Устройство для определения экстремальных значений аналогового сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 0061,"70 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к системам обработки и хранения информации, в частности экстремальных значений параметров, и может быть использовано в устройствах для,801290293 амплитудных измерении в машиностроении, Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит формирователь кодов, элементы И - НЕ, ИЛИ, счетчики, схему сравнения, формирователь импульсов на элементах И - НЕ, ИЛИ, интегрирующей КС-цепочке. формирователь кодов выполнен по схеме АЦП двухтактного интегрирования и содержит интегратор, ключи источника опорного и порогового напряжения, элементы И - НЕ, триггер, генератор импульсов. Устройство запоминает максимальный размах входного аналогового сигнала, если сигнал периодический или если его максимальное значение следует после минимального. 2 з.п, ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к системам обработки и хранения информации, в частности экстремальных значений параметров, и может быть использовано в устройствах дляамплитудных измерений в машиностроении.Цель изобретения - упрощение устройства,На фиг. 1 представлена функциональнаясхема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема формирователя кодов; на фиг. 3 --5 -- временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит формирователь 1 кодов, элементы И - НЕ 2, счетчик 3, схему 4сравнения, элемент И - НЕ 5, счетчик 6, формирователь импульсов, включающий элементы И - НЕ 7 и 8, элемент ИЛИ 9, интегрирующую КС-цепочку 10, триггер 11, элементы ИЛИ 12.Формирователь кодов содержит интегратор 13, ключи 14 и 15, источник 16 опорного напряжения, компаратор 17, источник 18порогового напряжения, элемент И - -НЕ 19,триггер 20, элемент И - НЕ 21, ключ 22интегратора, элемент И - НЕ 23, счетчик 24,генератор 25 импульсов.Устройство работает следующим обраВ исходном состоянии, когда на шине управления присутствует нулевой уровень напряжения, все триггеры и счетчики обнулены. На шине дополнительного кода устанавливается тоже нулевой уровень, так как на всех входах элемента И- - НЕ 21 (фиг. 2) присутствуют единичные уровни напряжения. На шине прямого кода устанавливается единичный уровень, С выхода генератора 25 на шину генератора поступают прямоугольные импульсы. Оба ключа 14 и 15 разомкнуты, так как на их управляющие входы поступают единичные уровни напряжения с выходов элементов И - НЕ 23 и 19 соответственно, а ключ 22 замкнут, так как на его управляющий вход поступает нулевой уровень.Ключ 22 обнуляет интегратор. При поступлении на управляющую шину в момент 1 о (см. фиг. 5) единичного уровня счетчик 24 начинает подсчитывать импульсы, На выходе элемента И - НЕ 23 формируется нулевой уровень, который замыкает ключ 14, а черезэлемент И - НЕ 21 размыкает ключ 22, так как на шине дополнительного кода формируется единичный уровень напряжения. На выходе интегратора 13 (см. фиг. 5) наблюдается интегрирование входного сигнала. В этот момент (10) компаратор 7 формирует на выходе единичный уровень напряжения. Затем счетчик 24 переполнится иимпульс переполнения переключит триггер 20 в единичное состояние. Это вызывает переключение ключей 14 и 15, так как на вход ключа 14 приходит единичный уровень, а на вход ключа. 15 - нулевой. В результате на вход интегратора подается отрицательное образцовое напряжение и на выходеинтегратора в период (1 - -12) наблюдаетсяиггтегрирование образцового напряжения. Напряжение на выходе интегратора 13 сравнивается с пороговым И и компаратор 17формирует на своем выходе нулевой уровень, который через элемент И - НЕ 19 размыкает ключ 15. При этом на шине дополнительного кода через элемент И - НЕ 21 устанавливается нулевой уровень, который замыкает ключ 22. Счетчик 24 продолжает подсчитывать импульсы генератора 25 и при очередном переполнении счетчика 24 триггео 20 перекгночится вновь в нулевое состояние. На пине дополнительного кода устанавливается единичный уровень, который размыкает ключ 22. Ключ 14 замыкается и наинается второи цикл поеооразования.ак видно из фиг. 5, прямой код в первом цикле преобразования формируется с момен а 11 и до момента 12, а дополнительный кодс момента 12 и до момента 1 з, во втором цикле соответственно прямой код с момента 14 и д. - а дополниельный -- с 15 и до б и т.д.Каждый код представляется импульсами нулевого уровня, соответствующеи длительности и;., соответствующих цгинах формирования кодов. Таки ч образом, после запуска устройства первый нулевой уровень, длительность которого соответствует коду а на фиг. 3, приходит пс шине прямого кода. В результате в счетчик 3 записывается с шины генератора через элемент И - НЕ 2 число импульсов, равное коду а. Так как переполнения счетчика 3 при этом не происходит, то по окончании нулевого уровня на шине прямого кода формирователь импульсов на элементах ИЛИ 9, И - НЕ 7 и 8 и интегрирующей КС-цепи 10 формирует короткий отрицательный импульс, который устанавливает счетчик 3 вновь в нулевое состояние. Следующий нулевой уровень напряжения появляется на шине дополнительного кода. В результате в счетчик 3 также через элемент ИНЕ 2 записывается число импульсов, равное дополнительному кеду (М-а) первого цикла преобразования. Во втором цикле первым формируется прямой код О. Поэтому к дополнительному коду первого цикла (М - а), хранягцемуся в счетчике 3, дозаписывается прямой код Ь второго цикла. При этом происходит переполнение счетчика 3 и триггер 11 переключается в единичное состояние. На выходе схемы 4 сравнения устанавливается единичный уровень напряжения, когда содержимое счетчика 3 станет равно или больше содержимого счетчика 6. Так как содержимое счетчика 6 было равно нулю, то после переполнения счетчика 3 в оба счетчика 3 и 6 запишется остаток (Ь - а); в счетчик 6 он запишется5 10 5 Формула изобретения 20 через элемент И - НЕ 5. Единичный уровень напряжения с прямого выхода триггера 11 после переполнения счетчика 3 проходит на вход элемента,ИЛИ 9 и формирует на выходе элемента И - НЕ 7 нулевой уровень. Поэтому при переходе уровня напряжения на шине прямого кода с нулевого на единичный установочный импульс на выходе элемента И - НЕ 8 не формируется и состояние счетчика 3 в момент окончания прямого кода а не изменяется.Следовательно, дополнительный код (Х -- Ь) второго цикл а преобразования суммируется в счетчике 3 с хранимой там разностью (Ь - а): (Х - Ь) + (Ь - а) = Х - а, где (Х - а) - дополнительный код меньшего на данный момент значения аналогового сигнала. В дальнейшем при записи в счетчик 3 дополнительного кода очередного числа в счетчике 3 фиксируется и некоторое время хранится дополнительный код минимального из всех предшествуюших чисел. Нулевой уровень каждого дополнительного кода устанавливает триггер 11 по установочному Р-входу в нулевое состояние. После записи в счетчик 3 прямого кода с третьего цикла преобразования в счетчике будет храниться число (с - а), так как (И - а)+с = с - а. В период записи в счетчик 3 остатка (с - а) содержимое счетчика 3 было меньше хранимого в счетчике 6 числа (Ь - а),поэтому на выходе схемы сравнения был нулевой уровень, который закрывал элемент И - НЕ 5. Это продолжалось до момента, пока содержимое обоих счетчиков не сравнялось. После этого заполнение счетчиков 3 и 6 стало происходить одновременно и в счетчике 6 после записи прямого кода с также будет храниться число (с - а).Таким образом в счетчике 6 выделяется максимальная разность между текушим и минимальным предшествующим числом (кодом), Как видно из фиг. 4 и 3, число е меньше числа а, поэтому при записи прямого кода е переполнения счетчика 3 не происходит и по окончании е на выходе элемента И - НЕ 8 формируется короткий нулевой уровень, который устанавливает счетчик 3 в нулевое состояние. После этого в счетчик 3 записывается дополнительный код (М - е). В дальнейшем в счетчике 3 после его переполнения в период записи очередного прямого текущего кода форм ируется разность между этим текушим кодом и минимальным числом е. С приходом кода 1 в счетчиках 3 и 6 формируется размах сходного сигнала (к - е). Устройство запоминает максимальный размах входного аналогового сигнала, если сигнал периодический или его максимальное значение следует после минимального, Максимальный размах аналогового сигнала хра 25 зо 35 40 45 50 55 нится в счетчике 6 и его в любой момент можно вывести на индикацию или обработку. Минимальное значение сигнала хранится в счетчике 3 в динамическом виде и его можно выделить, например, во время записи в счетчик 3 очередного прямого кода, а именно с начала прямого кода и до переполнения счетчика 3 (фиг. 4). В устройстве это осушествляется с помощью двух элементов ИЛИ 12. На выходе второго элемента ИЛИ 12 можно наблюдать в каждом цикле преобразования пачки импульсов. Число импульсов в этих пачках равно минимальному значению входного сигнала.Таким образом, предложенное устройство запоминает минимальное значение любого входного сигнала и максимальный размах возрастающего или периодического сигнала. 1. Устройство для определения экстрем аль - ных значений аналогового сигнала, содержашее формирователь импульсов, формирователь кодов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго элементов памяти, выходы первого элемента памяти соединены с первой группой входов схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью упрошения устройства, элементы памяти выполнены на суммируюших счетчиках, суммирующие входы которых являются информационными входами элементов памяти, первый выход формирователя кодов является тактовым выходом формирователя кодов и устройство дополнительно содержит третий элемент И - НЕ, два элемента ИЛИ и триггер, вход начальной установки которого соединен с выходом дополнительного кода формирователя кодов и с первым входом третьего элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с выходом прямого кода формирователя кодов и с первым входом первого элемента ИЛИ, первым информационным входом формирователя импульсов, а выход третьего элемента И - НЕ подключен к второму входу первого элемента И - НЕ, выход формирователя импульсов соединен с входом установки в ноль первого суммирующего счетчика, выход переполнения которого подключен к синхровходу триггера, инверсный выход которого соединен с его информационным входом, а прямой выход соединен с вторым информационным входом формирователя импульсов, вторым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом второго элемента И - НЕ, третий вход которого подключен к выходу схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с выходами второго суммирующего счетчика и является группой информационных выходов устройства, выходпервого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с тактовым выходом формирователя кодов, выход второго элемента ИЛИ является выходом минимального значения сигнала устройства, вход начала рабогы устройства соединен с управляющим входом формирователя импульсов и входом установки в ноль второго суммирующего счетчика, информационный вход устройства соединен с информационным входом формиро вателя кодов,2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что формирователь импульсов содержит два элемента И - НЕ, интегрирующую КС-цепочку и элемент ИЛИ, входы которого являются соответственно первым и вторым информационными входами формирователя импульсов, а выход через интегрирующую КС- цепочку соединен с первым входом первого элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с управляющим входом формирова О теля импульсов, выход подключен к первому входу второго элемента И - НЕ, второй вход которого соединен с первым информационным входом формирователя импульсов, а выход второго элемента И - НЕ является выходом формирователя импульсов.3. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что формирователь кодов содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, триггер, три элемента И - НЕ, источники опорного и порогового напряжений, два ключа, компаратор и интегратор со сбросом, вход которого через первый ключ соединен с информационным входом формирователя кодов и через второй ключ - с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника порогового напряжения, а выход соединен с первым входом первого элемента И - ИЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход является выходом прямого кода формирователя кодов и подключен к управляющему входу второго ключа и первому входу второго элемента И - НЕ, выход которого является выходом дополнительного кода формирователя кодов и соединен с входом сброса интегратора со сбросом, а второй вход соединен с управляющим входом первого ключа и выходом третьего элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом и информационным входом триггера, синхровход которого соединен с выходом переполнения счет чика, вход установки в О которого соединен с входом установки в О триггера, вторым входом третьего элемента И - НЕ и управляющим входом формирователя кодов, выход генератора тактовых импульсов является тактовым выходом формирователя кодов и соединен со счетным входом счетчика.1290293 Щиг Редактор М. ДылынЗаказ 7901/45ВНИИПИ Государстве113035,Производственно-пол Составитель Техред И. Вер Тираж 673 нного комитета СССР Москва, Ж - 35, Рауш графическое предприяЕ. Ивановас КорректоПодписноо делам изобретенииская наб., д. 4/5ие, г. Ужгород, ул. П