Устройство выделения моментов экстремумов сигнала

СОКИ СОВЕТСКИХ0 ФЗВВЮМИаапРВЙУЬЛИК ае ао Заз Н й/ьдИЗОБРЕТЕНИЙ66 ИЩТВУ ОПИСАНИ ЮРСКОМУ 3еГООМФМфСТВВ+1 ИЙ ИЩ 4 ИТЕТ СССР ДЕЛА ИЗОБРОЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР ф 664280 кл Н 03 К 5/ 153 ф 19092. Авторское свидетельство СССР В 953019, кл. Н 03 К 5/153, 24.03.81 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ВЬЗДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ЭКСТРЕМУМОВ СИГНАПА, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен со входной шиной, а выходы соединены с входом первого цифроаналогового преобразователя, с первой группой входов блока совпадения и входами первого элемен" та задержки, выяоды которого соединены с входами второго цифроаналогового преобразователя, с второй группой входов блока совпадения и входами второго элемента задержки выходы которого соединены с третьей группой входов блока сбвпадения, первый блок сравнения, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения более полного анализа исследуемогосигнала, в него введены второй блоксравнения, два вычитающих блока, третий цифроаналоговый преобразователь,три дополнительньвс элемента задержки, три сумматора по модулю два, дополнительный аналого-цифровой преобразователь, при этом вькоды первогон второго цифроаналоговых преобразователей подключены к входам первоговычитающего блока, выход которогоподключен к входам дополнительногоаналого-циФрового преобразователя,первым входам первого и второго бло"ков сравнения, выходы второго элемента задержки подключены к входамтретьего цифроаналогового преобразователя, выходы второго и третьегоцифроаналоговьв преобразователейподключены к входам второго вычитающего блока, выход которого подключенк второму входу второго блока срав-.нения, выходы блока совпадения иблоков сравнения подключены к первымвходам соответствующих сумматоровпо модулю. два и через соответствующие дополнительные элементы задержкик вторым входам соответствунзцих сумматоров по модулю два.9 11191Изобретение относится к импульсной технике, .а именно к устройствамсортировки импульсов по амплитуде,устройствам анализа сигналов по форме,а также к техни;е связи. 5Известно устройство выделенияэкстремумов сигнала, содержащее цифроаналоговый преобразователь, выходкоторого соединен с первым входомсхемы сравнения, первую дифференцирующую цепь, подключенную через инвертор к одному иэ выходов элемента ИЛИ, к остальным входам которогоподключены выходы первой и второйдифференцирующих цепей, а также генератор тактовых импульсов, триггер реверса, реверсивный счетчик, два элемента ИЗИ, два одновибратора, дифференцирующую цепь, элемент И 1,1 3.Недостатком таких устройств является низкое быстродействие, таккак, если числовой диапазон анализируемых сигналов составит Р, то макси"мальное время анализа составит РТ,где Т - период поступления тактовыхимпульсов,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство выделения моментов экстремумов сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которогосоединен со входной шиной, а выходысоединены со входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход которого черездервую дифференцирующую цепь соединен с иивертором и первым входом логического элемента ИЛИ, к другимвходам которого подсоединены выходинвертора и выход второй днфферен 46цирующей цепи, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены спервой группой входов блока совпадения и со входами .второго цифроаналогового преобразователя, выход ко 45торого соединен со вторым входом блока сравнения, вькоды первого элемента задержки соединены со второй группой входов блока совпадения и входами второго элемента задержки, выходы фЕкоторого соединены с третьей группойвходов блока совпадения, выход которого соединен с входом дифференцирую"щей цепи 23.Однако известное устройство поз- ээволяет определить незначительноеколичество параметров исследуемогосигнала, моменты максимумов и миниЬ 6 2мумов сигнала и амплитуду сигнала в этих точках, а также моменты постоянства сигнала, и не позволяет определить моменты равенства нулю второй производной и амплитуду первой производной, которые позволяют более полно проанализировать исследуемый сигнал, т.е. обладает низкими функциональными возможностями,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства за счет обеспечения более полного анализа исследуемого сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее аналого-цифрОвой преобразователь, вход которого соединен со входной шиной, а выходы соединены со входом первого цифроаналогового преобразователя, с первой группой входов блока совпадения и входами первого элемента задержки, выходы которого соединены со входами второго цифроаналогового преобразователя, со вто" рой группой входов блока совпадения и входами второго элемента задержки, выходы которого соединены с третьей группой входов блока совпадения, первый блок сравнения, второй вход которого подключен к шине нулевого ь, потенциала, введены второй блок сравненйя, два вычнтающих блока, третий цифроаналоговый преобразователь, три дополнительных элемента задержки, три сумматора по модулю два, дополнительный аналого-цифровой преобразователь, при этом выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам первого вычитающего блока, выход которого подключен ко входам дополнительного аналого-цифрового преобразователя, первым входам первого и второго блоков сравнения, вькоды второго эле" мента задержки подключены к входам третьего цифроаналогового преобразователя, выходы второго и третьего цифроаналоговых преобразователей подключены ко входам второго вычитаю- щего блока, выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, вьесоды блока совпадения и бло" ков сравнения подключены к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два и через соответствующие дополнительные элементы задержки ко вторьщ входам соответствукщих сумматоров по модулю два.66 3 1 119На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство вьщеления моментов экстремумов сигнала содержит аналогоцифровой преобразователь 1 (АЦП), до полнительный аналого-цифровой преобразователь 2, прн этом выход аналогоцифрового преобразователя 1 подключен к входу последовательно соединенных первого и второго. элементов 3 и 4 1 О задержки и к входу первого цифроаналогового преобразователя 5 (ЦАП), вход второго элемента 4 задержки подключен к входу второго цифроанаЪюгового преобразователя 6, а вьмод - 15 к входу третьего цифроаналогового преобразователя 7, при этом выход второго цифроаналогового преобразова теля 6 подключен к входу первого и второго вычитающих блоков 8 и 9, 20 выходы которьм соответственно подключены к входу первого и второго блокам сравнения 10 и 11, а вход второго элемента задержки 4 подключен к вхо" ду блока 12 совпадения, причем вьмоды 2 первого и второго блоков сравнения 10 и 11 подсоединены соответственно через дополнительные элементы задержки 13 и 4, выход блока 12 совпадения подсоединен через дополнительный элемент задержки 15 к входам суммато 30 ров 16 - 18 по модулю два, при этом вход аналого-цифрового преобразователя 1 подключен к входной шине 19, выход дополнительного. аналого-цифрового преобразователя 2 подключен к З 5 первой выходной шине 20, вькоды сумматоров 16 - 18 подключены соответственно к второй, третьей и четвертой шинам 21 - 23 выходных сигналов.Устройство работает следующим об О разом.Исследуемый сигнал 1 по шине 20 поступает на вход АЦП 1, который преобразует в цифровой код с требуемой точностью, которая определяется раз рядностью АЦП. Моменты постоянства исследуемого сигнала определяются, как постоянство цифровых эквивален- тов исследуемого сигнала 1, на входах АЦП в течение времени, равного 50 суммарному времени задержки элементами 3 и 4. Таким образом, на входы блока совпадения 12 поступают три цифровых кода, соответствующих исследуемому сигналу в три различных момента .55 времени, отстоящих друг от друга на время задержки элементами 3 и 4Вслучае равенства этих цифровых кодов на выходе блока совпадения 12 появляется сигнал логической "1".Так как на вход сумматора 18 по модулю два поступает сигнал с вьхода блока совпадения 12 и задержанный элементом задержки 15 на ьс , то нагф выходе сумматора 8 по модулю два появляется импульс длительностью дй при изменении состояния блока совпадения 12 с логического "0" на "1" и наоборот. Величину мгновенного значения исследуемого сигнала в моменты времени, соответствующие постоянству исследуемого сигнала снимают с вьмодов АЦПМоменты максимумов и минимумов исследуемого сигнала определяются, как моменты смены знака первой производной. Величина первой производной определяется как где д й,- величина времени задержкиэлементов Э и 4,Для этого цифровые коды с вьвсодаАЦП, задержанные на время д 1 элементом задержки 3, преобразуются в аналоговую величину с помощью ЦАП 5 иЦАП 6. Разность 0(С + д)-0(й)вычисляется первым вычитающим блоком8, который должен иметь коэффициентпередачи, равный величине (д) 1 Навьмоде вычитающего блока получаетсясигнал, равный величине первой производной. Полученное значение первойпроизводной преобразуют с помощью дополнительного АЦП в цифровой кодс заданной точностью, однако не вышечем точность АЦП.Знак первой производной определяет блок сравнения 10, в котором сиг"иал первой производной сравниваетсяс шиной нулевого потенциала. Еслипервая производная положительна, тона выходе блока сравнения 10 уста"навливается сигнал логической "1",если отрицательная, то - "О". Моменты смены знака первой производнойвыделяются с помощью элемента задержки 13 и сумматора 16 по модулю дватак, как это было описано выше, иснимаются по шине 21.Величина мгновенного значениямаксимумов и минимумов сигналов снимается с выходов АЦП.Моменты равенства нулю второйпроизводной определяются как моменты4 Тираж 861ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от13035, Москва, Ж, Раушская Подписноетета СССРрытийнаб., д. 4/5 Заказ 7471/4"Патентфф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 1119166 смены знака второй производной. Для этого получают два текущих значения первой производнойр, .-И )(0),- ФО Знак второй производной 0 определяется как зцп(0) - я 8 п (0),- (0),.Значение 0 получается на выходе 15 второго вычитающего блока 9 аналогично получению значения 0, при этом/коэффициент, передачи второго вычитаю- щего блока 9 равен величине коэффици 20 ента передачи первого,вычитающего блока 8 и равен (ьс,) . Сигналы с выходов вычитащцих блоков 8 и 9 сравниваются блоком сравнения 11. Моменты изменения выкодного логического уровня блока сравнения 11 соответствуют нулевым значениям второй производной и выделяются с помощью элемента задержки 14 и сумматора 17 по мо дулю два.Импульсы, соответствующие моментам времени равенства нулю второй производной снимаются по шине 22.Такий образом, предлагаемое устройство обладает более широкими функ" циональными возможностями по сравнению с известньм, так как позволяет определять дополнительные параметры исследуемого сигнала.