Устройство для определения крутизны измеряемой функции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801109672 3(51) С 01 К 29/02 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2576/18-2104.8308.84. Бюл. У 31.Воробьев и Н,Г.бышевское специаское бюро Научноо объединения "Нка" ров иьн ко.вводмпро фте 725 88.8) свидетельство ССС К 19/12, 1978. идетельство СССР К 19/12, 1970первый вход котоходом цифроаналотеля, а второй рог гов тва леммои устключ и рекоторого сого генераг ивсдвиговыи ный счетч динера,вх пулью щ с выходоо т л и что, ия, в ый тем целью повышения него введены вт стр ой р И-Н иств ерсив приом вы еме счетчик(21) 357 (22) 04. (46) 23, (72) Г, Г (71) Куй структор ственног автомати (53) 621 ход импульсного генератора соединенс входами ключа и сдвигового регистра, выходом подключенного к одномуиз входов элемента И-НЕ и к шиневычитания второго реверсивного счетчика, выход элемента И-НЕ соединенс управляющим входом ключа, выходпоследнего подключен к входу второго реверсивного счетчика, шина сложения которого соединена с вторымвходом элемента И-НЕ, с информационным входом сдвигового регистра, свыходом компаратора и шиной сложенияпервого реверсивного счетчика, шинавычитания которого подключена к инерсному выходу компаратора, вы ервого реверсивного счетчика и разрядно соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и с первой выходнойклеммой устройства, установочные вхды сдвигового регистра и реверсивных счетчиков соединены с входнойклеммой "Установка в 0" устройства,а выходы разрядов второго реверсивного счетчика - с второй выходнойклеммой устройства.1 1109Изобретение относится к иэмери/тельной технике и может быть использовано для измерений крутизны входных сигналов различной формы, в ,частности крутизны линейно изменяющегося напряженияИзвестно устройство для измеренияскорости линейно изменяющегося напряжения, содержащее источник управляющего напряжения, две пары ключей,два запоминающих устройства и счетчиквремени1.Недостатками этого устройства являются низкая точность измерений,об"словленная аналоговой структуройизмерительных цепей, и наличие дополнительных технических средствдля вычисления крутизны.Наиболее близким к изобретению20является устройство для автоматической регистрации средней скоростимедленно изменяющихся напряжений,содержащее два регистра памяти, выполненные на сдвиговыхрегистрах,вычислительный блок, блок управления.)три управляемых ключа, преобразова. тель напряжение - код, включающийкомпаратор и реверсивный счетчик,преобразователь код - напряжение и30регистрирующий прибор2 .Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие, обусловленное необходимостью выполненияоперации вычисления крутизны,Целью изобретения является повышение быстродействия,Цель достигается тем, что в устройство для определения крутизныизмеряемой функции, содержащее компаратор, первый вход которого соединен с выходом цифроаналоговогопреобразователя, а второй вход - свходной клеммой устройства, сдвиго.вый регистр, ключ и реверсивный1 счетчик, вход которого соединен с45выходом импульсного генератора, введены второй реверсивный счетчик иэлемент И-НЕ, при этом выход импульс.ного генератора соединен с входамиключа и сдвигового регистра, выходом 50подключенного к одному из входовэлемента И-НЕ и к шине вычитаниявторого реверсивного счетчика, выход элемента И-НЕ соединен с управляющим входом ключа, выход последнего подключен к входу второго реверсивного счетчика, шина сложениякоторого соединена с вторым входом б 72 1элемента И-НЕ, с информационнымвходом сдвигового регистра,. с выходом компаратора и шиной сложенияпервого реверсивного счетчика, шинавычитания которого подключена к инверсному выходу компаратора, выходы первого реверсивного счетчикапоразрядно соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и с первой выходнойклеммой устройства, установочные входы сдвигового регистра и реверсивных1счетчиков соединенены с входнойлеммой "Установка в 0" устройства,а выходы разрядов второго реверсивного счетчика - с второй выходнойклеммой устройства.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства на фиг. 2-4 - диаграммы напряжений в различных .точках схемы, поясняющие работу устройства,Устройство содержит (фиг. 1) реверсивные счетчики 1 и 2, сдвиговыйрегистр 3, компаратор 4, импульсныйгенератор 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, выходом соединенный с первым входом компаратора4, выход последнего соединен с первым входом элемента И-НЕ 7, с входом сдвигового регистра 3, с шинамисложения реверсивных счетчиков 1 и2, выход сдвигового регистра 3 соединен с вторым входом элемента И-НЕ7, выходом подключенного к управляющему входу ключа 8, второй вход компаратора 4 соединен с входной клеммой 9 устройства, выходы реверсивных счетчиков 1 и 2 соединены свыходными клеммами 10 и 11 устройства, установочные входы сдвиговогорегистра 3 и реверсивных сигналов1 и 2 соединены с входной клеммой12 "Установка в 0",Устройство работает следующимобразом. Перед началом измерения подается команда "Установка в О". По этой команде реверсивные счетчики 1 и 2 устанавливаются в "0", а в сдвиговый регистр 3 заносится число01010101. Принципиально установку в "0" необходимо производитьтолько для реверсивного счетчика 2. При отсутствии входного измеряемого напряжения О Н 1 реверсивный счетчик 1 и сдвиговый регистр 3 устанавливаются в исходное состояние3 1 автоматически. Число 01010101, записываемое в регистр 3, есть код нулевого состояния, динамический нуль компаратора 4. Такое состояние (01010101) принимает прямой выход компаратора под действием сигналов импульсного генератора 5 и при отсутствии входного измеряемого напряжения.При этом выходные сигналы компаратора на шинах управления сложением и вычитанием реверсивного счетчика 2 не изменяют его состояния (фиг. 2). В первом случае (левая часть диаграмм) счетные импульсы не проходят в счетчик 2, так как приходят в моменты отсутствия разрешения на обоих шинах управления сложением и вычитанием. На диаграмме с(, они обозначены нулями. В то время, когда на обоих шинах (+) и (-) реверсивного счетчика присут-. ствует потенциал "1", срабатывает элемент И-НЕ 7, который закрывает ключ 8. При наличии "0" на шинах (+) и (-) счетчик 2 закрыт по входу.Во втором случае (правая часть диаграмм) счетные импульсы попеременно поступают на сложение (+) или на .вычитание (-) реверсивного счетчика 2 и также не изменяют его состояния.аПри нарастании входного О измеряемого напряжения подключается ЦАП 6. Режим работы компаратора 4 изменяется. Количество полупериодов с потенциалом "1" на его прямом выходе увеличивается прямо пропорционально крутизне измеряемой функции (фиг. 3 и 4). За время первого10672 4такта Ь 1, равного времени обновленияинформации в регистре 3, происходитувеличение числа в счетчике 2 (леваячасть диаграмм фиг. 3). При неизменной крутизне измеряемой функции,начиная с второго такта д 1, показания счетчика 2 не изменяются, чтообусловлено одинаковостью формы напряжения на выходе компаратора 41 О (шина сложения, диаграмма а и навыходе регистра 3 (шина вычитания,диаграмма с ), начиная с второго такта (правая часть диаграмм фиг. 3).При этом импульсы сложения и вычита 15 ния строго чередуются,Измеряемая функция показана ввиде отрезков прямых (фиг, 4) и вобщем случае может иметь любую форму.Время переходного процесса д). (фиг.4)20 условно представлено в большем масштабе. При воспроизведении переходного процесса дискретность его уровней неразличима, так как величинапоследних определяется только часто 25 той генератора 5. При наблюденииоператор видит только прямые участкинапряженияО, (Н/д 1, которые ха(и)рактеризуют крутизну измеряемого напряжения Си,(1) .ЗО Устройство позволяет одновременноизмерить в цифровой форме значениеизмеряемой функции 0 щ (1) и ее крутизну ь Ц(Ц/ь 1, где ь 1 = МФ, М -количестворазрядов сдвигового регистра,- период частоты импульсного генератора. Повышение быстродействия устройства достигается засчет сокращения количества последовательных операций при вычислениикрутизны.1109672 Составитель Л, МураноТехред Т,Дубинчак едакт 711Подписндарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д акав 4 1 ц.щ:.ч ППП "Патент", г. Ужгор Проектн 2",/30 Тираж ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москв