Устройство для определения локальных экстремумов

(191 (11) ЕТ МУ СВ ЕЛЬСТВУ К АВТО ФГОСУДАРСТ 8 ЕНЙЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИ(56) Авторское свидетельство СССР В 534762, кл. С 06 Р 7/Об, 1975.Авторское свидетельство СССР В 1005032, кл.С 06 Р 7/06, 1981 (прототип),"(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕЛЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЬБ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее распределитель импульсов, два регистра, две схемы сравнения, регистры порога и номера канала, счетчик номера канала, причем входы кода выборки исходной Функции устройства подключены к установочным входам первого регистра, выходы которого соединены с первой группой входов первой схемы сравнения и с установоч ными входами второго регистра, выходы которого подключены к второй группе входов первой схемы сравнения и первой группе входов второй схемы сравнения, входы задания порога устройства соединены с установочными входами регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, вход запуска устройства подключен к входу запуска .распределителя импуль" сов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами разрешения записи первого и второго регистров.и счетным вхо" дом счетчика номера канала, выходы разрядов которого соединены с установочными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами кода номера канала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения устройства, оно содержит триггер, элемент И и Формирователь переднего Фронта импульса, причем выход первой схемы сравнения соединен с информационным входом триггера, вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу распределителя импульсов, а выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к , выходу второй схемы сравнения, а выход соединен с входом разрешения записи регистра номера канала и входом формирователя переднего фронта импульса, выход которого являет"ся выходом наличия экстремума, выход второго регистра является информационным выходом устройства.Изобретение относится к автоматию и вычислительной технике и можетЖтть использовано в устройствах обработки информации, устройствах распознования образцов, устройствах обработки спектров сложных сигналов.Цель изобретения - упрощениеустройства,На чертеже представлена структурная схема устройства.1 ОУстройство содержит распределитель 1 импульсов, первый регистр 2,схему 3 сравнения, второй регистр 4,триггер 5, схему 6 сравнения, регистр7 порога, элемент И 8, формирова- . 15тель переднего Фронта импульса 9, регистр 10 номера канала, счетчик номера канала 11, входы кода выборки исходной функции 12 устройства,вход запуска 13 устройства, вход . 20задания порога 14 устройства, информационные выходы 15 устройства, выход 16 устройства, выходы кода номера канала 17 устройства.Назначение элементов устройства 5следующее.Первый и второй регистры 2 и 4служат для временного хранения последующей и предыдущей выборок иссле.дуемой функции с 1; и Й;, . 30Схема 3 сравнения служит для сравнения поступающих на вход выборок,причем на выходе схемы 3 сравненияпоявляется сигнал нулевого потенциала при монотонно возрастающем харак- З 5тере поступающих выборок функцииЙ, ) д;, а при убывающем характере -сигнал единичного потенциала. Регистр 7 порога служит для хранениязначениЯ кода дппоРогового значениЯ, 40при непривышении значения которого количество поступающих. выборок позволяетисключить последние из канала. связис системой, производящей вторичнуюобработку информации, 45Схема 6 сравнения служит длясравнения кода й , хранящегося врегистре 7 порога с кодом выборки врегистре 4, причем на выходе второйсхемы 6 сравнения сигнал единичного 50потенциала лишь при условии превышения выборки й, в регистре 4 кодапорога 1 п. Триггер 5, элемент И 8, формирователь 9 служат для запоминания 55монотонного характера изменения выбо"рок функции и момента смены этогохарактера (например, смены знака производной с положительного на отрицательный). Причем формирователь 9 запускается лишь по переднему фронту сигнала с выхода элемента И 8 ("0" - "1") . Счетчик 11 и регистр 10 адреса служат для формирования кода номера выборки функции, находящейся в регистре 4, и запоминания кода выборки в регистре 10 адреса в момента локального экстремума.Распределитель 1 импульсов служит для формирования четырех фаз тактовых импульсов ТИ 1, ТИ 2, ТИЗ, ТИ 4 неперекрывающихся во времени, причем генератор. 1 работает в ждущем режиме и запускается по синхросиг" налам на втором входе 13 устройства и после формирования последнего такта ТИ 4 заканчивается формирование серии тактов по этому сигналу на входе 13. Распределитель 1 импульсов может быть выполнен, например, на базе типового многофазного мультивибратора или на базе интегральных схем К 155 АГЗ (одновибратор), последовательно включенных одновибраторов таким образом, что окончание Формирования выходного импульса на предыдущем вызывает начало формирования тактового импульса навыходе последующего одновибратора. Формирователь 9 может быть выполнен, например, на базе дифференцирующей цепочки или одновибратора (К 155 АГЗ) (схемы 3 и 6 сравнения могут быть исполнены, например, на базе микросхем К 561 ИП 2, представ ляющей 4-разрядную схему сравнения. Остальные элементы устройства: элемент И, триггер, регистры, счетчик являются типовыми в цифровых интегральных сериях К 155, К 56 1 и др.Входы 12 устройства служат для ввода кода выборок функции, Вход 13 устройства служит для ввода синхронизирующих импульсов от внешнего устройства, сопровождающих поступление на входе 12 устройства выборок исследуемой функции. Входы 14 устройства служат для ввода кода порогового значения.с 1 для исключения из последующей обработки локальных экстремумов, непревышающих этот порог. Выходы 15 устройства служат, для вывода значения локальных экстремумов, сопровождаемых синхроимпульсами по второму выходу 16 устройства.1164694 4 первой группе входов схемы 6 код с Адреса (номера канала) локальныхэкстремумов выборок функции поступают на выходы 17 устройства.Устройство работает следующим образом, 5В исходном состоянии первый и второй регистры 2 и 4, регистр 10, -триггер 5 устанавливаются в нулевое состояние., В регистр 7 порога записывается цифровой код Й порога, В счетчик 11 записываются "0" во все разряды счетчика (все входы начальной установки элементов .устройства с целью исключения загромождения второстепенными связями на чертеже не показаны).. По первой группе информационных входов 12 поступает кодЙ 1 дискретной выборки исследуемой функции, сонровождаемый синхроимпульсом по входу 13 устройства, по которому и запускается генератор 1 импульсов, Пос" тупление по входу 13 устройства синхроимпульса означает, что внешнее устройство (не показано). выстазило очередной код выборки исследуемой функции и до.прихода очередного синхраимпульса устройство должно произвести анализ на экстремум.В первом такте ТИ 1 содержимое 30 первого буферного регистра 2 переписывается во второй регистр 4 по переднему Фронту тактового импуль- са ТИ 1, поступающего на синхрониэирующий вход второго регистра 4. По скольку в исходном состоянии регистр 2 обнулен, то и второй регистр 4 после этого такта ТИ 1 сохранит нулевое состояние. Во втором такте ,ТИ 2 происходит перезапись кода Й 1 40выборки исследуемой функции с входов .12 устройства в первый регистр 2 К началу третьего такта ТИЗ на выходе первой схемы 3 сравнения выставляется соответствующий потенциал, 45 удовлетворяющий условию ее функционирования, а именно: при наличии иа ее входах кода, превышающего код на ее второй группе входов, на выходе схемы 3 сравнения вырабатывается нулевой потенциал, .поскольку 61О, В третьем такте ТИЗ стробируется состояние выхода схемы 3 срав. нения с целью его перезаписи в триггер 5 по переднему фронту сигнала тактового импульса ТИЗ, а так как в исходном состоянии триггер 5 обнулен, то и по третьему такту он не изменяет своего состояния, ана его выходе остается нулевой потенциал, запрещающий срабатывание элемента И 8. Аналогично и по второмувыходу элемента И 8 выставляетсянулевой потенциал, поскольку невыполняется условие выработки второй схемой 6 сравнения разрешающего потенциала ("1"), так как на выхода второго буферного регистра 4 не превышает код порога Йп на ее второй группе входов.В четвертом такте ТИ 4 счетчик 1 1 увеличивает содержимое на "+1", т.е. на его выходе выставляется код 0001 номера первого канала (адреса) первой выборки исследуемой функции. Далее, с внешнего устройства на первую группу входов 12 устройства. поступает код Й следующей выборки исследуемой функции, причем, например, при возрастающем ее характере Й) д . По второму синхроимпульсу по входу 13 устройства запускается распределитель 1 импульсов, В первом такте ТИ 1 содержимое. регистра 2 й 1 переписывается вовторой буферный регистр 4, а повторому тактовому импульсу ТИ 2в первый буферный регистр 2 записывается код второй выборки исследуемай функции. Поскольку код д на первой. группе входов первой схемы 3 сравнения превышает код Й на ее второй группе входов, то навыходе схемы 3 сравнения будет нулевой потенциал. Аналогично в третьем такте ТИЗ триггер 5 не.изменяет своего состояния, .которое блокирует по первому входу элемента И 8 .запуск формирователя 9. В четвертом такте ТИ 4 содержимое счетчика11 увеличивается,еще.на "+1", Примонотонно возрастающем характерекодов выборок функции Й;Й; состояние второго выхода устройства неизменяется (отсутствие экстремума)Однако при смене монотонного характера функции, а именно смена знака производной с положительного наотрицательный й; ( дй; , например, к моменту поступления нагруппу входов.12 устройства кодай выборки функции, удовлетворяющей последнему условию, во второмбуферном регистре 4 хранится код10 Й, 1 выборки функции, в первом регистре 2 - код Й; выборки функции, а в счетчике 11 код номера "1" выборки Функции, хранящейся во втором регистре 4.При поступлении (1+1)-,ого синхроимпулъса на второй вход 13 устройства запускается распределитель 1 импульсовВ первом такте ТИ 1код выборки д хранящейся в первом регистре 2, переписывается во второй регистр 4, а во втором такте ТИ 2 - код д;, выборки переписывается в первый регистр 2. Таким образом, 5 первая схема 3 сравнения вырабатывает единичный потенциал (с 11, д;), который в третьем такте ТИЗ переписывается в триггер 5, а при условиипревышения кода д, т Йпорого. - 20 вого значения, хранимого .в регистре 7 порога, срабатывает элемент И 8.По переднему фронту сигнала с выхода элемента И 8 содержимое счетчика 11, код (О номера канала перепи сывается в регистр 10 и запускается Формирователь 9, выходной сигнал которого на выходе 16 устройства для внешнего устройства означает, что в регистре 4 находится код ла кального экстремума, а код, соответствующей. номеру выборки функции, хранится в регистре 10Внешнее устройство считывает на первой группе выходов 15 устройства код З 5 экстремума Функции, по выходам 1.7 поступает код номера адреса выборки исследуемой Функции, например, по заднему Фронту импульсного сигнала с"выхода Формирователя,9 (выход 16 устройства). Лалее при монотонном убывающем характере Функции Й,д+ состояние триггера 5 в третьем такте не изменяется, только содержимое счетчика 11 составляет (1+2), и так далее до момента поступления на первую группу входов 12 устройства кода с 1;, с 1; соответствующего точкеминимума, и на выходе первой схемы 3 сравнения оказывается потенциал "0", который, перепишется в третьем такте ТИЗ в триггер 5, сигналом с выхода которого и блокируется элемент И 8 по первому входу.При изменении монотонно-убываю" щего характера поступающих значений кода с 1, исследуемой .функции на возрастающий цикл работы устройства повторяется и для случая Й сйЙф. " 1 Ч При этом проверяется условие локального экстремума для каждой выбор - ки, хранимой во втором буферном регистре 4 и одновременно превышении кода порогового значения, хранимого в регистре 7 порога.Таким. образом, при поступлении Ю выборок исследуемой на локальные экстремумы функции на вход 12 устрой. ства, последним производится поиск локальных экстремумов, превышающих , код порога эа время Т = (4 Я) Ь, где Ь С - длительность тактового . импульса распределителя импульсов.Тираж 7 ОГосударственного коелам изобретений и осква, Ж, Раушска Потета СССРрытийнаб., д. 4