Устройство для определения момента наступления экстремума электрического сигнала

(53) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЪСТВУ ТОРСКО Выо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯМОМЕНТА НАСТУПЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМАЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА ни) ,Ж ди 1 674005 А 2(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении амплитудных анализаторов, например для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, Цель изобретения - повышение надежности и достоверности работы устройства за счет исключения возможности появления ложных сигналов - достигается применением размыкающего ключа 8 и блока 7 управления блокировкой выходного сигнала, содержащего элемент 14 запоминания, например статический триггер, дифференциальный элемент 10 срав1674005 нения, два пороговых элемента 11 и 12, размыкающий ключ 13, аналоговый запоминающий элемент 14, два конденсатора 15,16, Устройство содержит также усилитель 1. блок 2 опИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при поступлении амплитудных анализаторов и является усовершенствованием по авт. св. М 1432414,Целью изобретения является повышение надежности и достоверности работы устройства за счет исключения возможности появления ложных сигналов.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для определения момента поступления экстремума электрического сигнала; на фиг,2 - графики изменения напряжения во времени. Устройство содержит усилитель 1 с переменным коэффициентом усиления, блок 2 определения момента изменения коэф фициента усиления, блок 3 фиксации вычитаемого уровня, блок 4 разности, блок 5 дифференцирования, пороговый элемент 6, блок 7 управления блокировкой выходного сигнала и размыкающий ключ 8,Вход устройства соединен с первым входом блока 4 разности, входом блока 2 определения момента изменения коэффициента усиления и первым входом блока 3 фиксации вычитаемого уровня. Второй вход блока 4 разности соединен с выходом блока 3 фиксации вычитаемого уровня. Выход блока 4 разности через усилитель 1 с переменным коэффициентом усиления соединен со входом блока 5 дифференцирования, выход которого соединен с входом порогового элемента 6, выход которого через размыкающий ключ 8 соединен с выходом устройства.Второй (управляемый) вход усилителя 1 с переменным коэффициентом усиления соединен с выходом блока 2 определения момента изменения коэффициента усиления, со вторым (управляемым) входом блока 3 фиксации вычитаемого уровня и с первым входом блока 7 управления блокировкой выходного сигнала, третий вход которого соединен с первым входом блока 4 разности, а второй вход- с выходом усилителя 1 с переменным коэффициентом усиления, Выход блока 7 управления блокировкой выходного сигнала соединен со вторым (управляемым) входом размыкающего ключа 8,ределения момента изменения коэффициента усиления, блок 3 фиксации, вычитаемого уровня, блок 4 разности, блок 5 дифференцирования, пороговый элемент 6, 2 ил. Блок 7 управления блокировкой выходного сигнала содержит статический триггер9, дифференциальный элемент 10 сравнения, пороговые элементы 11 и 12, аналого 15 вый ключ 13, аналоговый запоминающийэлемент 14, конденсаторы 15 и 16, причемпервый вход блошка 7 управления соединенсо вторым(управляемым) входом аналогового ключа 13 непосредственно. и через кон 20 денсатор 15 с первым входом статическоготриггера 9, выход которого является выходом всего блока 7 управления. Второй входблока 7 управления соединен с первым входом аналогового ключа 13 и вторым входом25 элемента 10 сравнения, первый вход которого через аналоговый запоминающий элемент 14 соединен с выходом аналоговогоключа 13.Выход элемента 10 сравнения через по 30 роговый элемент 11 соединен со вторымвходом статического триггера 9, Третийвход блока 7 управления через последовательно соединенные пороговый элемент 12и конденсатор 16 соединен со вторым вхо 35 дом входом стирания) аналогового запоминающего элемента 14,Устройство работает следующим образом.Когда крутизна переднего фронта вход 40 ного сигнала больше уровня, задаваемогоуставкой в блоке 2 сопротивления моментаизменения коэффициента усиления, то навыходе блока 2 присутствует потенциалнизкого уровня - логический ноль. В этом45 случае коэффициент усиления усилителя1 является исходным (заданным),Когда крутизна исследуемого сигналастанет равна или меньше величины задаваемой уставкой в блоке 2, на его выходе50 появится потенциал высокого уровня - логическая единица, которая, поступив на второй (управляемый) вход усилителя 1,обеспечивает увеличение коэффициентаусиления.55 Для обеспечения усиления той части исследуемого сигнала, которая прилегает кточке экстремума с выхода блока 3 фиксации вычитаемого уровня на второй вход блока 4 разности с небольшим запаздываниемпо отношению к моменту изменения величины ка.:ф;", ци н 1 а усиления усилителя 1, выходе элемента 10 сравнения сменит по- поступит .аоень напряжения, равный то- лярнасть, что вызовет появление потенциму, которое присутствовало на оходе всего ала высокого уровня (логической единицы) устройства в момент, когда крутизна вход- на выходе порогового элемента 11, кото- ного сигнала стала равна величине. задава рый, поступив на второй вход статического емого уставкой в блоке 2. триггера 9, вернет ега в исходное паложеТаким образом, в связи с тем, что в ние "1, при катарам ключ 8 замкнется, этот момент времени текущая величина Таким образом будет произведена блоки- сигнала на первом входе блока 4 разности равка лажного сигнала и обеспечена будет незначительно превышать зафикси реакция устройства только на истинный рованную величину входного сигнала, по- экстремум,данного на второй вход блока 4 (это После исчезновения исследуемого сигпревышение обусловлено нарастанием нала со входа всего устройства и, следооавходного сигнала за время упомянутой тельно, с третьего входа блока 7 управления задержки, вызываемой временем замыка блокировкой на выходе порогового элеменния аналогового ключа в блоке 3 фикса- та 12 появится потенциал высокого уровции), может возникнуть ситуация, когда ня,ередний фронт катарога пройдет через разность этих сигналов на выходе блока конденсатор 15 и в качестве сигнала стира, усиленная в количество раз, соответст- ния поступит на второй вход аналогового вующее уже увеличенному коэффициенту 20 запоминающего элемента 14, переводя усиления усилителя 1, все же станет в пер- его в исходное состояние, Если скорость вый момент времени меньше того напря- нарастания сигнала на входе устройства жения на выходе усилителя 1, которое значительна, та к моменту поступления имело местодо начала вычитания фиксиро- фиксированного вычитаемого сигнала на ванного напряжения, Это может привести к 25 второй вход блока 4 разности уменьшаемое тому, что в укаэанный момент времени (т.е. текущий сигнал, поступающий на первозникает ложный экстремум, на который оый вход блока 4 разности) успевает дора- отреагирует блок 5 дифференцирования сти да такого значения, когда разность (фиг.2), этих двух сигналов, умноженная на увелиЧтобы исключить появление ложного 30 ценный коэффициент усиления, будет на высигналаодостиженииэкстремумавустрой- ходе усилителя 1 больше значения, ство введены блок 7 управления блакиров- сущестоаоаошега на этом же выходе в макай и размыкающий ключ 8. В момент мент, непосредственна предшествовав- получения с выхода блока 2 сигнала о том, ший изменению коэффициента усиления что крутизна входного сигнала упала до за усилителя 1. В этом случае на первый и данной величины, на первый вход блока 7 второй вход статического триггера 9 по- управления блокировкой, т.е. на второй уп- следовательно ва времени поступят два равляемый вход аналогового ключа 13 и сигнала: на размыкание, а затем на замы- через конденсатор 15 на первый вход стати- кание (возврат в исходное состояние) ключескоготриггера 9 поступитсигнал, который 40 ча 8, и время блокировки будет сведено к разомкнет аналоговый ключ 13 и переведет минимуму.статический триггер 9 из исходного положе- Формула изобретения ния "1" в положение "2", при котором ключ 1, Устройство для определения момента 8 размыкается. В связи с тем, что на анало- поступления экстремума электрического говом запоминающем элементе 14 в мо сигнала па авт. св. ЛЕ 1432414, о тл и ч а юмент размыкания аналогового ключа 13 щ е е с я тем; чта, с целью повышения запоминается мгновенное значение сиг- надежности и достоверности работы за счет нала на выходе усилителя в момент сниже- исключения возможности появления ложния крутизны входного сигнала да уровня, ных сигналов, в него дополнительно введеэадаваемого уставкой в блоке 2, блокиров ны блок управления блокировкой оыходного ка выхода всего устройства ключом 8 про- сигнала и размыкающий клепач, причем пердолжается до тех пор, пока это указанное вый вход блока управления блокировкой вызафиксированное значение (подаваемое ходного сигнала соединен с выходом блока на первый вход дифференциального эле- определения момента изменения каэффимента 10 сравнения) не станет равным или 55 циента усиления, третий ега вход соединен меньшим текущего значения нарастающе- с первым входом блока фиксации вычитаего напряжения на выходе усилителя 1, ко- мого уровня, второй вход - с выходом уситорое непрерывно поступает на второй лителя с переменным коэффициентом вход дифференциального элемента 10 усиления, а выхад-с вторым(управляемым) сравнения. В указанный момент сигнал на входом размыкающега ключа, пероьй вход1674005 ФпГ 2 Составитель Е,ИлюшкинТехред У.Уоргентал Ко р ре кто р У. Куче ря вая Редактор Н,Горват Заказ 2:,:-, 7 Тираж 397 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Уосква, ЖРаушская наб., 4(5 Гроизводственнп издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 которого соединен с выходом порогового элемента, а выход является выходом устройства.2, Устройство поп,1,отл ич а ю щеес я тем, что блок управления блокировкой выходного сигнала содержит статический триггер, дифференциальный элемент сравнения, два пороговых элемента, размыкающий ключ, аналоговый запоминающий элемент и два конденсатора, причем первый вход блока управления блокировкой выходного сигнала соединен с вторым управляемым входом размыкающего ключа непосредственно и через первый конденсатор - . с первым входом статического триггера, выход которого является выходом блока управления блокировкой выходного сигнала, второй вход которого соединен с первым входом размыкающего ключа и вторым входом дифференциального эле мента сравнения, первый вход которого через аналоговый запоминающий элемент соединен с выходом размыкающего ключа, выход дифференциального элемента сравнения через первый пороговый элемент со единен с вторым входом статическоготриггера, третий вход блока управления блокировкой выходного сигнала через последовательно соединенные второй пороговый элемент и второй конденсатор 15 соединен с вторым входом аналогового запоминающего элемента,