Устройство для выделения экстремумов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 4 С 06 С 7/5 БРЕТЕ ПИС ВТОРСКОМУ С ТЕПЬСТВУ исп рен еводин тво СССР 1970характерис(57) Изобретениеизмерительной те ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ тносится к радиоике и может быть ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельР 362281, кл.С 05 В 13/ОБлохин А,В. Измерениетик экстремумов случайныхПриборы и техника эксперй 3, с. 171-172 ЯО 13395 ользовано в устройствах для изменя параметров случайных процессов. Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот. Устройство содержит генератор импульсов 1, амплитудно-импульсный модулятор 2, блок вычитания 8, КБ-триггеры 5 и 10, Т- триггер 24, элемент запрета 4, усилитель-ограничитель 6, четыре элемента задержки 3, 12, 13, 16, блок 7 сравнения, пять элементов И 9, 14, 15, 22, 23, два запоминающих элемента 18, 19, два ключа 20, 21 и блок 11 задания порогового уровня. Устройство позволяет обнаружить экстремумы случайного процесса в широком диапазоне обрабатываемых сигналов. 1 ил.1 если ЬП)Э П7 О еслидП( О,где 0 - величина порогового напряожения, задаваемого блоком 11 задания порогового уровня, т.е. разрешающее 9596единичное напряжение будет возникатьлишь в том случае, когда модуль величины сигнала разности А П превыситвеличину порогового напряжения и0В исходном состоянии на управляющийвход устройства действует низкийпотенциал, в результате чего элемент9 закрыт. Поэтому первый КБ-триггер5 не изменяет своего состояния независимо от входного сигнала, а второйКБ-триггер 10 находится в состоянии"0" и, следовательно, второй 14 итретий 15 элементы И закрыты. Выходной сигнал устройства не наблюдается.При поступлении сигнала на управляющий вход устройства открываетсяэлемент 9 и высокий потенциал подается через первый элемент 12 задержкина второй вход КЯ-триггера 10, Еслипри этом на выходе блока 8 модульсигнала разности ц превышает величину порогового напряжения О, , тона выходе блока 7 появляется импул.ьс, 2 Ь который проходит через открытый элемент 9 и поступает на тактирующийвход КВ-триггера 5, тактирующий входТ-триггера 24 и на первый вход триггера 10. При этом триггер 5 занимаетположение, определяемое знаком реализации исследуемого процесса в дапнь 1 ймомент времени. Величина задержкиэлемента 12 выбрана равной периодуследования импульсов генератора 1.Поэтому в момент слецования следующего за подачей сигнала на управляющийвход устройства тактового импульсасигнал на втором входе второго триггера 10 отсутствует, следовательно он не изменяет своего состояния, элементы 14 и 15 закрыты и сигнал на входе устройства отсутствует.Блок 17 адаптивной выборки запоминает величину амплитуды исследуе- Б мого процесса в данный момент и вследующий такт его выходное напряжение соответствует величине этогозаписанного значения, Если и в этотмомент величина сигнала на выходе блока 8 по модулю больше порогового значения ьоу то вновь вырабатывается импульс блоком 7, который поступает на тактирующий вход первого триггера 5 и он занывает положение, определяемое уже приращением амплитуды исследуемого процесса. (положение триггера остается прежним, если знак приращения совпадает со знаком исследуемого процесса, и изменяется на противопооОщ 30 3 1 ложный - в противном случае). Кроме того, этот импульс с выхода 7 поступает на второй установочный вход второго триггера 10. Так как на первом установочном входе второго триггера 10 уже есть высокий потенциал, то он переходит в другое состояние, вследствие чего на его выходе появляется высокий потенциал, который задерживается в элементе 13 и поступает на вторые входы элементов 14 и 15. Блок 13 предназначен для исключения возможности выработки выходного сигнала в момент установки триггера в положение, определяемое приращением амплитуды исследуемого процесса. Выходы устройства открываются и все последующие перебросы триггера 5 отображаются появлением импульсов на первом или втором выходе утройства (если переброс "1" - "О", что соответствует максимуму, то наблюдается импульс на первом выходе устройства, если "О" - " 1", что соответствует минимуму - на втором).На этом первый этап функционирования заканчивается и начинается второй этап - этап работыЕсли исследуется достаточно высокочастотный процесс, то при каждом такте величина амплитуды импульсов на выходе блока 8 Л Ц по модулю превосходит значение порогового напряжения 0 , и блок 7 сравнения вырабатывает импульсы, при поступлении которых на тактирующий вход Т-триггера 24 блок 17 с каждым тактом запоминает значения амплитуды входного сигнала и в последующий такт выдает это значение на выход, т.е, работает в режиме задержки входного сигнала на один такт. В этом режиме работы устройство работает следующим образом. В амплитудно-импульсном модуляторе 1 по закону анализируемого случайного процесса модулируют по амплитуде тактовые импульсы, Промодулированная последовательность тактовых импульсов поступает на вход блока 8 непосредственно и через блок 17 - на второй вход блока 8. После вычитания получается пачка импульсов, временное положение и длительность которых определяется с точностью до одного такта интервала времени, в течение которых производная случайного процесса не меняет свой знак. Импульсы пачек, усиленные и ограни 339596а ченные по амплитуде блоком 6, поступают на установленный вход триггера 5, на первый вход которого поступают импульсы с выхода элемента 4запрета. Первый импульс пачки, поступая на триггер 5, переводит егов положение "1", в котором триггер5 находится до тех пор, пока на негоне поступит импульс с выхода элемента 4 запрета. Импульсы на выходеэлемента 4 запрета формируются приотсутствии импульсов на выходе усилителя-ограничителя 6. Следовательно,переход триггера 5 из положения "О"в положение "1" соответствует временному положению максимума, а переход"1" - "О" - временному положению минимума. При исследовании медленноменяющихся (низкочастотных) процессов задержка импульсов с выхода амплитудно-импульсного модулятора наодин такт недостаточна, чтобы величина на выходе блока 8 А П была больше значения порогового напряжения Пзадаваемого блоком 11. Величина порогового напряжения 0 , задаваемаяблоком 11, выбирается из условия где П- напряжение шума на выходеблока 8.Следовательно блок 7 не формируетуправляющего импульса и амплитудаимпульса на выходе блока 17 не изменяется, Устройство функционируеттаким образом до тех пор, пока засчет увеличения интервала между моментом выборки импульса записанного в блоке 3, и моментом приходаочередного импульса с выхода блока2, величина напряжения на выходеблока 8 ЛП по абсолютной величинене превысит значения порогового напряжения О, . В момент превышения модулем величины д П значения порогового напряжения О, блок 7 вырабатыветимпульс, который поступает на тактирующий вход первого КЯ-триггера 5 ина тактирующий вход блока 17. Поддействием его блок 17 запоминаетзначение амплитуды импульса, действующего в этот момент на его информационный вход, и в следующий такт 55величина импульса на выходе блока 17будет равна амплитуде вновь записанного в нем импульса. Последующеефункционирование устройства аналогич 1339596но описанному. Триггер 5 может изменять свое состояние лишь при значениях выходного напряжения блока 8д 0 обеспечивающих надежную работублоков 6 и 4.Устройство завершает функционирование при снятии напряжения с управляющего входа. При этом закрываетсяпервый элемент И 9, триггер 5 переводится в состояние "0" и на второйустановочный вход триггера 10 действует низкий потенциал, исключающийвозможность его перехода в другоесостояние.Блок 17 адаптивной выборки работает следующим образом.На входы элементов И 22 и 23 поступают тактовые импульсы, которые,в зависимости от состояния триггера24, проходят на выход элементов И 22и 23. Пусть триггер 24 находится всостоянии "0", в этом случае элементИ 23 открыт, а элемент И 22 закрыт,поэтому тактовые импульсы поступаютна вход разрешения запоминания второго запоминающего элемента 19 и управляющий вход ключа 20. Под действием этих импульсов элемент 19 запоминает величину каждого из импульсов,поступающих на информационный входблока 17, Одновременно с этим на выходе блока наблюдаются импульсы,сформированные ключом 20, с амплитудой равной величине записанной вовтором запоминающем элементе 19. Приприходе на тактирующий вход блока 17импульса он поступает на вход трИггера 24, под действием которого онпереходит в другое состояние, вследствие чего элемент И 23 закрываетсяи открывается элемент И 22,Поэтому тактовые импульсы поступают на вход разрешения запоминанияэлемента 18 и управляющий вход модулятора 2, теперь уже элемент 18 запоминает величину каждого из импульсов,поступающих на информационный входблока 17, а на его выходе образуютсяимпульсы, амплитуда которых равнавеличине, записанной в элементе 19,Дальнейшее функционирование схемыаналогично описанному.Формула изобретенияУстройство для выделения экстремумов, содержащее амплитудно-импульсный модулятор, блок вычитания КБтриггер, элемент запрета, первыйэлемент задержки усилитель-ограничитель и генератор импульсов, выходкоторого соединен с первым входом 5элемента запрета и с управляющимвходом амплитудно-импульсного модулятора, информационный вход которогоявляется информационным входом устройства, а выход подключен к входувычитаемого блока вычитания, выходкоторого через усилитель-ограничитель соединен с установочным входомпервого триггера и с вторым входомэлемента запрета, выход которогоподключен к входу сброса первоготриггера, отличающеесятем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, в него введеныблок сравнения, пять элементов Итри элемента задержки, второй КБтриггер, Т-триггер, два запоминающихэлемента, два ключа и блок заданияпорогового уровня, выход которогоподключен к входу задания порогаблока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого .элемента И, второй вход которого является входом запуска устройства и соеди- ЭОнен с входом сброса второго КБ-триггера и через первый элемент задержкис первым установочным входом второгоКБ-триггера, второй установочныйвход которого подключен к выходупервого элемента И и к, тактирующимвходам Т-триггера и первого КБ-триггера прямой и инверсный выходы первого КБ-триггера через второй и третий элементы задержки подключены кпервым входам соответственно второго 40и третьего элементов И, прямой выходвторого КБ-триггера через четвертыйэлемент задержки соединен с вторымивходами второго и третьего элементовИ, прямой и инверсный выходы Т-триггера подключены к первым входамсоответственно четвертого и пятогоэлементов И, вторые входы которыхобъединены и подключены к выходугенератора импульсов, выходы четвертого и пятого элементов И соединеныс управляющими входами и входамиразрешения запоминания соответственно первого ключа и первого запоминающего элемента и второго ключа и второго запоминающего элемента, информационные входы запоминающих элементов объединены и подключены к выходуамплитудно-импульсного модулятора,133959 б Составитель Е.Хуртин Техред В.Кадар Корректор М,Пожо Редактор А,Ворович Заказ 4225/41 Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 выходы первого и второго запоминаюцих элементов подключены соответственнок информационным входам второго ипервого ключей, выходы которых соединены с входом уменьшаемого блока вычитания, выход которого подключен к информационному входу блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И являются выходами устройст- Вва,