Цифровой указатель экстремумов

 

ЦИФРОВОЙ УКАЗАТЕЛЬ ЭКСТРЕМУМОВ , содержащий первое и второе пороговые устройства, входы которых объединены, первый реверсивный счетчик, первый вход которого соединен с выходом первого порогового устройства, второй вход упомянутого реверсивного счетчикасоединен с выходом второго порогового устройства, триггер и формирователь уравновешивающего напряжения , причем выходы реверсивного счетчика соединены с входами формирователя уравновешивающего напряжения , выход которого соединен с вторым входом первого порогового устройства, выход тригггера является выходом всего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены алгебраический сумматор, второй формирователь уравновешивающего напряжения, второй реверсив} ый счетчик, третье и четвертое пороговые устройства, первая и вторая схемы блокировки, причем второй вход второго порогового устройства объединен с входом первого порогового устройства,первый вход алгебраического сумматора является входом устройства, второй вход алгебраического сумматора соединен с выходом второго Формирователя уравно вешивагощего устройства, выход алт гебраического сумматора соединен с первыми входами первого, второго , третьего и четвертого пороговых устройств, вторые входы третьего и четвертого пороговых устройств являются опорными, выход третьего порогового устройства соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход четвертого порогового устройства соединен с (Л вторым входом второго реверсивного счетчика, выходы которого Соединены с соответствующими им входами второго формирователя уравновешивающего устройства, выход первого порогового устройства . соединен с первым входом первой схемы блокировки, выход второго порогового устройства соединен ч1 с первым входом второй схемы со со со блокировки, выход третьего порогового устройства подключен к второму входу второй схемы блокировки , к третьим входам первого реверсивного счетчика, выход четвертого порогового устройства подключен к второму входу первой схемы блокировки и четвертому iвходу реверсивного счетчика, выход (первой схемы блокировки соединен с первым входом триггера, а выход второй схемы блокировки соединен с вторым входом триггера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (11) А ())(G 01 R 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3530455/24-21 (22) 29.12.82 (46) 15.08.85. Бюл. )) 30 (72) В.А.Денисов (53) 621.317,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 362281, кл. G 05 В 13/02, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 652496, кл. С 01 R 19/04, 1975 (прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ УКАЗАТЕЛЬ 3КСТРЕМУМОВ, содержащий первое и второе пороговые устройства, входы которых объединены, первый реверсивный счетчик, первый вход которого соединен с выходом первого порогового устройства, второй вход упомянутого реверсивного счетчика соединен с выходом второго порогового устройства, триггер и формирователь уравновешивающего напряжения, причем выходы реверсивного счетчика соединены с входами формирователя уравновешивающего нап ряжения, выход которого соединен с вторым входом первого порогового устройства, выход тригггера является выходом всего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены алгебраический сумматор, второй формирователь уравновешивающего напряжения, вторбй реверсивный счетчик, третье и четвертое пороговые устройства, первая и вторая схемы блокировки, причем второй вход второго порогового устройства объединен с вторым входси первого порогового устройства, первый вход алгебраического сумматора является входом устройства, второй вход алгебраи— ческого сумматора соединен с выходом второго формирователя уравно.вешивающего устройства, выход ал-, гебраического сумматора соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых устройств, вторые входы третьего и четвертого пороговых устройств являются опорными, выход третьего порогового устройства соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход четвертого порогового устройства соединен с вторым входом второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими им входами второго формирователя уравновешивающего устройства, выход первого порогового устройства ссединен с первым входом первой схемы блокировки, выход второго порогового устройства соединен с первым входом второй схемы блокировки, выход третьего порогового устройства подключен к второму входу второй схемы блокировки, к третьим входам первого реверсивного счетчика, выход четвертого порогового устройства подключен к второму входу первой схемы блокировки и четвертому ,входу реверсивного счетчика, выход ,первой схемы блокировки соединен с первым входом триггера, а выход второй схемы блокировки соединен с вторым входом триггера.

333

1 1173

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и устройствам регулирования и может быть использовано для ввода в ЦВМ экстремальных значений аналоговых сигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. 10

Устройство содержит пороговое устройство 1, срабатывающее при превышении сигналом порога, начальное значение которого П1выбрано вблизи нуля, пороговое устройство 2, 15 срабатывающее при превышении порогом величины сигнала, начальное значение порога U выбрано вблизи нуля и соответствует минимально возможному уровню сигна- 2р

2 Пс ми причем П = Ц смин

Устройство также содержит пороговое устройство 3, срабатывающее при превышении сигналом порога, равного

h U 0U пороговое устройство 4, 25 срабатывающее при превышении порогом величины сигнала, при этом значение порога равно U< <« тритrep 5, представляющий собой

RS — триггер с цепью установки gp нуля на выходе, реверсивные счетчики 6 и 7 одинакового объема

N П

Пмакс где U »« -максимальное значение входных сигналов формирователи 8 и 9 уравновешивающего напряжения с дискретами выходного напряжения, соответственно равными

4 U и ЬЧ ., . представляющие собой

ЦАП, схемы 10 и 11 блокировки, выполненные, например, на основе инверторов, алгебраический сумматор

12, выполненный, например, на операционном усилителе.

Входы пороговых устройств 1 — 4 .объединены и соединены с выходом 45 алгебраического сумматора 12. Выхо-. ды пороговых устройств 1 и 2 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 6 и соответственно через 50 . схемы 11 и 10 блокировки — с входами триггера 5, выход которого является выходом устройства.

Выходы пороговых устройств 3 и 4 соединены соответственно с 55 суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 7, управляющими входами схем 10 и 11 блокировки, обнуляющим и установочным входами реверсивного счетчика 6, выходы которого соединены.с входами формирователя 8 уравновешивающего напряжения, выход которого соединен с опорными входами пороговых устройств 1 и 2. Выходы реверсивного счетчика 7 соединены с входами формирователя 9 .уравновешивающего напряжения, выход которого соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора 12, суммирующий вход которого соединен с входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Импульс обнуления по цепи обнуле,ния обнуляет реверсивные счетчики

6 и 7. и устанавливает триггер 5. в состояние "0" на выходе, при этом напряжение на выходе формирователей 8 и 9 уравновешивающего напряжения равно нулю. При появлении сигнала на входе устройства, уровень которого больше минимально возможного на величину dU, срабатывает пороговое устройство 1, и сигнал "1" с его выхода, поступая на триггер 5, через схему 11 блокировки устанавливает на его выходе сигнал 1, подготавливая фиксацию максимума, а при поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчика 6 фиксируется на его выходе в виде единицы младшего разряда, при этом с выхода формирователя 8 уравновешивающего напряжения на опорные входы пороговых устройств 1 и 2 подается дискрета уравновешивающего напряжения AU, которая возвращает пороговое устройство. 1 в исходное состояние. Схема 11 блокировки открыта для прохождения импульсов с выхода порогового устройства 1, поскольку на ее управляющем входе и выходе порогового устройства 4 сохраняется .сигнал с разрешающим уровнем "0".. Дальнейшее повышение напряжения на входе линейно передается на выход алгебраического сумматора

12, приводя к очередным срабатываниям порогового устройства 1, накоплению импульсов реверсивным счетчиком 6, причем формирователь уравновешивающего напряжения 8 следит за возрастающим на входе

1173333 напряжением, а триггер 5, который - сработал от первого импульса, не меняет своего состояния на выходе. Если сигнал на входе. и выходе алгебраического сумматора 12, не превысив порога срабатывания порогового устройства 3 4Ч, уменьшается,то как только он станет меньше на одну дискретудУ установленного уравновешивающего нап- 10 ряжения, срабатывает пороговое устройство 2, и импульс "1" с его выхода перебрасывает триггер 5 в состояние "0" на его выходе, фиксируя максимум и подготавливая 15 фиксацию минимума, а при поступлении на вычитающий вход реверсивного счетчика 6, уменьшает на единицу количество накопленных импульсов, тем самым уменьшая урав- 20 новешивающее напряжение с выхода устройства 8 на одну дискрету

4 U. При этом пороговое устройство 2 возвращается в исходное состояние с уровнем "0" на его 25 выходе. При дальнейшем снижении напряжения очередные срабатывания порогового устройства 2 приводят к уменьшению числа накопленных импульсов реверсивного счетчика 6 и уравновешивающего напряжения с выхода устройства 8, которое следит ! за уровнем уменьшающего сигнала.

Если сигнал снова увеличивается, 1 то как только величина сигнала станетЗ больше на одну дискрету 4 U установившегося уравновешивающего напряжения, вновь срабатывает пороговое устройство l, которое сигналом "1" перебрасывает триггер 5 щ0 в состояние с уровнем "1" на выходе, фиксируя минимум сигнала и т.д.

Если уровень сигнала с выхода алгебраического сумматора 12 превышает величину порога срабатывания 4V порогового устройства

3, на его выходе появляется сигнал "1", который поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, при этом с выхода формирователя 9 уравновешивающего напряжения подается на вычитающий вход алгебраического сумматора 12 дискрета 4 Ч уравновешивающего напряжения, которая уменьшарт на 55 одну ступень л V выходной сигнал алгебраического сумматора 12, который вновь становится меньше порога срабатывания порогового устройства 3. Сформированный .мпульс с выхода порогового устройства 3 одновременно подается на управляющий вход схемы 10 блокиров— ки, запрещая прохождение единичных импульсов с выхода порогового устройства 2, которые формируются при скачкообразном уменьшении сигнала на выходе алгебраического сумматора 12, при этом на выходе триггера 3 сохраняется сигнал "1",соответствующий возрастанию сигнала. Одновременно импульсом с выхода порогового устройства 3 обнуляется реверсивный счетчик 6, при этом напряжение на выходе формирователя 8 уравновешивающего напряжения становится равным нулю, и пороговое устройство 1, реверсивный счетчик 6 и формирователь 8 уравновешивающего напряжения вновь начинают отслеживать увеличивающийся от малых уровней сигнал с выхода алгебраического сумматора

12 в пределах новой дискреты напряжения 4 Ч, отмечая его экстремумы .на выходе триггера 5. Для того, чтобы не наступало переполнение реверсивного счетчика 6, обьем счетчика N выбирается большим, 4Ч чем

Таким образом, при сигнале большого уровня вследствие срабатываний ,порогового устройства 3, накопле- ния. импульсов реверсивным счетi чиком 7, напряжение с выхода .формирователя 9 уравновешивающего напряжения с помощью алгебраического сумматора 12 компенсирует часть входного сигнала, оставляя на выходе алгебраического сумматора часть входного сигнала с изменением в пределах одной дискреты 4 Ч .При уменьшечии входного сигнала больше, чем на величину

V,напряжение на выходе алгебраического сумматора 12 становится несколько меньше порога устройства

4, вследствие чего последнее срабатывает, и сигнал "1" на его выходе уменьшает число накопленных реверсивным счетчиком 7 импульсов на единицу, при этом напряжение на выходе формирователя 9 уравнове.шивающего напряж ния уменьшается на величину дискреты 4 Ч, и увеличенное на 4 V напряжение на выхо1173333 де алгебраического сумматора 12 возвращает пороговое устройство 4 в исходное состояние. Сформированный таким образом импульс "1" с выхода порогового устройства 4, . поступая на установочный вход реверсивного счетчика 6, устанавливает единицы на его выходе, а поступая на управляющий вход схемы блокировки 11„ запрещает прохождение импульсов с выхода порогового устройства 1 на вход триггера 5, и на его выходе сохраняется сигнал "О", соответствующий уменьшению сигнала на входе. Реверсивный счетчик 6 и формирователь 8 уравновешивающего напряжения вновь начинают отслеживать уменьшающийся от больших уровней сигнал с выхода алгебраического сумматора 12 в пределах новой дискреты напряжения h, V . .Таким образом, при уменьшении сигнала от больших уровней до малых вследствие срабатывания порогового устройства 4, вычитания импульсов в реверсивном счетчике 7 напряжение с выхода формирователя 9 уравновешивающего напряжения с помощью алгебраического сумматора

12 компенсирует часть уменьшающегося входного сигнала, оставляя на выходе алгебраического сумматора 12 часть входного сигнала с изменением в пределах одной дискреты a V.

Таким образом, первая часть, схемы, состоящая из пороговых устройств 3 и 4, реверсивного счетчика 7, формирователя 9 уранновеши— вающего - напряжения и алгебраического сумматора 12, следит за большими изменениями входного сигнала, формируя на выходе алгебраического сумматора 12 сигнал в преде— лах U „„— Ь V . Другая часть схемы, состоящая из пороговых уст1О ройств 1 и 2, реврсивного счетчика 6, формирователя 8 уравновешивающего напряжения, отслеживает малые изменения сигнала в пределах указанного диапазона. Моменты nepe l5 броса триггера 5 отмечают экстремумы входного сигнала, а схемы

10 и 11 блокировки устраняют возможность ложных срабатываний триггера

5 от логических сигналов, сформиро20 ванных второй частью схемы в моменты скачков d V напряжения с выхода первой части схемы.При одной и той же точности фиксации экстремумов 4 U по сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройство позволяет снизить разрядность применяемых формирователей уравно- вешивающего напряжения 8 и 9. тем

J самым повышая технологичность изготовления устройства, или при одинаковой. разрядности — повысить точность фиксации экстремумов.

Для получения цифрового представления входного сигнала, можно использовать информацию с выходов реверсивных счетчиков 6 и 7, где текущий уровень входного сигнала записан в двоичном коде, при этом

8 4 7 8„ где И 7, Б 6 — показан я счетчиков °

1173333 дход

Составител . екто Г.Решетник

A. Гришин

Редактор Л. Веселовская Техред Л.Микеш Корректор . еше

Заказ 5046/44 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по д делам изобретений и открытий

4 5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,