Анализатор активности непрерывных сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (5D4 Н 03 M 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вторые входы первого и второго элементов И соединены с вторым входом анализатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем р à sдел ьно го ан али 3 а входи о го си гнала на участках возрастания, убывания и постоянного значения, в него введены третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ и триггер, информационный вход которого сое.динен с выходом компаратора, а тактовый вход подключен к. второму входу устройства, первый и второй выходы триггера соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, выходы третьего элемента И, элемента ИЛИ и четвертого элемента И являются соответственно

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709841/24-24 (22) 12.03.84 (46) 23.01.86. Бюл. У 3 (72) В.М»Морозов и В.В.Назаров (53) 621.376.56 (088.8 ) 5e) Стил Р. Принципы дельта-модуляции. М.: Связь, 1979, с. 15 °

Гальперин M.В. Введение в схемотехнику. М.: Энергоиздат, 1982, с.91, рис. 6-7 а. (54)(57) АНАЛИЗАТОР АКТИВНОСТИ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий компаратор, элемент НЕ, первый и второй элементы И, последовательно соединенные реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, первый вход компаратора является первым входом анализатора, а выход подключен к первому входу первого элемента И непосредственно и первому входу второго элемента И через элемент НЕ, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому и второму входам реверсивного счетчика, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом компаратора, первым, вторым и третьим выходами анализатора, входы элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И.

1 1

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано в системах с адаптивной дискретизацией непрерывных сигналов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем раздельного анализа входного сигнала на участках возрастания, убывания и постоянного значе ния, На фиг. 1 представлена блок-схема анализатора активности непрерывных .сигналов, на фиг. 2 — временные диаг раммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит компаратор 1, цифроаналоговый преобразователь 2

ЦАП, первый, второй, третий и четвертый элементы И 3-6, элемент HE 7,, элемент ИЛИ 8, триггер 9 и реверсивный счетчик 10, первый и второй входы 11 и 12, первый, второй и третий выходы 13-15.

Работа анализатора активности непрерывных сигналов основана на принципах дельта-модуляции. Анализ активности сигнала 5(Ц осуществляется при этом в два "-тапа (фиг.2)

На первом этапе исходный сигнал 5(4) (фиг. 2,a) преобразуется в последовательность дельта-сигналов (фиг, 2,6) путем его сравнения с

1 сигналом Б (t) предварительно вос— становленным из дельта-сигналов 6;, Формирование дельта-сигналов осуществляется по правилу

1"1 при Б® > 5 (Ь) (О при 5И) 5 (<)

На втором этапе единичные h, 1 и нулевые й; = О дельта-сигналы подвергаются логической обработке.

В процессе обработки формируются сигналы 0, по правилу п ри 4 = Ь,, 0 при 4 ь; которое обеспечивает формирование единичных сигналов О, 1 только при совпадении двух подряд следующих дельта-сигналов Ь, ". Это соответствует возрастанию (фиг. 2„ в) или убиванию (фиг. 2, д) сигнала 5(Ц относительно его предыдущего значения б(1;<) . При чередовании дельта-сигналов Ь; cHI нал (); не фор20ЬЫ8 2 мируется (tl = О), так, как сигнал

5Я) не изменяется (фиг. 2) .

Точность сравнения сигналов б(Ф) и 5 (Ц определяется погрешностью, с которой восстанавливается сигнал 5 (4) . Темп контроля активности сигнала 5 (4) осуществляется с учетом его частотных или динамических свойств.

Анализатор активности непрерывных сигналов работает следующим образом.

Непрерывный сигнал 5(), подлежащий анализу, с входа 11 устройства подается на первый вход компаратора 1, на второй инвертирующий вход которого подается восстановленный сигнал Я (t) отображающий исходный сигнал 5(<) с требуемой точностью. Компаратор l сравнивает сигналы 5(1) и 6 ф, В зависимости от результатов сравнения на выходе компаратора 1 формируются сигналы ; = 1(сигнал 5(t) превышает сигнал б (1)1 и сигналы

6., . О (сигнал 5 (Ц превышает сигнал 5(Ц) . Сформицованные на выходе компаратора I сигналы поступают на триггер 9, а также на управляющие входы элемента И 3 непосредственно и на управляющий вход элемента И 4 через элемент НЕ 7. Предположим, что сигнал 5(Ч превышает

\ сигнал 5 Я . Сформированный компаратором 1 сигнал Ь; = 1 открывает элемент И 3 и обеспечивает подачу поступающих тактовых импульсов на вход + 1 реверсивного счетчика 10. При этом количество импульсов в счетчике 10 увеличивается.

Если сигнал 5(М оказывается меньше сигнала 5 H), на выходе компаратора i формируется сигнал Ь;=0

Этот сигнал инвертируется с по-мощью элемента НЕ 7. Единичный сигнал на выходе элемента НЕ 7 открывает элемент И 4 и тактовые импульсы с входа 12 поступают на вход - 1 реверсивного счетчика 10.

Количество импульсов в счетчике 10 соответственно уменьшается. Таким образом, количество импульсов в счетчике 10 в каждый момент времени оказывается пропорциональным исходному сигналу 5(1)

Цифроаналоговый преобразователь 2 преобразует текущее двоичное число в счетчике 10 разрядностью,.п в неп1206958 4 на выходе элемента И 4 единичный сигнал, соответствующий случаю

S(t) < 6 (t) поступает на выход 15 и через элемент ИЛИ 8 на выход 14.

5 . Одновременно нуленым сигналом с прямого вьмода триггера 9 исключается прохождение сигналов с выхода элемента И 3 через элемент И 5. Если в следующий момент времени на нходе

10 компаратора l вновь действует сигнал Ь, = О, что соответствует убыванию сигнала, то состояние триггера 9 не изменится и, следовательно, на выходе 15 вновь будет сформироIS нан единичный сигнал. Запись в триггер 9 текущего сигнала с выхода компаратора 1 осуществляется подачей на его тактовый вход тактовых импульсов с шины 2. При чередовании

20. сигналов b с выхода компаратора 1 состояние триггера 9 попеременно изменяется. При этом соответствующие единичные сигналы с выходов элементов И 3 и 4 действуют на тех вхо25 дах элементов И 5 и 6, на вторых входах которых. действуют сигналы противоположного знака. намическими.

3 рерывный сигнал 5 4), отображающий исходный сигнал 5{4) с требуемой погрешностью. Величина этой погрешности определяется числом разрядов двоичного числа, используемых для восстанонления сигнала 5 (t), и может регулироваться в необходимых пределах количеством раз рядов двоичного кода, подаваемых с выхода счетчика 10 на цифроаналоговый преобразователь 2. При этом изменяется тоЧность сравнения исходного сигнала Б (t) и восстановленного сигнала 5 (t) подаваемого с выхода цифроаналогового преобразователя 2 на второй инвертирующий вход компаратора 1.

Одновременно с преобразованием сигнала S{t) в последователь-. ность дельта-сигналов А; и восстановлением сигнала 5 (t) осуществляется логическая обработка дельтасигналов. Она реализуется с помощью функционального узла, состоящего иэ триггера 9 и элементов И 5 и 6. На информационный вход триггера 9 подается последовательность сигналов, отображающих текущее поведение сигнала 5{t) . С помощью триггера 9 обеспечивается запоминание предыдущего значения сигнала 6; < и управление логическими элементами И 3 и 4

При единичном состоянии триггера 9 элемент И 5.открыт и действующий на выходе элемента И 3 единичный сигнал, соответствующий случаю

6(t) 3 б (t), поступает на выход 13 и через элемент ИЛИ 8 на вьмод 14.

Одновременно нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 9 исключается прохождение сигналов с выхода элемента И 4 через. элемент И 6.

Если в следующий момент времени на выходе компаратора 1 вновь действует сигнал Е, =E что .соответствует возрастанию сигнала Ь(т), то состояние триггера 9 не изменяется и, следовательно, на выходе 13 вновь будет сформирован единичный сигнал.

При нулевом состоянии триггера 9 открыт элемент И 6 и действующий

Для синхронной и синфазной работы анализатора активности непрерывных сигналов необходимо, чтобы входы счетчика 10 +1 и -1 и тактовый вход триггера 9 были инверсными диТаким образом, на выходе 13 анализатора активности непрерывных сиг1 налов единичные сигналы ц. 1

1 действуют только в случае возраста40 ния входного сигнала Х(13;на выходе 15 единичные сигналы Ц 1 действуют только в случае убывания сигнапа

6(Ц ; на выходе 14 единичные сигналы Ц, действуют при возрастании

45 и убывании сигнапа 5{4) . Сигналы

1 на выходе 13-15 анапизатора активности отсутствуют, если входной сигнал 6() остается постоянным или изменяется в. заданных преде50

1206958

88щцп1 Заказ 8734/59 Тираж 818 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4