Устройство для интегрированияпикообразных сигналов

О П ИС А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 311078 (21) 2 б 79197/18-24с присоединением заявки Нов(Я)м, кл,з С 06 О 7/18 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150481 2) Авторыизобретени А,Ниязов, М ро ститут:кибернетики с вычисли АН Узбекской ССР(71) Заявите ТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯ ПИКООБРЮН СИГНАЛОВ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при автоматизированной обработке данных Физико- химического анализа, когда обрабаты 5 ваемые сигналы имеют пикообразный вид известной формы.Известен интегратор сигналов, им щих иикообразный вид 1, содержащи блок измерения амплитуды, множитель- . ный блок и блок измерения среднеквадратического отклонения, выполненный на генераторе экспоненты, узел извлечения квадратного корня и измеритель временного интервала.15Недостатком такого ус ройства является невысокая точност интегрирования,ею 10 т ь 0 тво для интегриро ющих форму пикадящий аналого-.цифль, блок определегистр, преобразовачетчик, триггеры, ры и управляемый в- зме 30 Известно устройс вания сигналов, име 21, содержащее еле ровой преобразовате ния экстремумов, ре тель код-частота, с элементы И, резисто ключ. Недостатком этого устройства ляется ограниченность диапазона нення входных сигналов, Наиболее близким к изобретению является устройство для интегрирования пикообразных сигналов 3, содержащее следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к входу устройства, шинами сложения и вычитания - к входам блока определения экстремумов, а цифровым выходом - к входу преобразователя код- частота, соединенного выходом с пер-вым входом элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата, а второй вход соединен с прямым выходом блока определения экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу следящего аналого-цифрового преобразователя, причем на информационном входе следящего аналого-цифрового преобразователя включена цепь, состоящая из параллельно соединенных между собой первого масштабирующего резистора и цепочки, образованной последовательно соединенными вторым масштабирующим резистором и ключом, управляющий вход которого соединен с пряьаюм выходом блока определения экстремумов.Недостатком этого устройства является ограниченность диапазона изменения входных сигналов.ЭтО объясКроме этого, следящий аналого-цифровой преобразователь содержит масштабирующие резисторы, ключ, узел токовой компенсации, реверсивный счетчик, одновибраторы, элементы И и ИЛИ, генератор тактовых импульсов и,нуль-орган, подключенный входом через первый масштабирующий резистор к информационному входу следящего 40 аналого-цифрового преобразователя, а выходами - к первым входам первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых импульсов, причем выход пер вого элемента И подключен к шине сложения следящего аналого-циФрового преобразователя, первому входу третье, го элемента И и через первый одновибратор - к входу управления сложением реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен через второй одновибратор с выхоДом элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам второго и третьего элементов И, а вход управления вычитанием реверсивного счетчика соединен через третий одно- вибратор с шиной вычитания следящего аналого-циФрового преобразователя- и выходомвторого элемента И, причем второй вход третьего элемента И под фключен к блокирующему входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходы разрядов реверсивного счетчика соединеныс цифровым выходом следящего аналого-цифрового преобра няется тем, что при срабатывании бло.ка определения экстремумов происходит изменение масштаба сигнала, подаваемого на вход следящего, аналого-цифро 4вого преобразователя в враз(где и 1), т.е. масштабированный сигнал может превысить верхнюю границу рабочего диапазона входных сигналов следящего аналого-циФрового преобразователя.Целью изобретения является увеличение диапазона изменения входных сигналовС этой целью в .устройстве для интегрирования пикообразных сигналов, содержащем следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный инфор-. мационным входом к входу устройства, шинами сложения и вычитания - к входам блока определения экстремумов,а цифровым выходом - к входу преобразователя код-частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, 20 выход которого подключен к входу .счетчика результата, а второй вход соединен с прямым выходом блока определения экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему вхо ду следящего аналого-цифрового преобразователя, инверсный выход блока определения экстремумов дополнительно соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого- ЗО цифрового преобразователя. зователя и с выходами узла токовой компенсации, выход которого через параллельно соединенные второй масштабирующий резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, причем управляющий вход ключа соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого-цифрового преобразователя.На чертеже изображена блок-схема устройства для интегрирования пикообразных сигналов.Устройство содержит следящий аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный информационным входом к входу 2 устройства, шинами сложения и вычитания - к входам блока определе- . ния экстремумов З,а цифровым выходом - к входу преобразователя код-частота 4, соединенного выходом с первым входом элемента И 5, выход которого подключен к входу счетчика результатов б, а второй вход соединен с прямым выходом блока определения экстремумов 3, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу и к входу управления масштабом преобразования преобразователя 1. Нреобразователь 1 содержит масштабнрующие резисторы 7 и 8, ключ 9, узел токовой компенсации 10, реверсивный счетчик 11, одновибраторы 12;14, элемент ИЛИ 15, элементы И 16-18, генератор тактовых импульсов 19 и нуль-орган 20. Нуль-орган 20 подключен входом через первый резистор 7 к информационному входу преобразователя 1, а через параллельно соединенные второй резистор 8 и ключ 9 - к выходу узла токовой компенсации 10. Выходы нуль-органа 20 соединены с первыми входами первого и второго элементов И 16, 17, подключенных вторыми входами к выходу генератора 19. Выход первого элемента И 16 под-. ключен к шине сложения преобразователя 1, первому входу третьего элемента И 16 и через первый одновибратор 12 к входу управлении сложением счетчика 11, Счетный вход счетчика 11 сое-, динен через второй одновибратор 13 с выходом элемента ИЛИ 15, подключенного входами к выходам элементов И 17 и 18. Вход управления вычитания счетчика 11 через третий одновибратор 14 соединен с шиной вычитания преобразователя 1 и с выходом элемента И 17. Выходы разрядов счетчика 11 подключены к цифровому выходу преобразователя 1, блокирующий вход которого соединен со вторым входом элемента И 18.Устройство для интегрирования работает следующим образом.В исходном состоянии счетчик . результатов б обнулен. На вход управления масштабом преобразования преобразователя 1 и на блокирующий вход преобразователя 1 с инверсного выхода блока определения экстремумов 3 подается разрешающий потенциал, т.е. ключ5 и 0,456 0,706 0,822 0,882 Формула изобретения 1. Устройство для интегрированияпикообразных сигналов, содержащееследящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к входу устройствашинами сложения и вычитания - к входам блока определения экстремумов, а цифровым выходом - к входу преобразователя код-частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, выхдд которого подключен к входу счетчика результата а второй вход соединен с прямыМ выходом блока определения экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу следящего аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения диапазона изменения входных сигналов, инверсный выход блока определения экстремумов соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого-цифрового преобразователя.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что следящий аналого-цифровой преобразователь содержит масштабируЮщие резисторы, ключ, узел токовой компенсации, реверсивный счетчик, одновибраторы, элементы И и ИЛИ, генератор тактовых импульсов и нуль- орган, подключенный входом через первый масштабирующий резистор к информационному входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами - к первым входам первого и второго эле-, ментов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых им 9 замкнут, а элемент И 18 открыт. Спрямого выхода блока 3 на вход элемента И 5 подается запрещающий потенциал,Входной интегрируемый сигналс входа 2 поступает на информационный вход преобразователя 1, на цифровом выходе которого в реальноммасйтабе времени получается двоичный код, соответствующий второмусигналу, .На 1 выходе преобразователякод-частота 4, подключенного входомк цифровому выходу преобразователя.1,формируется частота импульсов, соответствующая входному сигналу. При достижении входным сигналом своего пикового значения срабатывает блок определения экстремумов 3, который сигналом со своего прямого выхода открывает элемент И 5. С этого моментасчетчик 6 начинает считать импульсыс выхода преобразователя 4. Одновременно с этим блок 3 сигналом со своего инверсного выхода размыкает ключ9 и запирает элемент И 18, блокируярежим сложения преобразователя 1. Нриразмыкании ключа 9 ток узла токовой 25компенсации 10 начинает протекатьчерез второй масштабирующий резистор8, вследствие чего изменяется масштаб преобразования преобразователя1, а именно, напряжение обратной свя- ЗОзи на входе нуль-органа 20 умножается на коэффициент перемасштабирования и (п(1),т.е. становится меньше.На выходе нуль-органа 20 вырабатывается сигнал сложения, но из-за бло- Зкировки режима сложения импульсы генератора 19 через элемент И 18 не проходят на счетный вход счетчика 11..поэтому экстремальное значение входного сигнала в виде двоичного кодасохраняется до момента времени, со Оответствующего уменьшению входногосигнала до перемасштабированного значения напряжения обратной связи.В момент сравнения напряженийна входе нуль-органа 20 блок определения экстремумов 3 вырабатывает сигналы, которые запирают элемент И 5,замыкают ключ 9 и снимают блокировку с элемента И 18,Площадь 5 сигнала пикообразной у)формы в общем случае определяетсяпо соотношению"Отах )где М - постояйный коэффициент, зависящий от коэффициента перемасштабирования и;- ширина пикообразной функции,определяемая от момента.времени, соответствующегоэкстремуму входного сигнала, до момента времени, соответствующему сравнению сзаранее известной частьюэкстремума оОО - экстремальное значение пикаЮаахвходного сигнала.65 Так, например, если входной пико- образный сигнал описывается Функцией Гаусса, то между М и и существует следующая зависимость:После выполнения операции вычитания площади пика эта площадь, соответствующая коду счетчика 6 в момент второго срабатывания блока 3, считывается на выход устройства,а затем счетчик 6 обнуляется (соответствующие цепи на чертеже не показаны,.Таким образом, рассмотренное устройство по сравнению с прототипом позволяет увеличить диапазон изменения входных сигналов в 1/и код, а кроме этого, позволяет повысить быстродействие устройства за счет уменьшения разности сравниваемых сигналов на входе нуль-органа 20 в момент изменения масштаба преобразования.822205 Составитель С. КаэиновРедактор Каминская Техред М,фадорнак Корре.Билак аж 745 омитета ССС открытий ская наб.,Подписи 5 Филиал ППП "Патент 1, г, Ужгород, ул.Проектна пульсов, причем выход первого элемента И подключен к шине сложения следяшего аналого-цифрового преобразователя, первому входу третьего элемента И и через первый одновибратор - к входу управления сложением реверсивного счетчика, счетный вход которого5 соединен через второй одновибратор с выходом эдемента ИЛИ, подключенного входами к выходам второго и третьего лементов И, а вход управления вычианием реверсивного счетчика соединен через третий одновибратор с шиной вычитания следящего аналого-цифрового преобразователя и выходом второго элемента И, причем второй вход третьего элемента И подключен к блокирующему 15 входу следящего аналого-циФрового преобразователя, а выходы разрядов реверсивного счетчика соединены с цифровымвыходом следящего аналого-цифрового акаэ 1856/75 Тир ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушпреобразователя и с выходами узла токовой компенсации, выход которого черезпараллельно соединенные второй масштабирующий резистор и ключ подключенк входу нуль-органа, причем управляющий вход ключа соединен с входом управления масштабом преобразованияследящего аналого-цифрового преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 544975, кл, Ц 06 б 7/18, 1972. 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке .М 2618898/18-24,кл, ( 06 6 7/18, 1978. 3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2580505/18-24,кл.С 06 С 7/18, 1978 (прототип),