Устройство для определения экстремальных чисел

Союз СоветсиинСоциалистиче,сникРесттублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 957201(23) Приоритет по делом изобретений н открытий. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 07.09.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЧИСЕЛй из которыхэлемент НЕ,и узлов ан содержит э и за, каж менты И, ения 21 это устро ункционал ейк на тво меет . змож" раниченные5 ности В си ьные того, чодновреинимумаел в пер озволяет деление осуществля ма к си мума ен з ледовам поле тельности ч в я ан регистр, ричем ин- -цифровония упьной Изоьретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано в составе информационно-измерительных систем в качествеблока предварительной обработки информации,Известно устройство определениямаксимального значения функции, например, содержащее регистр максимального значения, вспомогательный регистр, блок управления, счетчик времени, триггеры, схемы И, регистр времени максимального значения 13.Однако известное устройство неприспособлено для работы с аналогоцифровыми преобразователями и не позволяет осуществлять выборку экстремальных значений исследуемой функции в переменном поле доверительного интервала,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения экстремальных чисел, состспце из элемента ИЛИ доверительного интервала.Цель изобретения - расширенфункциональных возможностей устства за счет определения экстрев поле допусков.Поставленная цель достигаетстем, что в устройстве содержащелого-цифровой преобразователь дблока выделения экстремумовтриггер, блок управления, и2 о формационные выходы аналогого преобразователя соединены с имационными входами блоков выделеэкстремумов, первый выход блокаравления соединен с входом начал957201 20 установки регистра, информационные входы которого подключены к выходам блоков выделения экстремумов, второй выход блока управления подключен к входам начальной установки аналого-цифрового преобразователя, триггера и блока выделения экстремумов, выходы третьего тактового сигнала сое соединены с входами опроса блоков выделения экстремумов, выходы первой и второй групп блока управления подключены к входам предварительной установки первого и второго блоков 8 выделения экстремумов соответственно, выход признака конца операцИи аналого-цифрового преобразователя соединен с входом. установки в единичное состояние триггера, выходкоторого подключен к входам начала цикла блоков выделения экстремумов, выходы каждого из блоков выделения экстремумов соединены с информационными входами регистра и тем, что в нем каждый из блоков выделения экстремумов содержит и узлов сравнения, элемент ИЛИ, элемент задержки, причем каждый 1-й узел сравнения, где 1=1,2(п), состоит из элементов И, ИЛИ, НЕ, триггеров 1-й информационный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, через первый элемент НЕ с первым входом третьего элемента И и с входом установки в единичное состоя ние первого триггера 1-го узла сравнения, в каждом 1-м узле сравнениявыходы второго и третьего элементов И подключены к первому и второму входам соответственно первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в единичное состояние второго триггера, прямой .выход гервого триггера подключен к первому входу четвертого элемента И, к второму входу второго элемента И и через второй элемент НЕ к вторым входам первого и третьего элементов И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера и -й узел сра нения состоит из элементов И;ИЛИ, НЕ триггеров, причем п -Й информационный вход блока соединен с первым входом первого элемента И и с входом уста -Р новки в единичное состояние триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И и через элемент НЕ к второму входу первого элемента И, выход элемента 4ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, выходы первых элементов И каждого из узлов сравнения подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки соединен с первыми входами вторых элементов ИЛИ 1,2 (и)-го узлов сравнения и элемента ИЛИ 1-го узла сравнения, каждый 1-й вход предварительной установки блока выделения экстремумов подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 1-го узла сравнения, л-й вход предварительной установки блока соединен с вторым входом элемента ИЛИ и-го узла сравнения, вход начала цикла блока подключен к третьему входу первого элемента И и-го узла сравнения и к третьим входам первого, второго и третьего элементов И 1,2,(л)-го узлов сравнения, выход четвертого элемента И 1,2,(л) -го узлов сравнения соединен с 1,2, ,(л)-ым выходом блока, выход второго элемента И и-го узла сравнения подключен к и-му выходу блока, инверсный выход второго триггера каждого и-го узла сравнения соединен с четвертым входом первого элемента И (+1)-го узла сравнения, четвертые входы первого и третьего элементов И каждого -го узла сравнения соединены между собой, а также тем, что в нем блок управления содержит генератор тактовых сигналов, узел переключателей, элементы ИЛИ, И, группы элементов И, ИЛИ, одновибратор, счетчик, причем каждая 1-я входная шина задания нижней границы интервала подключена к первому входу 1-го элемента И первой группы, где 1=1,2, ,и, каждая 1-я входная шина задания верхней границы интервала соединена с первым входом 1-го элемента И второй группы, каждый 1-й выход первой группы узла переключателей подключен к первому входу (1+и)-го элемента И первой группы, каждый 1-й выход второй группы узла переключателей соединен с первым входом (1+ +и)-го элемента И второй группы, входа каждого -го и (1+и)-го эле - ментов И первой группы подключены к первому и второму входам соответственно 1-го элемента ИЛИ первой группы, входы 1-го и (1+л)-го элементов И второй группы соединены с первым и вторым входами соответственно 1 -го элемента ИЛИ второйгруппы, первый задающий выход узлапереключателей подключен к первымвходам первого и второго элементовИ, второй задающий выход узла переключателей соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вход внешнего стробированияустройства подключен к второму входупервого элемента И, выход которогосоединен с вторыми входами 1,2и-го элементов И первой и второйгрупп, вход внешней синхронизацииустройства подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключенк информационному входу счетчика,выход переполнения которого соединенс входом одновибратора, выход которого подключен к первой выходной шине блока и к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами п+1), (и+2)2 и-го элементов И первой и второй групп, выход генератора тактовых 25сигналов подключен к второму входучетвертого элемента И, выход которо -го соединен с вторым входом элементаИЛИ, третий задающий выход узла переключателей подключен к управляющему ЗОвходу счетчика На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит блок 1 управ-,ления, триггер 2, аналого-цифровойпреобразователь 3, регистр 4, схемы5 и 6 вйделения экстремумов, каждаяиз которых состоит из узлов 7, 7,7, сравнения, элемента ИЛИ 8и элемента 9 задержки, Каждый изузлов 7 сравнения состоит из элементов И 10-12, элемента ИЛИ 13, триггер 1 ч, элемента ИЛИ 15, триггера16, элементов НЕ 17 и 18 элементаИ 19,Блок 1 управления (фиг, 2) содержит элемент 20, генератор 21 тактовых сигналов, счетчик 22,одноаибратор 23, узел 24 переключателей,элементы И 25 и 26, группы элемен 7 пф 171 пф 28 281,28 п, 28+,,28 д,входные шины 29,29129 задания нижней границы интервала, вход 55ные шины 30, 30, . 30 п задания верхней границы интервала, вход 31 внешней синхронизации, вход 32 внешнегостробирования, вход 33 внешнего запуска, информационные выходные шины блока 34, 342,34; 35, 352,35 управления выходы блока 36-38управления, группы элементов ИЛИ 39,391, 39 п, 40, 40, 40 п, элементИ ч 1, элемент ИЛИ 42.Устройство работает следующим образом,На узле 24 переключателей устанавливают режим работы: внешний иливнутренний путем. подачи разрешающего сигнала на соответствующие входыэлементов И 25 или 26, В счетчике 22устанавливают длительность сеансаработы устройства путем подачи соответствующих сигналов на его входы свыходов узла 24 переключателей. После этого первым же импульсом тактовой частоты, поступающим через элементы 20 и 41 и ИЛИ 42 на вход счетчика 22, осуществляется установка последнего в состояние, при которомна выходе последнего появляется сигнал, запускающий одновибратор 23,сигнал, с выхода которого поступает на первый выход блока 1 и далееосуществляет установку регистра 4 висходное нулевое состояние, Одновременно с этим сигнал с выхода одноаибратора.23, проходя элементИ 26, а режиме работы устройства"Внутренний" осуществляет стробирование кода установки границ доверительного интервала, поступающегос соответствующих выходов узла переключателей 24 через группы элементовИ 27 и 28 и ИЛИ 39 и 40, При этомна выходах блока 1 появляется двекодовые комбинации импульсных сиг.илов длительности импульса одновибратора 23, которые поступают далее через элементы ИЛИ 15 на входы информационных триггеров 16 устанавливают ихв соответствующие состояния и тем самым определяют заданные границы доверительного интервала, По окончанииимпульса, сформированного одноаибратором 23, на первом выходе блока1 появляется разрешающий работу регистра 4 сигнал, и одновременно сэтим заканчивается установка границдоверительного интервала. Далее доконца заданного сеанса измерений накаждый тактовый сигнал, поступающиина вход счетчика 22, с первого выхода последнего на второй выход блока1 поступают сигналы, осуществляющиезапуск аналого-цифрового преобразователя 3 на измерение и возвраще 9; /201формула изобретения ние в исходное состояние триггера 2 и триггеров 16, По окончании заданного сеанса измерений с второго выхода счетчика 22 на четвертый выход блока 1 поступает сигнал, осуществля ющий считывание цифрового кода с выходов триггеров 16 через элементы И 10 в регистр 1, Новый сеанс измере ний происходит в описанной последовательности.В режиме работы устройства "Внешний" сигналы тактовой частоты и сигналы стробирования кода доверительного интервала поступают по шинам 29-32 от внешнего устройства при этом возможно автоматическое измерение границ доверительного интервала в течение заданного сеанса измерения, а также автоматическое изменение длительности сеанса измерений,После преобразования аналоговой величины в цифровой код с первого выхода АЦП 3 поступает сигнал, который опрокидывает триггер, 2 с выхода которого разрешающий сигнал . поступает на отдельные объединенные входы элементов И 11, 12 и 19,Процесс сравнения цифрового кода с выходом АЦП 3 с кодом, установленным на выходах триггеров 16, начинается со старшего разряда цифрбвого кода АЦП 3. Сравнение осуществляется для,схем 5 и 6 выделения экстремумов трем кодовым комбинациям.В случае равенства кодов на выходах старшего разряда АЦП 3 и триггера 16, сигнал с выхода элемента И 11, в случае кодовой комбинации "1" - "1" или с выхода элемента И 12 через элемент ИЛИ 13, опрокидывает триггер 11 с выхода которого поступ ет разрешающий сигнал на сравнение кодов следующего разряда АЦП 3 с кодом следующего триггера 16.Аналогичный .процесс сравнения кодов происходит для схемы выделения экстремумов до тех пор, пока в каком-то узле анализа кода, с выхода АЦП 3 не будет больше или меньше кода с выхода триггера 16. Тогда,1в случае, если код с выхода АЦП 3 будет меньше, чем код с выхода триггера 16, то процесс сравнения на этом закончен и информация на выходах триг)еров 16 сохраняется.В случае, если код с выхода АЦП 3 в процесс :равнения в каком-то узле анализ, кажется больше кода триггера 16, о,ч ал с выхода перво з 5 10 15 20 25 30 35 40 45 элемента И поступает .на соответствующий вход элемента ИЛИ 5 и, проходя последний, запускает одновибратор 6, передним Фронтом которого все информационные триггеры 16 через второй 15 элемент ИЛИ возвращается в исходное состояние, а по окончанию действия этого импульса, единичная информация с соответствующих выходов АЦП 3 переносится на входы соот,ветствующих триггеров 16.Для схемы сравнения аналоговый перенос цифрового кода с выходов АЦП 3 произойдет в случае, если в каком-то узле анализа код с выхода АЦП 3 окажется меньше, чем код с выхода соответствующего триггера 16. После отработки устройством заданного в блоке управления сеанса измерений (числа циклов сравнения), с четвертого выхода последнего сигнаг, поступает на объединенные входы всех элементов И 1 О в результате чего единичная информация с выходов соответ ствующих триггеров 16 через соответствующие элементы И 10 поступает на соответствующие входы регистра при этом с первого выхода блока 21 управления по первому входу регистра выдачи информации ч осуществляется занесение цифрового кода с выходов элементов И 10 в регистрИзменение границ доверительного интервала осуществляется с третьих выходов блока 1 управления путем установки начального кода сравнения через элементы ИЛИ на выходах триггеров 16, Результат каждого сеанса измерения заносится в регистр ч и выдается одновременно в виде значений максимума и минимума в цифровом коде разрядности АЦП 3.Технико-экономический эффект заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем одновременного определения максимального и минимального значений исследуемой Функции в переменном коде доверительного интервала. Устройство для определения экстремальных чисел, содержащее аналого-цифровой преобразователь, два блока выделения экстремумов, регистр, триггер, блок управления, причем инФормационные выходь аналого-цифрово957201 го преобразователя соединены с информационными входами блоков выделения экстремумов, первый выход блока управления соединен с входом начальной установки регистра, информационные входы которого подключены к выходам блоков выделения экстремумов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения экстремумов в поле допусков, в нем второй выход блока управления подключен к входам начальной установки аналого-цифрового преобразователя, триггера и блока выделения экстремумов, выходы третьего тактового сигнала соединены с входами опроса блоков выделения экстремумов, выходы первой и второй групп блока управления подключены к входам предварительной установки первого и второго блоков выделения экстремумов соответственно, выход признака конца операции аналого-цифрового преобразователя соединен с входом установки в единичное состояние триггера, выход которого подключен к входам начала цикла блоков выделения экстремумов, выходы каждого из блоков выделения экстремумов соединены с информационными входами регистра.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый из блоков выделения экстремумов содержит и узлов сравнения, элемент ИЛИ, элемент задержки, причем каждый 1-й узел сравнения, где 1=12,(п) состоит из элементов И, ИЛИ, НЕ, триггеров,-й информационный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, через первый элемент НЕ с первым входом третьего элемента И и с входом установки в единичное состояние первого триггера 1 - го узла сравнения, в каждом 1-м узле сравнения выходы второго и третьего элементов И подключены к первому и второму входам соответственно первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в единичное состояние второго триггера прямой выход первого триггера подключен к первому входу четвертого элемента И, к второму входу элемента И и через второй элемент НЕ к вторым входам первого и третьего элементов И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние первого триг 1 Огера, П -й узел сравнения состоит изэлементов И, ИЛИ, НЕ, триггера, причем п -й информационный вход блока соединен с первым входом первого элемента И и с входом установки в единичноесостояние триггера, прямой выход которого подключен к первому входу" второго элемента И и через элементНЕ к второму входу первого элемента 10 И, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояниетриггера, выходы первых элементов Икаждого из узлов сравнения подключены к входам элемента ИЛИ, выход ко торого через элемент задержки соединен с первыми входами вторых элементов,ИЛИ 1,2, ,(и)-го узлов сравнения и элемента ИЛИ п-го узла сравнения, каждый 1-й вход предварительной установки блока выделения экстремумов подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 1-го узла сравнения,и-й вход предварительной установкиблока соединен с вторым входом элед мента ИЛИ и-го узла сравнениявходначала цикла блока подключен к третьему входу первого элемента И и-гоузла сравнения и к третьим входам первого, второго и третьего элементовИ 1,2(п)-го узлов сравнения,выход четвертого элемента И 1,2,(и) -го узлов сравнения соединен с1,2, ,(и)-м выходом блока, выходвторого элемента И и-го узла сравнения подключен к и-му выходу блока, 35инверсный выход второго триггеракаждого 1-го узла сравнения соединен с четвертым входом первого элемента И (1+1)-го узла сравнения, четвертые входы первого и третьего элементов И каждого 1-го узла сравнениясоединены между собой.3, Устройство по и. 1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блокуправления содержит генератор тактовых сигналов, узел переключателей,элементы ИЛИ, И группы элементовИ, ИЛИ, одновибратор, счетчик, причем каждая 1-я входная шина заданиянижней границы интервала подключенак первому входу -го элемента И пер- вой группы, где 1=12 , и, каждая1-я входная шина задания верхнейграницы интервала соединена с первымвходом 1-го элемента И второй группы,каждый 1-й выход первой группы узла переключателей подключен к первому входу (1+и)-го элемента И первой группы, каждый 1-й выход второй11 9572 группы узла переключателей соединен с первым входом (+и)-го элемента И второй группы, входы каждого 1-го и (+и)-го элементов И первой группы подключены к первому и второму входамсоответственно "го элемента ИЛИ первой группы, входы- го и (+и)-го элементов И второй группы соединены с первым и вторым входами соответственно -го элемента ИЛИ второй о группы, первый задающий выход узла переключателей подключен к первым рходам первого и второго элементоввторой задающий выход узла переключателей соединены с первыми входа ми третьего и четвертого элементов И, вход внешнего стробирования устройства подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами 1,2, п-го элементов И первой и второй групп, вход внешней синхронизации устройства подключен к второму входу второго элемента И, выход которого 01 12соединен с первым входом элементаИЛИ, выход которого подключен к информационному входу счетчика, выходпереполнения которого соединен свходом одновибратора, выход которого подключен к первой выходной шинеблока и к второму входу третьегоэлемента И, выход которого соединенс вторыми входами (и+1), (и+2).2 п-го элементов И первой и второйгрупп, выход генератора тактовыхсигналов подключен к второму входучетвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элементаИЛИ, третий задающий выход узла переключателей подклюцен к управляющемувходу счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЯвторское свидетельство СССРМ 497583, кл. С 06 Г 7/02, 19742. Явторское свидетельствоСССРМ 641443, кл. С Об Г 7/04, 1976957201 Составитель Ю Техред Е.Хари рионовчик ректор Г,Решетн Ки актер ираж 31 Поосударстаенного коиитетааи изобретений и открытийМосква, Ж,Рауаская на сно э 99/37 ТВНИИПИ Гпо дел113035,д / Ф (1111 ПП Чатент, г, ужгород, ул, Проектная, Ч