Устройство для определения экстремумов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 985749
Авторы: Александров, Шейко
Текст
п 98574 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид-ву22) Заявлено 26, 05.81 .(21) 3327525/1(23) П риоритет Гоеударетвкавй копит СССР по йвин нзобретеннй,- ,л:;,д, / т / 4 " / но 2) Авторы иэобретени ов и В.В. Шейкоекс Всесоюзный научно-исследовательский эксперим сконструкторский институт электробытовых машин и 71) Заявнтел в 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЭКСТРЕМУМОВ но в информстемах дляых электриб Изобретение относится к измери" тельной и вычислительной технике и может быть использова ац ионно-и змерител ьных си анализа параметров случайнческих сигналов. 5Известно устройство, работа которо- го основана на сравнении двух после,довательных выборок исследуемого сигнала, содержащее аналоговый запоминающий блок, компаратор, триггер, ли нию задернки, генератор импульсов, распределитель импульсов, логические элементы И-НЕ, ИЛИ, Формирователь импульсов и цифровой вольтметрГ 11Данное устройство работает на Фик-сации изменения знака разности между стробируемым текущим и дискретизированным предыдущим значениями сигнала, Численное диФФеренцирование в устго ройстве осуществляется за два такта, а количество прецизионных аналоговых узлов .уменьшено. В силу этого частот" ный диапазон устройства расширен сверху, однако в.целом является срав" нительно ограниченным.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения экстремумов, содержащее аналоговый запоминающий блок, двухтактный рас" пределитель импульсов, генератор пря" моугольных импульсов, схему сравнения, Формирователь импульсов сброса, формирователь строб-импульса, инвертор, селектор, блок индикации, сум" мирующий элемент, делитель часто" ты Г 2Известное устройство работает сеременным шагом дискретизации 1,таказыоаемая адаптивная дискретизация )поэтому имеет более широкий частотый диапазон за счет снижения егоижнего предела.При адаптивной дискретизации вы"орка значений входного сигнала Ц Ь)существляется не в каждом периодеаботы генератора прямоугольных им пульсов, а лишь тогда, когда выполняется условиеЬтп и , дик (1)где и - необходимое для выполненияусловия (1) числопериодовмежду двумя анализируемымиблоком индикации выборками;,Т и " шаг дискретизации,При переменном значении О (1)шаг дискретизации является также пе Оременной величиной,В таком устройстве цастотный диапазон снизу существенно расширен, нопо-прежнему остается недостаточнымдля анализа медленно меняющихся элект 15рицеских сигналов, Расширению частотного диапазона снизу препятствует максимальный шаг адаптивной дискретизации, который должен удовлетворятьусловию иТп ( Схр, где йр- время хранения выборки аналогового запоминающего блока.Ограничение частотного диапазонасверху для этого устройства обусловлено тем, что минимальный шаг дискре- р 5тизации Тп, являющийся критерием бь 1 стродействия и Фазовой погрешности,ограничен в соответствии с условиемТп 3 й вь,5+ай к, где й ь,-время вы"борки аналогового запоминающего блока; айк - время срабатывания компаратора,При этом задержка включения цифровых схем не учитывается в силу ее малости.35Кроме того, для известного устройства ограничен выбор (в качестве из-мерительного блока 1 цифро-аналоговогопреобразователя, так как его времяпреобразования меньше минимальногошага дискретизации.Наличие дополнительных аналоговых .узлов в известном устройстве (суммирующий элемент, компаратор аналоговоготипа, аналоговый запоминающийся блок)создает дополнительные аппаратурныепогрешности в определении энстрему"тмов,Цель изобретения - расширениеоцастотного диапазона и повышение точности определения экстремумов,Поставленная цель достигается тем,цто устройство для определения экстремумов, содержащее генератор прямоугольных импульсов, Формировательстроб"сигналов, выход которого соединен с тактовым входом селектора, схему сравнения, выход которой соединенс первыми входами блока индикации и 9 4селектора и с входом инвертора, вы" ход которого соединен с вторыми входами блока индикации и селектора, первый выход которого соединен с синхронизирующим входом блока индикации,. дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, запоминающий регистр, регистр экстремальных значений, задатчик добавочного кода, сум" матор-выцитатель, элемент ИЛИ, элемент цифровой задержки и элемент И, первый вход которого соединен с вторым выходом селектора, второй вход - с первым выходом. элемента цифровой задержки, а выход - с управляющим входом запоминающего регистра, вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства, информационный выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационными входами регистра экстремальных значений и запоминающего регистра, а также с первым входом схемы сравнения, выходы запоминающего регистра .и задатцика добавочного кода соединены. с соответствующими информационными входами сумматора-выцитателя, выход котордго соединен с вторым входом схемы сравнения, синхронизирующий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом формирователя строб-сигналов, выход которого соединен с управляющим входом генератора прямоугольных импульсов и с входом элемента цифровой задержки, второй выход которого соединен с установочным входом селектора, выход генератора прямоугольных. импульсов соединен с управляющим входом сумматора-вычи" тателя, а первый и второй выходы блока индикации через элемент ИЛИ связаны с управляющим входом регистра экстремальных значенийНа Фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства и выполнение отдельных узлов; на Фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, формирователь 2 строб-сигнала, генератор 3 прямоугольных импульсов, запоминающий регистр 4, задатчик 5 добавочного кода, регистр 6 экстремальных значений, сумматор-выцитатель , схему 8 сравнения, элемент 9 цифровой задержки, инвертор 10, блок 11 индикации, селектор 12, элемент ИЛИ 13, элемент И 14. Блок,11 индикации содержит синхронизируемый триггер 15, Формирователи 16 и 17 им5 9857пульсов. Селектор 12 содержит элементы И 18 и 19, триггеры 20 и 21, элемент 22 задержки, элемент И-НЕ 23,элемент И 24.Устройство работает по принципучисленного дифференцирования с предварительным преобразованием входногосигнала в. код, выполняя при этом Функции определения моментов появленияэкстремума и выдачу экстремальных. знаочений входного сигнала в цифройом коде. Результат диФеренцирования с момента появления экстремума вырабатывается за два такта последовательных выборок кодированных значений сиг-л 5нала, причем выборка этих значенийосуществляется при адаптивной дискре-тизации по уровню.Устройство работает следующим образол. 26Входной электрический сигнал 0(й)поступает на вход аналого-цифровогопреобразователя АЦП 13.Каждое новое кодированное значение Й(С) входного сигнала устанавливается на информационном выходеАЦП 1 вмомент появления короткогоимпульса "Конец измерения" КИ на егосинхронизирующел выходе (Фиг. 2 а).По срезу импульса КИ срабатывает Фор-зомирователь 2 строб-сигнала, которыйвырабатывает сигналь, определяющиевременной интервал наблюдения длительности Те (Фиг, 2 с). Строб-сигналызапускает генератор 3 прямоугольныхилпульсов, работающих в ждущем режиме, Выходной сигнал генератора 3(Фиг, 2 д) на интервале Т принимает,значения "1" и "О" и поступает на управляющий вход сумматора-вычитате 40ля 7, который при этом сначала выполняет операцию суммирования, а затемоперацию вычитания его входных цифровых кодов. На первый информационныйвход сумматора-вычитателя 7 воздейст 45вует при произвольно выбранном моменте времени 1+и предыдущее кодированное значение .Й(Т) входного сигнала, а на вторые его информационныевходы .- постоянное ( установочное )значение кода дМ с выхода задатчика 5.При этом на выходе сумматора-вычитателя 7 в такте суммирования появляется код Й;.(Т)+дЙ, а в такте вычитанияЙ;(Т) -дЙ,55Схема 8 сравнения производит сравнение двух и-раэрядных чисел, одно изкоторых Й ( +и) поступает с информационного выхода ЛЦП 1, а второе 496 ступенчато-изменяющееся й;(Т ) + дЙ,Й; (Т) -дЙ - с выходов сумматоравычитателя 7,При этом возможны следующие слу"чаи.В моменты сравнения 0,2, 6, 9, 12,15 (Фиг. 2)Й(Т) + д ЙЙ( + и)Й;(Т) - д йМ(1 + п)В моменты сравнения 1, 3, 4, 5, 7,11, 13Й(Т)+ дЙ ) Й( +и)М 1(Т) - аЙМ(1+ и)В моменты сравнения 8, 10, 14М (Т) + дЙЙ(.1+ и)Й 1(Т) - . йМ ) М(1+ т)Установка значения добавочного цифрового кода дпроизводится согласноусловия дЙа Мпои где ДМпомцифровой код помехи, присутствующийна информационных выходах АЦП 1,Выходной сигнал схемы 8 сравненияанализируется селектором 12, которыйявляется управляющим узлом, реали"зующим адаптивную дискретизацию коди"рованных значений Й(й) входного сигнала.В первом случае схема 8 сравне"ния на интервале Т изменяет состоя"ние из "1" в "0" илй из "0" в 1" и,воздействуя на прямой и инверсный(через инвертор 1 О) входы селекто"ра 12, изменяет состояние из "1"в."0" или из "Оп в 1" и, воздействуяна прямой и инверсный (через, инвер"тор 10) входы селектора 12, изменяет.положение его 8-триггеров 20 и 21из "0" в "1". В результате этогодля рассматриваемого случая 1 управ"ляющий выход селектора 12 (выход эле"мента И-НЕ 23) принимает состояние"О" чем блокируется Формированиесинхронизирующего импульса .(выходэлемента И 24, Фиг. 2 а), а также необеспечиваются условия для срабатыва",ния элемента И по окончании стробсигнала,Во втором случае. схема 8 сравнения на интервале Т не переключаетсяиз "0" в "1" (или наоборот), а нахо"дится в каком-то одном определенномсостоянии, установленном на интерва"ле действия импульса КИ. В этом слу"чае селектор 12 вырабатывает синхро"низирующий импульс (выход элементаИ 24, фиг. 2 е), а также разрешающийпотенциал "1" на управляющем выходе(выход И-НЕ 23), наличие которогообеспечивает срабатывание Формирова".7теля 14 управляющего импульса( фиг.2)от импульса, возникающего на первомвыходе элемента 9 цифровой задержкипо концу Т Импульсом с выхода формирователяб 14 разрешается выборка взапоминающий регистр 4 кодированногозначения МИ) с информационных вы, ходов АУП 1,В следующий момент времени осуществляется сброс ВБ-триггеров 20 и 1 О21 селектора 12 импульсом Фиг, 2 дсо второго выхода элемента 9 цифровой задержки, Формирующимся вслед заимпульсом с его первого выхода,Таким образом, выборка значенияй И ) в запоминающий регистр 4 производится но в каждом цикле, а только тогда, когда выполняется условие Й(1 Фп)-Й, 1 т) д й, (2)20 где и может принимать любое значение иэ натурального ряда чисел, так как цифровые элементы памятирегистры ) способны долговременно хранить записанную в них инФормацию. Таким обра зом, снииается ограничение снизучастотного диапазона. Ограничение сверху частотного диапазона зависит только от быстродействия применяемого АЦП, 30Формирование моментов экстремума производится с помощью блока 11 индикации по изменению знака производной. При этом ( моменты 8, 11 и 14 Фиг. 2 ) срабатывает Йб-триггер 15, в резуль- З 5 тате чего один из Формирователей 16 или 17) вырабатывает импульс фиг. 2 отмечающий момент появления максимума или минимума. Этот же импульс через схему ИЛИ 13 поступает на вход синхронизации регистра 6 экстремальных значений, обеспечивая ему прием экстремального кодированного значенияйегвыходного сигнала АЦП 1,Использование изобретения повышает 45 точность и расширяет цастотный диапазон предлагаемого устройства. Формула изобретения Устройство для определения экстремумов, содержащее генератор прямоугольных импульсов, Формирователь строб"сигналов, выход которого соеди" нен с тактовым входом селектора,схему сравнения, выход которой соединен с первыми входами блока индикации и селектора и с входом инвертора, выход которого соединен с вто-.рыми входами. блока индикации и селек".тора, первый выход которого соединенс синхронизирующим входом блока индикации, о т л и ц а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения частотногодиапазона и повышения точности определения экстремумов, устройство дополнительно содержит аналого-цифровойпреобразователь, запоминающий регистр,регистр экстремальных значений, задатчик добавочного кода, сумматорвыцитатель, элемент ИЛИ, элемент цифровой задержки и элемент И, первыйвход которого соединен с вторым вы"ходом селектора, второй вход - с первым выходом элемента цифровой задержки, а выход - с управляющим входомзапоминающего регистра, вход аналогоцифрового преобразователя являетсявходом устройства, информационныйвыход аналого-циФрового преобразователя соединен с информационными входами регистра экстремальных знаценийи запоминающего регистра, а такжес первым входом схемы сравнения, выходы запоминающего регистра и задатцика добавочного кода соединены с сэответствующими. информационными входами сумматора-.выцитателя, выход которого соединен с вторым входом схемысравнения, синхронизирующий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом Формирователя стробсигналов, выход которого соединен суправляющим входом генератора прямоугольных импульсов и с входом элемента цифровой задержки, второй выход которого соединен с установочнымвходом селектора, выход генераторапрямоугольных импульсов соединен суправляющим входом сумматора-вычитателя, а первый и второй выходы блока индикации через элемент ИЛИ связаны с управляющим входом регистраэкстремальных значений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 83870224, кл. О 01 Р 19/04, 1978.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2772929,кл. 0 01 В 19/04, 1979 (прототип),Составит ва Техред СТираж 7 ПИ Государств о делам изобр Москва Ж-Я ПП "Патент",ь Г, Осиповигунова Корректор М. Демцое Подписнного комитета СССРений и открытийРауаская наб. 8. Ужгород, ул, Проектная,
СмотретьЗаявка
3327525, 26.05.1981
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОБЫТОВЫХ МАШИН И ПРИБОРОВ
АЛЕКСАНДРОВ ВАЛЕРИЙ ЮРЬЕВИЧ, ШЕЙКО ВЛАДИСЛАВ ВАСИЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 19/04
Метки: экстремумов
Опубликовано: 30.12.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-985749-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-ehkstremumov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения экстремумов</a>
Предыдущий патент: Устройство для формирования электронного частотного масштаба
Следующий патент: Способ калибровки поглощающих ваттметров
Случайный патент: Способ изготовления ампул для крепления горных выработок