Устройство для суммирования сигналов

Союз Советских ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -сударственный комитет овета Миннст лам изобретенийн открытий(43) Опубликовано 05.03.77. (45) Дата опубликования о плетень хе 9 исакия 27.07.7 72) Авторы изобретения сквин, Г, П, Нагорный, С. М. Неел и В, И. Рязанов 1) Заявитель Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени олитехнический институт им. С. М. Киро(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУ ИРОВАНИЯ СИГНАЛ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.Известны устройства для суммирования сигналов, содержащие нуль-органы, генератор сканирующей величины и счетчиков (регистраторов), число которых равно числу суммируемых сигналов(1.Недостатком таких устройств является их сложность, возрастающая пропорциональпэ числу слагаемых.Ближайшим аналогом к данному пзобрс. теншо является устройство для суммирования сигналов, содеркащее генератор сканирующей величины, нуль-органы, триггеры, элементы ИЛИ, управляемый ключ, блок фиксации числа сработавших нуль-органов, управляемыи генератор тактовых импульсов, регистратор, индикатор нулевого уровня и переключатель. Первые входы нуль-органов подключены к соответствующим входам устрой:тва, а выходы - ко входам соответствующих триггеров, выходы которых подключены ко входам блока фиксации числа сработавших нуль-органов и элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом управляемого ключа. Блок фиксации числа сработавших нулорганов через переключатель соединен со входами генератора сканирующей велпчинь 1 и управляемого генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к другому входу управляемого ключа, выход которого соединен с регистратором 2.Указанное устройство не позволяет суммировать сигналы различного знака, что, например, важно при определении знакопеременной суммы отклонений от заданных уставок в устройствах автоматики, т. е. определение алгебраической суммы. Кроме того, в данном устройстве не определяется сумма нормируемых слагаемых (сумм слагаемых с различными весовыми коэффициентами), Указанная сумма представляет приближенное значение интеграла, определяемого по показаниям отдельных (точечных) детекторов, расположенных в поле контролируемого параметра,Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей устройства, т. е. определение алгебраической суммы сигналов и суммы нормируемых слагаемых.Эта цель достигается тем, что предлокенное устройство дополнительно содержит элемент задержки и узлы задания нормирующих коэффициентов, Выход индикатора нуле вого уровня через элемент задержки соединен с другими входами триггеров и с входом реверса регистратора, а другие входы нуль- органов подключены к выходам узлов задания нормпрующих коэффициентов, входы которых соединены с выходом генератора скаЗо нирующей величины.На фиг. 1 изображена схема устройства для суммирования сигналов; на фиг, 2 временная диаграмма, поясняющая его работу.Устройство для суммирования сигналов содержит генератор сканирующей величины 1, нуль-органы 2, триггеры 3, элемент ИЛИ 4, управляемый ключ 5, блок фиксации числа сработавших нуль-органов б, управляемый ге. нератор тактовых импульсов 7, регистраторО 8, индикатор нулевого уровня 9, переключатель 10, узел задания нормирующих коэффициентов 11 и временную задержку 12.Генератор сканирующей величины 1 пред ставляет собой колебательную систему, вы ходная величина которого изменяется по линейному закону различной полярности (см. фиг. 2). Регистратор 8 представляет собой управляемый реверсивный счетчик.Узел задания нормирующих коэффициен 0 тов предназначен для изменения амплитудь общей сканирующей величины, поступающей с генератора 1 без изменения периода сканирования, а согласно теории развертывающих систем преобразование сигналов во временной интервал дает возможность нормировки этих сигналов на соответствующие весовые коэффициенты, пропорциональные изменению амплитуды сканирующей величины.Узел задания нормирующих коэффициен- ЗО тов может быть выполнен по схеме делителя напряжения. Задержка 12 необходима длп устранения сбоев в работе устройства в мо мент изменения знака сканирующей величины. 35В исходном состоянии сканирующая величина с учетом нормирующих коэффициентов, поданная на первые входы нуль-органов 2, больше возможных значений положительных суммируемых сигналов, поданных на вторые 40 входы нуль-органов 2, Сигналы на выходах триггеров 3, элемента ИЛИ 4, индикатора нулевого уровня 9, а также блоков 6 и 7 отсутствуют. Управляемый ключ 5 закрыт.Рассмотрим работу устройства для слу чая, когда кодирование общих составляющи., в распределении амплитуд суммируемых сигналов проводится путем изменения частоты управляемого генератора тактовых импуль сов 7, В этом случае выход блока б через переключатель 10 подключен ко входу генератора 7.Сканирующая величина с выхода генератора 1 поступает на входы узлов задания нормирующих коэффициендов 11, благодаря этому достигается умножение каждого из суммируемых биполярных сигналов на соответствующий весовой коэффициент. Пусть требуется, например, определить алгебраическую сумму трех сигналов с нормирующими 6 О коэффициентами, два из которых (Х, и Х) положительные, а третий (Х) отрицательный.При уменьшении сканирующей величины с выходов узлов 11 от своего положительного максимального значения к нулю наступает момент равенства соответствующей сканирующей величины с сигналом (Х), (фиг. 2, Т,). В результате срабатывают соответствующий нуль-орган 2 и триггер 8 (фиг. 2, б). Непосредственно в этот момент сигнал с выхода блока б устанавливает частоту, равную т. е. частоту, пропорциональную числу сработавших нуль-органов, Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 4 открывает ключ 5, и импульсы с генератора 7 начинают с этого момента поступать на вход (+) регистратора 8 (фиг. 2, е), в котором начинает регистрироваться в коде слагаемое Х с соответствующим нор мирующим коэффициентом, частота с выхода генератора 7 остается фиксированной до того момента, пока не наступит равенство соответствующей сканирующей величины с сигналом Х, (фиг, 2, Т,). В этот момент срабатывает второй нуль-орган (фиг.2, в), что фиксируется устройством 6, и устанавливается частота с выхода генератора равной 2 о, т, е. пропорционально числу сработявших нуль-органов. С этого момента на вход (+) регистратора 8 (фиг. 2, е) через открытый ключ 5 начинает поступать частота, кратная числу общих составляющих в рас. пределении положительных амплитуд суммпруемых сигналов на данном интервале времени в такте сканирования. Данная частота остается фиксированной до тех пор, пока не наступит равенство положительного сигналя с соответствующей сканирующей величиной.В момент равенства положительной сканирующей величины нулю сигнал с выхода генератора 1 достигает своего отрицательного максимального значения, и срабатывает индикатор нулевого уровня 9 (фиг. 2, д), сигнал с выхода которого, задержанный схемой 12 на время переключения сканирующей величины, возвращает сработагшие триггсры в исходное состояние. При этом сигнал на выходе элемента 4 исчезает, ключ 5 закрывает ся, прекращая тем самым прохождение им пульса с генератора 7 на вход регистратора 8. Поскольку выход индикатора нулевого уровня 9 через задержку 12 связан со входом реверс регистратора 8, то сигнал с выхода задержки 12 переключает вход регистратора с (+) на ( - ), тем самымподготавливая регистратор 8 для суммирования отрицательных сигналов.При стремлении сканирующей величины с выходов узлов 11 от своего отрицательного максимального значения к нулю наступает момент равенства соответствующей сканирующей величины с сигналом Хз (фиг. 2, Тз), В результате срабатывают соответствующий нуль-орган 2 и триггер 3 (фиг. 2, г). Непо средственно в этот момент сигнал с выходя блока б устанавливает частоту, равную о и импульсы с генератора 7 начинают поступать на вход ( - ) регистратора 8 (фиг, 2, ж), при этом производится вычитание из число-импульсных эквивалентов суммы положительных сигналов Х, и Х, с соответствующими норми.549816 Е Л рующими коэффициентами до момента равенства сканирующей величины нулю,Таким образом, в регистраторе 8 запоминается алгебраическая сумма слагаемых с соответствующими весовыми коэффициентами.При вычислении нормированной суммы значений сигналов второй вход генератора сканирующей величины подключается к ис. точнику нормирующего сигнала.Если кодирование общих составляющих в распределении амплитуд суммируемых сигналов осуществлять путем изменения угла наклона сканирующей функции в соответствующие моменты времени в такте сканирования, то выход устройства фиксации числа сработавших нуль-органов 6 через переключатель 10 подключается к первому входу генератора 1. Частота генератора в этом случае остается фиксированной на протяжении всего такта сканирования. Динамика взаимодействия остальных элементов устройства остается прежней.Таким образом, описанное устройство позволяет вычислять алгебраическую сумму сигналов, что необходимо при решении за. дач, связанных с построением сумматоров в аналого-цифровых вычислительных устройствах и в цифровых регулятсрах, и вычислять сумму нормируемых сигналов, которая является эквивалентом интегралов, вычисляемых по показаниям точечных датчиков, расположенных в поле контролируемого параметра. Формула изобретения Устройство для суммирования сигналов,содержащее генератор сканирующей величины, нуль-органы, триггеры, элемент ИЛИ, управляемый ключ, блок фиксации числа сработавших нуль-органов, управляемый генератор тактовых импульсов, регистратор, инди катор нулевого уровня и переключатель, причем первые входы нуль-органов подключены к соответствующим входам устройства, а выходы - ко входам соотвезствующих триггеров, выходы которых подключены ко входам 1 Облока фиксации числа сработавших нуль-органов и элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом управляемого ключа, блок фиксации числа сработавших нуль-органов через переключатель соединен со входами 15 генератора сканирующей величины и управ.ляемого генератора тактовых импульсов, выход которого подк;почен к другому входу уп.равляемого ключа, выход которого соединен с регистратором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, 20 что, с целью расширения функциональныхвозможностей, устройство дополнительно содержит элемент задержки и узлы задания нормирующих коэффициентов; причем выход индикатора нулевого уровня через элемент 25 задержки соединен с другими входами триггеров и входом реверса регистратора, а другие входы нуль-органов подключены к выходам узлов задания нормирующих коэффициентов, входы которых соединсны с выходом генератора сканирующей величины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Темников Ф. Е. Теория развертывающих систем, Госэнергонздат, 1963, стр. 46 - 51. 2. Авт. св. СССР М 444182, кл, б 06 Г 7/50,от 17.04,73 (прототип),аказ 288,9641 НИИ Изд.476 Тирак 899 Государственного комитета Совета Минист по делам изобретений и открытий Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5