Устройство для определения максимального значения

(19 06 6 7/О 51)5 ОПИСАН ИЗ ЕНИЯ РЕ СЛ 0 На чертеже хема устройства мального эначени Устройство мального значенпредставле для опре я.для опр ия содер структурная ения максиеделения максижит генератор 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71)Московский институт инженеров гражданской авиации(56) Авторское свидетельство СССР М 127381,6, кл. 6 Об 6 7/02, 1986;Авторское свидетельство СССР М 1191921, кл, 6 06 6 7/02, 1985.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1508244, кл. 8 06 6 7/02, 1989.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, блок задержки, первый ключ, первый счетчик, первый регистр, блок сравнения и цифроаналоговый преобразователь, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и с входом блока задержки, второй вход первого ключа является входом устройства, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, первый выход блока задержки соединен с входом сброса первого счетчика. Устройство отличается тем, что в него введены группа регистров, второй ключ, второй счетчик, второй регистр, элемент И, алгебраический суммаИзобретение относится к вычислителной технике,Целью изобретения является повышеие точности работы устройства,тор и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход - с синхровходом первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя и с первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с группами информационных входов первого и второго регистров и с выходами алгебраического сумматора, входы которого подключены соответственно к выходам второго регистра, первого счетчика и последнего регистра группы, выходы первого счетчика соинены с информационными входам первого регистра группы, регистры группы соединены последовательно по информационным входам/выходам, а их синхровходы объединены, соединены с синхровходом второго регистра и с вторым выходом элемента задержки, выход переполнения.второго счетчика соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с входом сброса второго счетчика и является входом начальной установки устройства, а прямой выход подключен к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход является выходом устройства.1 ил.тактовых импульсов, блок 2 задержки, пер- нию, добавлением к нему числа импульсов,выйЗключ,первый 4 счетчик,второй 5 счет- зафиксированных счетчиком 4 в текущемчик, группу 7 регистров, содержащую интервале Т/Й и вычитанием из него саморегистры 71-7 н группы, алгебраический го "старого" значения, зафиксированного всумматор 8, первый 9 и второй 10 регистры, 5 последнем регистре группы 6. Таким обратриггер 11, блок 12 сравнения, элемент 13 эом, в отличие от прототипа, фиксирующегоИ, цифроаналоговый 14 преобразователь и и выбирающего максимальное число иэ чивторой 15 ключ. Вход 16 информационный сел, полученных на интервалах измерения;устройства соединен с информационным О-Т,Т 0 - 2.Т 0,.Т 0-(1+1)л 0,заявляемоеуствходом ключа 3. Вход 17 начальной установ- ройство реализует оценку и выделение мак 10ки устройства соединен с входами сброса симального значения среди чисел,счетчика 5 и с нулевым входом триггера 11, полученных на интервалах времени О-Т 0,Выход 18 устройства соединен с выходом . То/Й - Т+(То/Й),;(1-То)/Й-То+1-То) /Й 1,цифроаналогового преобразователя (ЦАП) - . В исходном состоянии (в режиме опре 1515. Выход генератора 1 соединен с управля- деления максимального значения) регистрыющим входом ключа 3, и с входом элемента 9, 10, регистры 7 группы 6, счетчики 4 и 5 -задержки 2, а также со счетным входом счет- обнулены, триггер 11 - в нулевом состоянии.чика 5 и с первым входом элемента И 13; . Генератор тактовых импульсов не формируПервый выход блока 2 соединен с входом. 20 ет импульсов. Соответствующие цепи насброса счетчика 4, второй выход - с синх- чальной установки (эа исключением цепейровходами всех регистров 7 группы 6 и с начальной установки блоков 5 и 11) не покасинхровходом регистра 10. Выход ключа 3 . заны. При отсутствии импульсов с выходаподключен к счетному входу счетчика 4, вы- генератора 1 формируется потенциал высоходы которого соединены с информацион кого уровня.ными входами регистра 71 группы 6 и с: При запускеустройства генератор 1 напервой группой входов сумматора 8;.выхо- . чинает формировать короткие отрицательды -го регистра 7. группы 6 соединены с ные импульсы с периодом следования Т 0. (Винформационными входами 1+1-го регистра принципе, безразлично для устройства - по 7 той же группы,= 1,Й, Выходы послед ступаютили нетвходныеимпульсы на входынего, Й-го регистра 7 группы 6 соединены со счетчика 4 до начала работы устройства, таквторойгруппойвходовсумматора 8,выходы как при запуске предусматривается устакоторого подключены к информаЦионнымновка перечислейных выше узлов в исходвходам регистров 9 и 10, Выходы регистра 9 ное состояние; однако, при необходимости .соединены с первой группой входов блока 35 исключения этого факта, можно использосравнения 12 и с информационными входа- вать дополнительный, не показанный нами ЦАП 14. Выходы регистра 10 соединены чертеже, управляющий вход ключа 3, на кос третьей группой входов сумматора 8. Пря- торый до момента запуска устройства подамой выход триггера 11 соединен с вторым . ется. запрещающий нулевой потенциал, а ввходом ключа 15, Выход элемента И 13 под- .40 течение всего интервала времени работыключен к синхровходу регистра 9. Выход устройства+ разрешающий положительныйблока:сравнения 12 соединен с вторым вхо- . потенциал).дом элемента И 13. Выход ЦАП 14 соединен От момента запуска устройства до перс информационным входом ключа 15. вого(очередного) импульса с выхода генераУстройство работает следующим обра-, тора 1, входные частотномодулированныезом, информационные импульсы поступают чеВ основу работы устройства положен рез открытый ключ 3 на счетный вход счетследующий принцип, Предположим, необ- чика 4 и подсчитываются ими, При этом, входимо определить максимальное число им-:50 алгебраическом сумматоре 8 (выполненном,пульсов входной частотно-модулированной например, на комбинационном принципе)последовательности, приходящих за интер- формируется двоичный код числа (8), опревал времени Т 0. В заявляемом устройстве деляемого выражениемэтот интервал разбивается на Й частей. Ге- (8) = (10)+ (4) - (7 м),нератор тактовых импульсов выдает им- - где(ф) - содержимое(двоичный код) соот 55пульсы с частотой 1= Й/Т 0. Таким образом, ветствующего блока устройства, А в блокев группе регистров записываются значения сравнения 12 этот код сравнивается с кодомчисел входных импульсов, являющихся 1/Й- максимального среди всех предыдущих (пеми частями искомого числа, (Их сложение ред первым тактовым импульсом - нулеводает текущее значение искомого числа). го) значения числа входных импульсов; вОчередное значение числа импульсов вход- том случае, если код на выходах сумматораных формируется по предыдущему значе больше кода с выходов регистра 9, блоксравнения 12 формирует на выходе(например, выход типа "Больше" ) сигнал положительного (высокого) уровня.Приход первого (очередного) тактового импульса с выхода генератора 1 вызывает следующие процессы. Ключ 3 закрывается на время переходных процессов в устройстве, Счетчик 5 инкрементируется. Открывается элемент И 13 и в случае выполнения условия(что соответствует случаю, когда новое значение числа импульсов, определенное за интервал времени То, больше предыдущего максимального значения), выходной код из сумматора 8 записывается в регистр 9 - регистр памяти максимального значения,Затем, с задержкой, обеспечивающей окончание срабатывания указанных блоков, формируется импульс на втором выходе блока задержки 2 (задержанный тактовый импульс), и записывает содержимое вь 1 ходов сумматора 8 в регистр 10 - регистр памяти текущего значения, а также продвигает коды (частичных значений) в регистрах 7 группы 6, записывая в первый регистр 71 содержимое счетчика 4.После этого, задержанным сигналом с первого выхода (относительно второго выхода) блока задержки 2, счетчик 4 сбрасывается,Далее процесс продолжается аналогичноСодержимое регистра 9 поступает в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 14, где преобразуется в потенциал, пропорциональный максимальному значению, определяемому устройством. Этот потенциал, однако, в начальный отрезок времени работы устройства не проходит через закрытый триггером 11 аналоговый ключ 15 на выход 18 устройства (так как:в начальный момент времени происходит накопление информации - от запуска до То). Импульсы с генератора 1 подсчитываются счетчиком 5, и при поступлении на его счетный вход Й-го импульса, появляется сигнал на выходе переполнения счетчика 5. который устанавливает триггер 11 в единичное состояние, открывая элемент 15 (ключ) и разрешая . и рохождение выходного информационного сигнала на выход 18 устройства, (При необходимости точной привязки момента разрешения к окончанию переходных процессов в устройстве при поступлении Й-го тактового импульса, на выходе триггера 11 может быть дополнительно включен элемент задержки),Если в устройстве используется ЦАП, требующий тактовых импульсов запуска, 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 они могут быть поданы на него, например, с второго выхода блока задержки 2 (соответствующая цепь. так же, как и элемент задержки на выходе триггера 11 не показаны на чертеже).Блок задержки 2 может быть выполнен, например, на основе двух последовательно соединенных элементов задержки, или двух последовательно соединенных одновибраторов.Генератор тактовых импульсов 1 может функционировать также совершенно аналогично генератору, использованному в устройстве-прототипе, при соответствующих условиях и фронтах срабатывания связанных с ним и блоком задержки 2 блоках устройства.При необходимости в ЦАП может быть встроен собственный высокочастотный тактовый генератор. Кроме того, при наличии в составе используемого ЦАП регистра, отпадает необходимость в использовании отдельного регистра 9; при этом внутренний регистр ЦАП должен иметь те же внешние связи, что и регистр 9 в заявляемом устройстве.Алгебраический сумматор 8 может быть реализован на основе сумматора-вычитателя - микросхем типа К 500 ИМ 180. При этом следует реализовать блок 8 в виде последовательно соединенных двух таких схем (или совокупностей таких схем - в зависимости от разрядности): первоначальная схема настраивается, как сумматор. и суммирует коды (4) и (10); ее выходы соединены с второй схемой, на вторые выходы которой в режиме вычитания(он задается, как и режим суммирования соответствующими потенциалами на управляющих входах микросхемы, постоянно подключенными в данном устройстве соответственно к шинам и высоким или низким потенциалом) подается код (7 и). Таким образом реализуется текущая величина,требуемая устройству.Заявляемое устройство может быть использовано и для поиска минимального значения. Для этого необходимо в исходном состоянии установить на всех регистрах 7 группы 6, на регистре 9 - коды тиаа. "111111", то есть все разряды должны содержать единичные значения (максимальные предварительные значения), а в регистр 10 занести код суммы всех содержимых регистров 7. Кроме того, в этом случае следует переключить выход блока сравнения 12: вместо выхода типа "Больше" использовать выход типа "Меньше", При этом устройство работает совершенно аналогично вышеописанному и определяет. минимум.5 10 15 20 25 30 35 40 45 Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения максимального значения за счет определения и выбора на совокупности не только непересекающихся интервалов времени, но и на интервалах времени заданной длительности, но произвольного момента начала. Чем больше выбрано число й, тем более точно устройство определяет максимальное значение. При й = 1 предлагаемое устройство по характеристикам совершенно аналогично, прототипу. В данном устройстве можно получать. выходную информацию и в виде кода, снимая.его с выходов регистра 9, Кроме того, заявляемое устройство повышает быстродействие про-. цесса определения максимума, так как фактически при тех же длительностях анализируемых интервалах времени осуществляет проведение за то же время в Й раз больше измерения. Перечисленные факторы расширяют область применения заявляемого устройства за счет того, что оно может быть корректно применено в системах, где требуется вычисление экстремальных значений параметра в произвольные (возможно, пересекающиеся) интервалы времени, в то время как прототип принципиально не позволяет этого осуществить,Все вышесказанное подтверждает преимущества предлагаемого устройства перед прототипом и соответствует поставленной цели изобретения,Базовым объектом для предлагаемого устройства является устройство для определения максимального значения, Недостатками базового объекта являются низкое быстродействие и точность, Как следует из описания предлагаемого устройства, последнее обладает значительно (по заданию пользователя) более высокими значениямибыстродействия и точности, что обуславливает его преимущества в сравнении с базовым объектом. Формула изобретения Устройство для определения максимального значения, содержащее генератор тактовых импульсов, блок задержки тактовых импульсов, первый ключ, первый счетчик, первый регистр, блок сравнения и цифроаналоговый преобразователь, причем выход генератора тактовых импульсов.соединен с управляющим входом первого ключа и с входом блока задержки тактовых импульсов, информационный вход первого ключа является входом устройства, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, первый выход блока задержки тактовых импульсов соединен с входом сброса первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены группа регистров, второй ключ, второй счетчик, второй регистр, элемент И, алгебраический сумматор и триггер, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход - с синхровходом первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя и первой группой входов блока сравнения, вторая группа входов которого подключена к группам информационных входов первого и второго регистров и выходам алгебраического сумматора, входы которого подключены соответственно к выходам второго регистра, первого счетчика и последнего регистра группы, выходы первого счетчика соединены с информационными входами первого регистра группы, регистры группы соединены последовательно по информационным входам-выходам; а их синхровходы объединены и соединены с синхровходом второго регистра и вторым выходом блока задержки тактовых импульсов, выход переполнения второго счетчика соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с входом сброса второго счетчика и входом начальной установки устройства, а прямой выход подключен к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход .является выходом устройства,1815656 Составитель Н, ЗайцевТехред М.Моргентал Корректор Л, Пилипен Редак оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 акаэ 1637 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5