Устройство для выделения наибольшего и наименьшего однополярных сигналов

арасеюзнля Щф Ь 1т.сХ, а 1ли ек БА Союз Совртсянх Социалистических Республик(22) Заявлено 20. 12. 76 (21) 2433374/18-24 (51) М Кл3 6 06 С 7/02 С 06 К 15/00 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 681.327. ,11(088,8) Дата опубликования описания 251080(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ НАИБОЛЬШЕГО И НАИМЕНЬШЕГО ОДНОПОЛЯРНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в различных информационных ивычислительных комплексах, а такжев отдельных системах автоматики.Известны устройства для определения максимальных значений (1).Однако известные устройства характеризуются недостаточной точностьюи надежностью работы,10Наиболее близким техническим решением является устройство для определения и запоминания наибольшего зна-чения, содержащее блок выделения наибольшего значения, аналоговой запоминающий блок, ключи, формирователи,триггеры, канальные триггеры, а также логические схемы ИЛИ, причем выходы формирователей в каждом из каналов подключены к единичным входам канальных триггеров, выход каждого изних соединен с соответствующим входомпервой схемы ИЛИ, ее выход подключенк единичному входу первого триггера,нулевой выход которого соединен с уп равляющим входом первого ключа, выходпервой схемы ИЛИ подключен к первомувходу второй схемы ИЛИ, выход которойсоединен с нулевым входом второготриггера, к единичному входу которо го подключена клемма пуска, единичный выход второго триггера соединен с управляющими входами входных ключей всех каналов; ко второму входу второй схемы ИЛИ подключена клемма исходного положения, соединенная с нулевыми входами канальных триггеров и первого триггера, а также с управляющим входом аналогового запоминающего блока 2,Недостатками известного устройства являются низкая точность и надежность его, обусловленные наличием и-формирователей (интеграторов) выходных напряжений, изменяющихся по экспоненциальному закону в зависимости от величины входных сигналов (О, Оо0 Л), В таких случаях разброс параметров элементов отдельных формирователей и влияние изменения температуры окружающей среды на них (особенно прй использовании полу. проводниковых элементов) дают значительные погрешности в воспроизведении экспоненциальных напряжений на выходах формирователей. В результате можно получить. и-ое количество неточных значений экспоненциальных сигналов на выходах п-формирователей.Кроме того, разброс параметров элементов отдельных канальных триггеров ивлияние температурного фактора такжедают погрешности в точности установления порога срабатывания этих триггеров,Низкая точность известного устройства обусловлена также отсутствиемсредств цифровой памяти. Известно,что аналоговые запоминающие блоки.обладают ограниченной точностью и малым временем хранения информации, Всвязи с этим наличие только блока 1 Оаналоговой памяти вносит дополнительную погрешность в воспроизведении наибольшего сигнала,Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства. 15Цель достигается тем, что устройство содержит блок коммутации, интегрирующий усилитель, входы которогосоединены с выходами ключей, ограничитель напряжения, канальные компараторы и переключатели, аналого-цифровой преобразователь, элементы задержки и канальные элементы индикации,блоки цифровой индикации и печати,причем вход блока коюсутации соединен с выходом элемента ИЛИ, а одни извыходов блока коммутации связаны суправляющими входами ключей, выходыкоторых соединены со входами интегрирующего усилителя, выход его - с ограничителем напряжения, с первыми входа ми компараторов, вторые входы - с другим выходом блока коммутации, подключенным к канальным элементам индикации, выходы канальных триггеровподключены к соответствующим канальным элементам индикации и переключателям, которые подключены к блоку аНалоговой памяти, выход элемента ИЛИчерез первый элемент задержки подклю.чен к блоку аналоговой памяти, блокупечати, аналого-цифровому преобразова-.телю и второму элементу задержки, аблоки цифровой индикации и печати подключены к аналого-циФровому преобразо-вателю, который соединен е блокоманалоговой памяти. 45На. Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для выделения наибольшего и наименьшего одиополярщассигналов; на Фиг. 2 и Э - временныедиаграммы. Яустройство состоит иэ блока коммутации 1, подключенного к шинам длявводаимпульсов "Режим" и "Пускф.Другие выходы блока коммутации 1 подклюфны к уцравляющим входам ключей 2 55и 3, сигнальные входы которых подключены к шинам для ввода опорных напряжений пбложительной и отрицательнойполярности, а выходы подсоединены ковходам интегрирующего усилителя 4,выход которого одновременно связан с фограничителем напряжения 5 и с первыми входами канальных компараторов б,.6,(, бп, вторые входы которых подключены ко входным шинам для ввода однополярных сигналов, а выходы связаны О со входами "Запись 1" канальных тригГеров 7, 7, 7 п, входы "Сброс" котоых объединены и подключены к шинеСброс". Выходы канальных триггеров7 с, 7, 7 одновременно связаны совходами элемента ИЛИ, канальныхэлементов индикации 91, 9, 9 я и канальных переключателей 10.с, 101, 10 п,выходы которых объединены и подключены кО входу блока аналоговой памяти11 и ко входу аналого-цифрового преобразователя 12, к тому же третийвыход блока коммутации 1 одновременноподключен к управляющим входам канальных компараторов б, 6 бп и элементов индикации 91, 9, 9 п. Выходэлемента ИЛИ.одновременно связанс четвертым входом блока коммутации 1и со входом первого элемента задержки 13, выход которого одновременносвязан со входом блока аналоговойпамяти 11, аналого-циФрового преобразователя 12 блока печати 14 и второго элемента задержки 15, причем аналого-цифровой преобразователь 12 ос другим входом связан с шиной "Сброс 11а выходом - со входом блока печати 14,блока цифровой индикации 16 и с шиной выдачи цифровой информации фЮ",а вьпсод второго элемента задержки 15связан с шиной для выдачи сигналаготовности информации фС".Устройство работает следующим образом,В исходное состояние, после того как на шину "Сброс" подадут импульс, все канальные. триггеры 7, 7, 7 блок аналоговой памяти 11 и аналогоцифровой преобраэователЬ 12 приходят в нулевое состояние.. Допустим, требуется определить наибольший сигнал из и входных однополярных сигналов (-)Ос (-)Ок;, (-)Оак В таком случае на шину фРежимф подают импульс, вод действием которого с выхода блока коммутации 1 на управляющий вход первого ключа 2 подается сигнал, открывающий его, а на управляющий вход второго ключа 3 подается сигнал, закрывающий его. На входе интегрирующего усилителя 4 действует напряжение (-)О, На выходе интегрирующего усилителя 4 (в точке А) устанавливается уровень положительного напряжения (+)О 1, ограниченное блоком 5 (см. Фиг. 2 б, г). Под действием сигнала, полученного на третьем выходе блока коммутации 1, канальные компараторы б 6и бп переключаются в такое состояние, при котором на их выходах поддерживаются нулевые уровни выходных. сигналов и никаких действий на канальные триггеры 74, 7 и 7 и и, следовательно, на ка нальийе элементы индикации 9, 91 и 9, а также канальные переключатели 101, 10 и 10 не будет. 1 акое нулевое состояние канальных компараторов б, 64 и бобъясняется тем, что поммя задержки равно или больше временипереключения канального переключате"ля) подается на управляющие входыблока аналоговой памяти 11, аналогоцифрового преобразователя 12 и блокапечати 14, а также на вход второгоэлемента задержки 15 (время задержки .равно или больше времени преобразования аналогового сигнала в цифровойкбд),Как следует из вышеизложенного,раньше всех сработает тот канальныйкомпаратор (б илибили 6), навтором входе которого в момент эапус 55 60 65 данный на их первые входы с выходантегрирующего усилителя 4 уровеньАапряжения (+)О превосходит максимально возможное значение входных отрицательных напряжений (-)О,(-)Ол и (-)Ощ, действующих на вторые входы канальных компараторов б, б и бн, поэтому они находятся в "закрытом" состоянии. Допустим в (момент времени) (см. фиг. 2 а) через шину "Пуск" подали импульс, который, воздействуя на блок коммутации 1 меняет его на 1 О нервом и втором выходах уровней напряжений на противоположные. В результате первый ключ 2 закрывается, а второй 3 открывается и на вход интегрирующего усилителя 4 начнет дей ствовать (+)О.На выходе интегрирующего усилителя 4 положительное напряжение (+)О начнет линейно уменьшаться (см. с - момент времени на фиг. 2 б,в,г). В момент равенства 2 О на входах канальных компараторов б, 6 и б напряжений (Ф)О (с) полученных на выходе интегрйрующего усилителя 4, с одним из и входных отрицательный напряжений (-) Ох или(-) Ох или (-)ОКр 3, на выходе одного Из канальных компараторов (б, или б или б) образуется импульс, под действием которого соответствующий канальный триггер перебросится и запоминает канал с наибольшим значени- Зо ,ем (по уровню) отрицательного входного сигнала. С выхода сработанного канальноготриггера сигнал, соответствующий логической единице с одной стороны через логическую схему ИЛИ,- 35 подается на третий вход блока коммутации 1, В результате этого снова меняются состояния на его нервом и вто ром выходах и интегрирующий усилитель 4 приходит в исходное состояние ф (см. фиг. 2 б,в,г). С другой стороны срабатывает соответствующий канальный элемент индикации 9, 9, 9 и,канальный переключатель 10, 10, 10. Последнее замыкает свой нормаль-. но открытый контакт и наибольший по уровню входной отрицательный сигнал одновременно подается на вход блок- аналоговой памяти 11 и аналого-цифрового преобразователя 12.50С выхода элемента ИЛИимпульсчерез первый элемент задержки 13 (врека схемы действовало наибольшее (поровню) отрицательное входное напряжение (сигнал) (-)О, или (-)О, или (-) О,.:Как показано на фиг. 2,в с момент времени запуска схемы наиболь-, ший сигнал имеется по первому каналу (см. фиг. 2 б), вмомент времени по 1-му каналу (см. фиг, 2 в) и в момент времени по и-му каналу (см. фиг. 2 г), Аналогично протекают процессы в случае определения наименьшего однополярного сигнала из и-входных однополярных сигналов. В этом случае в блок коммутации 1 через шину "Режим";подается импульс, под действием котброго на первый выход блока коммутации 1 подается сигнал, закрывающий первый ключ 2, а на второй выход - сигнал, открывающий второй ключ 3. В результате на вход интегрирующего усилителя 4 подается (+)Ос,а на его выходе устанавливается уровень напряжения (-)О, ограниченный ограничиАтелем напряжения 5 (см. фиг. Зб,в,г). Под действием сигнала, полученного на третьем выходе блока коммутации 1, канальные компараторы 64, б и бя пе" реключаются в такое состояние, при котором на их выходах поддерживаются нулевые уровни выходных сигналов и никаких действий на канальные триг-. геры 74 7 и 7 в и, следовательно на канальные. элементы индикации 9 ф 9 и 9, а также канальные переключатели 10104 и 10 и ие производится. Такое нулевое состояние канальных ком. параторов б, б и би в данном случае объясняется тем, что поданно на их первые входы напряжение (-)О совпадает по знаку со входными .отрйцательными напряжениями (")Оь, (-)О и (-)Ощу которые действуют иа вторые входы канальных компараторов 6, 64 и бп и удерживают их в закрытом состоянии.Допустим в с; момент времени (см. фиг. За) через шину "Пуск" подают импульс, который, воздействуя на блок коммутации 1, меняет на его первом и втором выходах состояние уровней напряжений на протиэоположиые. В результате этого первый ключ 2 откроется, а второй ключ 3 закроется и на вход интегрирующего усилителя 4 начнет действовать (-)Ос. На выходе интегрирующего усилитАеЛя 4 отрицательное на. пряжение (" ) О начнет. линейно увеличиваться в сторону нулевой оси и положительной полярности.В момент равенства на входах канальных компараторов б, би б напряжение(+)Ои, полученное на выхоАде интегрирующего усилителя 4, с одним из и-входных отрицательных напряжений -)О, или (-)01 или (-)Ов на выходе одного из канальных компараторов б. или б или б образуется импульс, пьд действием которого соответствующий канальный триггер773637 и,еребросится и запоминает канал саименьшим значением (по уровню) отрицательного,входного сигнала. Вдальнейшем операции протекают аналогично вышерассмотренных.Раньше всех сработает тот канальный компаратор (б или б или 6) на5второй вход которого в момент запускасхемы действовало наименьшее (по уровню) отрицательное входное напряжение(сигнал (-)Оц,или (-)О 1 или (-)ОМ),Как показано на Фиг. 3 вмоментвремени запуска схемы наименьший сигнал имеет по первому каналу (см.фиг. Зб), в- момент времени пои-му каналу (см. Фиг. Зг) и вмомент времени по-му каналу (см,фиг. Зв),На фиг. 2-д, е, ж и на Фиг, З-д,е, ж показаны виды напряжений на выходах канальных триггеров 7, 7 и7 (показан случай, когда сигнал на 2 Овыходе указанных триггеров можноснять раньше, чем будет подан импульс "Пуск ). Формула изобретения25 Устройство для выделения наибольшего и наименьшего однополярных сигналов, содержащее ключи, одни иэ вхо дов которых соединены с шинами опор- Зо ных напряжений, триггеры, первые вхо. ды которых подключены к шине сброса, которая связана с блоком памяти, выходы триггеров подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежностиустройства, оно содержит блок коммутации, интегрирующий усилитель, входы которого соединены с выходами ключей, ограничитель напряжения, компаратсры и.переключатели, аналого-цифровой преобразователь, элементы задержки и индикации, блоки индикациии печати, причем вход блока коммутации соединен с выходом элемента ИЛИ,одни из выходов его - с другими входами ключей, выходы которых соединенысо входами интегрирующего усилителя,выход его - с ограничителем напряжения, с первыми входами компараторов,вторые входы - с другим выходом блокакоммутации, подключенным к элементаминдикации, выходы триггеров подключены к соответствующим элементам индикации и переключателям, которые подключены к блоку памяти, выход элементаИЛИ через первый элемент задержки подключен к блоку памяти, блоку печати,аналого-циФровому преобразователю ивторому элементу задержки,. блоки индикации и печати подключены к аналогоцифровому преобразователю, который соединен с блоком памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США М 3872389, кл.328-137,опублик, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9 433496, кл. 6 06 С 7/02, 1973