Указатель экстремума

(23) Приоритетосудврстввннва нвиатвт СССР нв двлвм нэвврвтвннй н вткритнй(53) УДК 621,3 .7(088.8) публнкован та опубликования описания 28.09.79 А. А. Силявский, В(54 УКАЗАТЕЛЬ ЕМУМА Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной тех- с нике и может быть использовано при ре- п ализации вычислительных операций, в част- к ности при обработке информации, поступа- н ющей с датчиков технологических обьек с тов (в металлургической, металлообраба- о тываюшей, цементной промышленности в н др.), где возникает необходимость в оп м ределении экстремального значения анало- о гового сигнала, например, необходимость 1 ц н определения минимального или максималь- п ного значения среди большого числа сигналов, определения размаха, т,е. разницы л между наибольшим и наименьшим значением среди большого числа сигналов, необ- . н15 ходимость определения отклонений максы- б мального или минимального значения сигналов относительно допустимых значений.с шего или жащие ре рку и це тся расширениеей указателя; Известны указатели наимень наибольшего напряжения, содер шающие усилители, диодную сбо пи обратной связы 1 ь Недостатками этих устройств являютя низкая очность, сложность указателя ри одновременном определении нескольих видов экстремума (при одновременом определении минимума и максимума игнала), трудность илв невозможность пределения ряда экстремумов сигнала, апример размаха (т.е. разницы между аксимальным в минимальным сигналом), тклонений максимального или минималього значения сигналов относвтельно доустимых значений.Наиболее близким к предлагаемому явяется указатель экстремума, содержащийпреобразователей сигнала в длитель-. ость импульсов, счетчик импульсов и лок управления счетчиком импульсов ,21Недостатками этого устройства являютя невозможность выделения максимума игнала из нескольких параллельных каналов и невозможность выделения различных типов экстремумов.Целью изобретения являефункциональных возможноста именно выделение экстремумов сигнала не из одного, а из нескольких параллельных каналов, выделение не только максимума, но и других типов экстремумов (минимума, размаха, минимальной величины удаления сигнала от нижней или от верхней, или одновременно от нижней и верхней границ допусков).Это достигается тем, что в указатель экстремума, содержащий И преобразователей сигнала в длительность импульсов, счетчик импульсов и блок управления счетчиком импульсов дополнительно введены И входных преобразователей сигнала в 10 напряжение, три преобразователя сигналав длительность импульсов, три блока уставок,блок выбора режима работы, регистрпамяти и синхронизатор, причем выходкаждого входного преобразователя сигнаразователей сигнала в длительность импуль 20 ла в напряжение соединен с первым входом соответствующего д-го преобразователиа сигнала в длительность импульсов, выход каждого блока уставок подсоединен к первому входу соответствующего допол 25 нительного преобразователя сигнала в длительность импульсов, выходы всех преобимпульсов через счетчик импульсов подключен к второму входу регистра памяти. Кроме того, в указателе экстремума блока выбора режима работы содержится три логических элемента ИЛИ, пять логическихэлементов И, блок селекции импульсов максимальной длительности и переключатель;причем каждый 1 ый вход первого логи 50 ческого элемента ИЛИ соединен с каждым и-ьм входом первого логического элемента И, первый вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к выходу первого логического элемента И, первому и второму входам переключатеда, первому входу третьего логического элемента И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого логичес 55 сов соединены с соответствующими входами блока выбора режима работы, выходы30 которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления счетчиком импульсов, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, а четвертый вход - к пер 35 вому входу регистра памяти и первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с вторыми входами всех преобразователей сигнала в длительность импульсов, а вход синхронизатора соединен с вторым выходом генератора импульсов, выход блока управления счетчиком кого элемента И, а выход - с одним извходов второго логического элемента ИЛИ,второй вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключен к третьему входу переключателя, первому входувторого логического элемента И, третийвход - к четвертому входу переключателяи к второму входу четвертого логическогоэлемента И, четвертый вход - к выходупервого логического элемента ИЛИ, пятому, шестому и седьмому входам переключателя, второму входу пятого логического элемента И, первый выход блока селекции импульсов максимальной длительности соединен с вторым входом второгологического элемента И, первым входомпятого логического элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего логического элемента ИЛИ, первымвходом соединеные с выходом четвертогологического элемента И, а выходом - свосьмым входом переключателя, выходвторого логического элемента ИЛИ соединен с девятым входом переключателя. На фиг. 1 показана блок-схема указа теля экстремума; на фиг. 2 - схема блока выбора режимов работы.Указатель экстремума содержит преобразователи 1 - 1сигнала Х 1, Х, ,Хв напряжения О, От,". Ол, выходы которых соединены с входами преобразователей 2 - 2 и напряжений в длительность импульсов Ь, +Указатель содержит также блоки уставок 3, 4, 5 нулевого Оо и предельно допустимых значений напряжения ( Омин.оп и Оьщм.ме ). соответствующие нулевому Хо и предельно допустимым ( Хмиц.аон и Маак.Аоо ) значениямсигналов Х , Х 2 " МьВыходы блока уставок 3, 4, 5 соединены с входами преобразователей 6, 7, 8 нулевого Оо и предельно допустимых (Омии,аоп ИОмакс.ао )значений напряжений в длительность импульсово амин. Аоп и +макс.аоп . Имеются также общее для всех преобразователей напряжений в длитель ность импульсов устройство 9 синхронизации, вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов, и блок 11 выбора режимов работы, входами которого являются все преобразователи напряжений в длительность импульсов, и выходы которого соединены со схемой 12 управления, входом счетчика 13 импульсов, регистр 14 памяти.Блок выбора режимов работы выполнен в виде логических элементов И 15 и ИЛИГ)3 5 687416 (см. фиг. 2) и переключателя 17,причем входами логических элементов И 15и ИЛИ 16 являются выходы преобразователей 2 - 2(см. фиг. 1) напряженийВ длительность импульсОВ, а Выходы лОГи 5ческих элементов И 15 и ИЛИ 16 совместно с выходами преобразователей 6,7, 8 соединены в различной последователь.ности с контактами переключателя 17,два общих контакта которого являютсявыходами блока выбора режимов работы.Для указания минимальной величиныудаления сигнала от любой из границ допусков блок 11 выбора режимов работыснабжен блоком 18 селекции импульсовмаксимальной длительности, логическимиэлементами И 19, 20, 21, 22; выходы которых попарно через дополнительные логические элемента ИЛИ 23, 24 подключены к входам переключателя 17,гюУказатель экстремума работает следующим образом. Под воздействием сигналов Х 1, Х, Хп с выходов преобразователей 1 - г 51 п на входы преобразователей 2 - 2поступают напряжения ОА, О, , Оп,пропорциональные величинам сигналов 14ХВ первом такте с подачей первого им- ЗЮпульса от устройства 9 синхронизации интеграторы 25 интегрируют напряженияО,Ог, , О совместно с постоянной+положительной величиной ОВо втором такте с подачей второго им пульса синхронизации ичтегрируется отрицательная величина О ., При установлениина выходах интеграторов 25. напряжениянулевого уровня срабатывают нуль-органы26, на выходах которых появляются сиг юналы, которые запоминаются триггерами27, и через элементы 28 связи аналоговой и цифровой частей указателя поступают на входы блока 11 выбора режимовработы.45Одновременно сигналы с триггера 27поступают в элементы 29 управления ключами интеграторов 25, запрещая подачу на входы соответствующих интеграторов 25 напряжения 0 и разрешая подачу напряжения Он.з. с выхода нуль-органов 26, корректируя этим самым дрейф нуль-органов 26, Следовательно, с начала второго такта по истечении времени55П ф О ММ.РЕ И+МЮКС.ЬРб,Упропорционального напряжениям О, О,ю Оо о Омюи.оп и Омакс,кж на входах преобразователей 2 -2 о, 3, 4, 5 появляются сигналы, поступающие на входы блока 11 режимов.С появлением, сигнала на одном иэ выходов преобразователя 2-2, на выходе логического элемента ИЛИ 16 также появляется сигнал. С появлением сигналов на всех выходах преобразователей 2 -2 д появляется сигнал на выходе логического элемента И 15. Длительность времени 1 мс начала второго такта до. появления сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 16 пропорциональна минимальной величине сигнала 1 мнм, а длительность времени ма, , с начала второго такта до появления сигнала на выходе логического элемента И 15 пропорциональна максимальной величине сигнала смакеБлаг 18 производит сравнение длительностей армиимюк.ьо и 1 мамьфе -мф"ф По результатам сравнения на один иэ двух выходов блока 18 подается разрешающий сигнал, поступающий на входы дополнительных логических элементов И 19, 21 или 20, 22, давая разрешение на прохождение к контактам переключателя 17 сигналов с преобразователя 7 и логического элемента ИЛИ 16 либо с логического элемента И 15 и преобразователя 8. Указатель экстремума может работатьв одном из следующих режимов. 1. При установке контактов переключателя 17 в положение 30 на входы схемы 12 управления поступают сигналы от логического элемента ИЛИ 16 и от преобразователя 6. Первый приходящий сигнал всегда является сигналом начала счета импульсов генератора 10 импульсов, а второй "игнал - сигналом конца счета, По сигналу от генератора 10 импульсов в схеме 12 управления определяется также знак сигнала. В итоге в счетчике 13 импульсов фиксируется минимальный сигнал М мин.2. При установке контактов переключателя 17 в положение 31 в счетчике фиксируется максимальный сигнал Хмара3. При установке контактов переключчателя 17 в положение 32 в счетчике 13 фиксируется размах сигнала Ммвб Хмин4. При установке контактов переключателя 17 в положение 33 в счетчике 13 фиксируется значение сигнала Х мин,Хаим.дол,5. При установке контактов переключателя 17 в положение 34 фиксируется сигнал М макс Арф Хмел687403 76. При установке контактов переключателя 17 в положение 35 фиксируется минимальная величина удаления сигнала отлюбой из границ допусков, т.е. либоХмин"Хаим. Ао. либо Х мсвс.Аоц. 1 ьюкс5В конце второго такта информация сосчетчика 13 переписывается в регистр 14памяти, а в следующем первом такте счетчик 13 устанавливается на нуль,Таким образом, указатель экстремума 10за счет того, что он содержит блоки уставок нулевого и предельно допустимыхзначеньЛ напряжения, преобразователи нулевого и предельно допустимых значенийнапряжения в длительность импульсов, общее для всех преобразователей напряжений в длительность импульсов устройствосинхронизации, блок выбора режимов работы, а также за счет предложенной схемы, соединения входов и выходов вйшеперечис ленных узлов, позволит расширить функциональные возможности указателя, а именно выделять экстремумы не из одного, аиз нескольких (30 ф 100) параллельных каналов, выделять не только максимум, но5и другие типы экстремумов (минимум сигнала, размах, минимальную величину удыления сигнала от нижней или верхней, илиодновременно от нижней и верхней границдопусков),Формула изобретения1Указатель экстремума, содержащийпреобразователей сигнала в длительность импульсов, счетчик импульсов иблок управления счетчиком импульсов, о т личающийся тем,что,сцельюрасширения функциональных возможностей,в него дополнительно введены и входныхпреобразователей сигнала в напряжение,три преобразователя сигнала в длитель 40ность импульсов, три блока уставок, блоквыбора режима работы, регистр памяти исинхронизатор, причем выход каждоговходного преобразователя сигнала в напряжение соединен с первым входом соответ 45ствующего о -го преобразователя сигналав длительность импульсов, выход каждогоблока уставок подсоединен к первому входу соответствующего дополнительного50преобразователя сигнала в длительностьимпульсов, выходы всех преобразователейсигнала в длительность импульсов соединены с соответствующими входами блокавыбора режима работы, выходы которого55соединены соответственно с первь.м и вторым входами блока управления счетчикомимпульсов, третий вход которого подключен к первому выходу генератора импуль 8сов, а четвертый вход - к первому входурегистра памяти и первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединенс вторыми входами всех преобразователейсигнала в длительность импульсов,а входсинхронизатора соединен с вторым выходом генератора импульсов, а выход блокауправления счетчиком импульсов черезсчетчик импульсов подключен к второмувходу регистра памяти,2. Указатель экстремума по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок выбора режима работы содержит три логических элемента ИЛИ, пять логическихэлементов И, блок селекции импульсов максимальной длительности и переключатель,причем каждый 1-ый вход первого логического элемента ИЛИ соединен с каждым1 -ЫМ ВХОДОМ ПЕРВОГО ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНта И,первый вход блока селекции импульсов максимальной длительности подключенк выходу первого логического элементаИ, первому и второму входам переключателя, первому входу третьего логическогоэлемента И, второй вход которого соединен с первым входом четвертого логического элемента И, а выход - с одним извходов второго логического элемента ИЛИ,второй вход блока селекции импульсовмаксимальной длительности подключен ктретьему входу переключателя, первомувходу второго логического элемента И,третий вход - к четвертому входу переключателя и к второму входу четвертогологического. элемента И, четвертый входк выходу первого логического элементаИЛИ, пятому, шестому и седьмому входам переключателя, второму входу пятогологического элемента И, первый выходблока селекции импульсов максимальнойдлительности соединен с вторым входомвторого логического элемента И, первымвходом пятого логического элемента И,выход которого подключен к второму входу третьего логического элемента ИЛИ,первым входом соединенногО с выходомчетвертого логического элемента И, а выходом - с восьмым входом переключателя, выход вгорого логического элементаИЛИ соединен с девятым входом переключателя.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЛо 223178, кл, Н 03 К 19/08, 1969.2. Авторское свидетельство СССРЛо 308529, кл. Н 03 К 19/20, 1974687403 тавитель В, Багановред М. Келемещ Корр И, Михее луд йодписноеета СССРтийиаб., д, 4 раж 109 дарствен зобретен а, Ж5571/42 Ти БНИИПИ Гасу по делам и 1 3035 Москв