Устройство для определения экстремальных значений электрических сигналов

КСТ- ИГГОсудАРстВенный номитет сссРпо делАм изоБРетениЙ и отнрытии ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРЕИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙНАЛОВ(57) Изобретение оизмерительной техниспользовано в сиского контроля и ремерения и хранения Бюл. У 35оизводственное объед ких исследований при носится к цифровои ике и может быть емах автоматичесгулирования для изэкстремальных значении аналоговых сигналов и ввода ихв цифровую вычислительную машину дляамплитудного и временного анализа.Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Устройство содержит элемент выборки-хранения 1,преобразователь напряжения в частоту2, элемент ИЛИ-НЕ 3, два элементаИ-НЕ 4, 5, два элемента ИЛИ б, 7,.два счетчика 8, 9, два КБ-триггера10, 11, два элемента И 12, 13 и блокуправления 14, содержащий элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, два формирователяимпульсов 16, 17, генератор импульсов 18 и 1)-триггер 19В устройствеопределяются экстремальные значенияизмеряемого аналогового сигнала вслучае ненулевых начальных условийв счетчиках; исключается пересылка ".кодов в процессе работы, 1 з.п. ф-лы,2 ил.142560Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и может бытьиспользовано в системах автоматического контроля и регулирования для измерения и хранения экстремальных зна 5чений аналоговых сигналов и ввода ихв циФровую вьгчислительную машину дляамплитудного и временного анализа,Цель изобретения - повьгшение точности работы устройства.На Фиг,1 представлен,э блок-схема.ПИ-НЕ 3, первый 4 и второй 5 элементы И-НЕ. первый 6 и второй 7 элеленты ИЛИ, первый 8 и второй 9 счетгики, первый 10,и второй 11 КБтриггеры, первый 12 и второй 13 эле:ленты И, блок 14 управления, Последний содержит элемент ИСК 333 ЧАЮЩЕЕИЛИ 15, первый 16 и второй 17 Формирователи импульсов, генератор 18 им"пульсов и 1 э-триггер 19,Кроме того, устройство содержитянформационный вход 20, входы 21Конец измерения" и 22 "Начало измеренин", информационные вьгходы 23 и24 в двоичном коде максимального иминимального значений измеряемогосигнала,Устройство работает следукэщим об 351 э азом еВ исходном состоянии на прямом выходе Э-триггера 19, прямом выходегенератора 18 импульсов, выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 157 выходах щ; обнуления счетчиков 8 и 9 и на выхо дах первого 4 и второго 5 элементовИ-НЕ имеется сигнал логической "1высокий, уровень напряжения) навыходе элемента 1 выборки-храненияимеется начальный уровень напряженияи на выходе преобразователя 2 напряжения в частоту Формируются единичные импульсы с определенной частотойследования на выходах остальных эле 50ментов схемы имеется сигнал логического "О" низкий уровень напряжения),а генератор 18 импульсов заторможен,так как на его управляющий вход подается сигнал логического "О" фиг.2).Для запу ка устройства на вход 22"Начало измерения" подается единичный импульс, который поступает напервые входы первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и вход установки в "1" П-триггера 19. На выходах первого б и второго 7 элементов ИЛИ и выходе второго Формирователя 17 импульсов появляются единичные импульсы, которые поступают на входы уста 11 1но в ки 0 первого Я и второго 9 счетчиков н вход синхронизации В-триг гера соответственно , поэтому счетчики 8 и 9 :л 0-тригг ер 1 9 сбрасываются в нуле в ое сос тояние , так как при этом н а информационном входе 2 1 Э- триг гера имеется сигнал логического "О" .На инверсном выходе 0-триг гер а 1 9 устанавливается сигнал логической н 11 , который запускает генератор 18 импульсов, и на его инверсном выходе устанавливается сигнал логической "1", а на выходе первого формирователя 16 импульсов формируется единичный имггульс, который блокирует передачу импульсов с выхода преобразователя 2 напряжения в частоту через элемент ИЛИ-НЕ 3. Единичный импульс с выхода второго Формирователя 17 импульсов поступает также на управляющий вход элемента 1 выборки-хранения;который запоминает мгновенное значение напряжения на информационном входе 20 устройства в момент спада единичного импульса на выходе второго формирователя 17 импульсов.При установлении сигнала логического "0" в момент времени(фиг.2) на выходе первого формирователя 16 импульсов импульсы с выхода преобра" зователя 2 напряжения в частоту поступают через элемент ИЛИ-НЕ 3 и элемент И-НЕ 4 на суммирующие входы первого 8 и второго 9 счетчиков, на вычитающих входах которых устанавлива" ется сигнал логической "1", так как на второи вход второго элемента И-НЕ 5 подается сигнал логического "0" с прямого выхода генератора 18 импульсов. Таким образом, при наличии сигнала логического "0" на прямом выходе генератора 18 импульсов счетчики 8 и 9 работают в режиме прямого сче та. Длительности нулевого и единичного сигналов на выходе генератора 18 равны между собой. При появлении сигнала логической "1" на прямом выходе генератора 18 импульсов на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 появляется сигнал логической "1" и на выходе второго Формирователя 17 импульсов5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 142формируется единичный импульс, по которому осуществляется выборка следующего значения входного измеряемогосигнала н элементе 1 выборки-хранения, сброс НЯ-триггеров 10 и 11 иблокировка элемента ИЛИ-НЕ 3 в моментвыборки, т.е. импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения в частотуна входы элементов И-НЕ 4 и 5 не поступают.При установлении сигнала логического "О" на выходе второго формирователя 17 импульсов импульсы с выходапреобразователя 2 напряжения н частоту поступают через элемент ИЛИ-НЕ3 и элемент И-НЕ 5 на вычитающие входы первого 8 и второго 9 счетчиков,на суммирующих входах которых устанавливается сигнал логическойтак как на второй вход первого эле -мента И-НЕ 4 подается сигнал логического О с инверсного выхода генератора 18 импульсов. Таким образом,при наличии сигнала логической "1" напрямом выходе генератора 18 импульсов счетчики 8 и 9 работают в режимеобратного счета.Если текущее значение аналоговогосигнала на входе 20 устройства больше предыдущего значения аналоговогосигнала, то количество импульсов, поступивших в счетчики 8 и 9 н режимеобратного, счета, больше количестваимпульсов, поступивших в счетчики 8и 9 в режиме прямого счета, поэтомув какие-то моменты времени на выходах обнуления счетчиков 8 и 9 появляются сигналы логического О 0 которые устанавливают триггеры 10 и 11в единичное состояние,Если в момент времени(фиг.2)на прямом выходе генератора 18 устанавливается логический "О", то на выходе первого формирователя 16 импульсон формируется единичный импульс,который пос 1 упает через элементыИ 12 и ИЛИ 6 на вход установки "0"первого счетчика 8, сбрасывая его внулевое состояние, а во втором счетчике 9 сохраняется разность междупредыдущим и текущим количеством импульсов, поступивших на его входы.Затем на суммирующие входы счетчиков 8 и 9 поступают импульсы с выхода первого элемента И-НЕ 4, Приэтом в первом счетчике 8 подсчитывается число импульсов, прямо пропорциональное текущему значению измеряемого сигнала, а содержимое второгосчетчика 9 восстананлин ется равнымпредыдущему значению, так как остаток от режима обратного счета суммируется с текущим значением. Такимобразом, в первом счетчике 8 накапливается число импульсов, прямопропорциональное максимальному значению измеряемого сигнала,Если текущее значение аналогового сигнала на входе 20 устройстваменьше предыдущего значения аналогового сигнала, то количество импульсов, поступивщих в счетчики 8 и 9в режиме обратного счета, меньше количества импульсов, поступивших всчетчики 8 и 9 в режиме прямого счета, поэтому на выходах обнулениясчетчиков 8 и 9 удерживаются сигналылогической "1" и состояние НБ-триггеров 10 и 11 не изменяется. Если вмомент времени(фиг.2) на прямомвыходе генератора 18 устанавливается сигнал логического "О, то на выходе первого формирователя 16 импульсов формируется единичный импульс, который поступает через вторыеэлементы И 13 и ИЛИ 7 на вход установки "О" второго счетчика 9, сбра-.сывая его н нулевое состояние, а нпервом счетчике 8 сохраняется разность между предыдущим и текущим количеством импульсов, поступивших наего входы.Затем на суммирующие входы счетчиков 8 и 9 поступают импульсы с выхода первого элемента И-НЕ 4. Приэтом но втором счетчике 9 подсчитывается число импульсов, прямо пропорциональное текущему значению измеряемого сигнала, а содержимое первогосчетчика 8 восстанавливается равнымпредыдущему значению, так как остаток от режима обратного счета суммируется с текущим значением. Таким образом, во втором счетчике 9 наканливается число импульсов, прямо-пропорциональное минимальному значению измеряемого сигнала,Если период измерения завершился,то на входе 21 "Конец измерения" устанавливается сигнал логической "1",и если в момент времени 1 э (фиг.2)на прямом выходе генератора 18 устанавливается сигнал логической "1", тона выходе второго формирователя 17импульсов формируется единичный,импульс, который поступает на вход син 1425602хронизации В-триггера, устанавливая его в единичное состояние, Поэтому генератор 18 затормаживается, а элемент ИЛИ-НЕ 3 блокируется, т.е. импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения в частоту на входы счетчиков 8 и 9 не поступают, и в них запоминаются двоичные коды соответственно максимального и минимального значе О ния измеряемого сигнала.Длительность импульса "Конец измерения" на входе 21 устройства выбирается не менее периода слегованияимпульсов на выходе генератора 18, ,чтобы обеспечить надежную остановку устройства по окончании измерения.Формула изобретения 2 В1, Устройство для определения экс, тремальных значений электрическихсигналов, содержащее первый и второй ; счетчики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что., с целью повьппения точности,в него введены элемент выборки-хранения, преобразователь напряжения в частоту, блок управления, элемент ИЛИ-НЕ, два элемента И-НЕ два элемента ИЛИ, два ВБ-триггера и два элемента И, причем инФормационный вход устройства соединен с информационным входом блока выборки-хранения, выход которого подключен к входу преобразователя напряжения в частоту,- 35 выход которого соединен с первымвходом элемента ИЛИ-НЕ, выхоц которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соецинен с суммирующими счетными входами первого и второго счетчиков, вычитающие счетные входы которых соединены свыходом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, входы установки нуля первого и второго счетчиков соединены соответственно с вы 5 О ходами первого и второго элементов ИЛИ, инФормационные входы первого и второго счетчиков являются инФормационными выходами соответственно максимального и минимального значе 55 ний измеряемого сигнала, выходы обнуления первого и второго счетчиковсоединены соответственно с входамиустановки в 1первого и второгоНБ-триггеров, входы установки в "О"которых подключены к второму входуэлемента ИЛИ-НЕ, к управляющему входу элемента выборки-хранения и третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ и подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выходы которыхсоединены соответственно с вторымивходами первого и второго элементовИЛИ, первые входы которых подключенык входу начала измерения устройстваи первому входу блока управления,второй вход которого соединен свходом конца измерения устройства,прямой выход первого НБ-триггерасоединен с первым входом первогоэлемента И, инверсный выход второгоЮ-триггера соединен с первым входомвторого элемента,И, пятый выход блока управления соединен с четвертымвходом элемента. ИЛИ-НЕ,2. Устройство по н. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два Формирователя импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,В-триггер и генератор импульсов,прямой выход которого соединен с первым выходом блока управления и первым входом элемента ИСКЛЮИОЩЕЕ ИЛИ,второй вход которого соединен с первым вхоцом блока управления и входомустановки в "1В-триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом второго Формирователя импульсови третьим выходом блока управления,четвертый выход которого соединен свыходом первого Формирователя импульсов, вход которого соединен с инверсным выходом генератора импульсови вторьп выходом блока управления,пятый выход которого соединен с прямым выходом В-триггера, инверсныйвыход которого соединен с управляющимвходом запуска генератора импульсов,а второй вход блока управления соединен с инФормационным входом В-триггера, вход второго Формирователя импульсов соединен с выходом элементаИСКЛОЧАЫЩЕЕ ИЛИ.