и подключаются к выходам детектора транспорта,резистор 3, резисторы 4-8, образующие цепочку последовательно соединен,ных резисторов, параллельно которымвключены коммутаторы.9.-12 соответ-ственно, конденсатор 13, операционный усилитель 14, выходной блок 15,интегратор 16, пороговые элементы17-20, источники порогового напряже.ния (не показаны). Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все пороговые элементы 17-20 сброшены в нуль, в результате коммутаторы 9-12 разомкнуты. На вхоцы операционного усилителя 14 поступают сигналы, равные по величине, но сигнал, поступающий через последовательно соединенные ре10 зисторы 4-8 отстает во времени от сигнала, поступающего на другой. вход операционного усилителя 14, из-за наличия на выходе резистора 8 конденсатора 13. Время задержки определяется постоянной времениэтой цепи.При поступлении с выходов детектора транспорта аналогових сигналов на входы устройства. вследствие отставания во времени сигнала на одном из входов. операционного усилителя 14 на его выходе появляется раз" ностный сигнал, например положитель-ной полярности, который. присутствует до тех пор, пока возрастает входной сигнал. После достижения экстремума 15 входной сигнал начинает уменьшаться. На накопительном конденсаторе.13сигнал уменьшается с задержкой К(,.поэтому на вход операционного усилителя 14 поступает разностный сигнал отрицательной полярности, который .проходит на выход операцйонного уси-. лителя 14 и присутствет до тех пор, пока уменьшается входное напряжение устройства. При дальнейшем увеличе.нии входного напряжения (на выходе детектора транспорта) процесс повторяется снова.В связи с тем, что выходной сиг-. нал детектора при изменении скорости движения транспортных средств по длительности изменяется в широких пределах, что приводит к изменению скорости нарастания входного сигнала, возникает необходимостЬ более точного З 5 подбора параметров цепи, выполненной на резисторах 4-8 и накопительной. емкости 13. Для этого в момент появле.ния на первом выходе детектора транспорта аналогичного сигнала, поступаю-.40 щего йа первый вход устройства, с другого выхода детектора выдается сигнал присутствия, который поступа,ет на другой вход устройства и запускает одновибратор 2Импульсом за данной длительности с выхода одновибратора.2 включается коммутатор .1,через который аналоговый сигнал по"ступает на интегратор, имеющий постоянную времениГ . В зависимости отскорости нарастания входного сигналаза заданный промежуток .времени накопительная емкость интегратора 16 заряжается до определенного уровня и взависимости от этого уровня срабатывают соответствующие пороговые элементы 17.-20, имеющие различные пороги срабатывания, после чего срабатывают соответствующие коммутаторы 9-12,которые шунтируют соответствующиерезисторы 4-7, что приводит к изменению постоянной времени Г. Если напряжение на конденсаторе 16 превыша-.ет уровень порога срабатывания последнего порогового элемента 17,срабатывают все коммутаторы 9-12 и постоянная времениГопределяется сопротивлением резистора 8,и емкостьюконденсатора 13. Сброс пороговых элементов 17-20 и коммутаторов 9-12осуществляется задним фронтом вход:ного сигнала, поступающего с первого выхода детектора транспорта,Постоянная временидля последовательно включенных резисторов выбирается таким образом, чтобы на выходе операционного усилителя 14 временные изменения входного сигналаустройства (выходного сигнала детектора транспорта), вызванные изменением условий окружающей среды, нефиксировались. Выходной сигнал операционного усилителя 14 поступает ввыходной блок 15, который формируетимпульсй, соответствующие экстремумамвходного сигнала.Точность предлагаемого устройстваможет быть повышена путем увеличенияколичества коммутаторов, позволяющихболее точно подобрать значение постоянной времени Ы-цепи.Экономический эффект от использования изобретения обусловлен еготехническими особенностями,4401 4 ак 1Филиал ППП Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная,7 Тираж 618ВНИИПИ Государственногпо делам. изобретений 113035, Москва, Ж-Э 5, Раук Подписнокомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5