Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала

 

Изобретение относится к вычисл тельной технике, может быть использовано при решении задач определения в цифровой форме технологических параметров по сигналам, поступающим от датчиков, и позйоляет определять величину наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного участка под влиянием случайных помех. В состав устройства входит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, реверсивный счетчик 3, счетчики 4 и 5, , реверсивный счетчик 6, регистр 7, схема сравнения с нулем, элемент НЕ 9, элементы И 10 - 12, блоки 13 и 14 цифровой индикации. Перед началом очередного цикла обработки сигнала кнопкой начальной установки счетчик 5 устанавливается в нулевое положение, при этом сигнал с его выхода снимает блокировку с элемента И 12. Входной аналоговый сигнал преобразуется в число-импульсный код, причем импуль.сы положительного приращения сигнала поступают на суммирующий вход счетчика 3, а импульсы отрицательного приращения - на его вход вычитания. Импульсы переполнения , образуемые на выходах счетчика 3, поступают на вход установки в ноль счетчика 5 и на управляющие входы регистра 7, занося в последний из (Л со со ISD со со ел Фиг.}

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) .4049749/24-24 (22) 03.04.86 (46) 23.08.87. Бюл. ¹ 31 (71) Институт кибернетики им. В. M. Глушкова (72) Л. С. Файнзильберг ,(53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 813216, кл, С 06 F 15/46, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 788117, кл, G 06 F 15/46, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при решении задач определения в цифровой форме технологических параметров по сигналам, поступающим от датчиков, и позйоляет определять величину наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного участка под влиянием случайных помех, В состав устройства

BU 1332335 А 1 входит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, реверсивный счетчик 3, счетчики 4 и 5, реверсивный счетчик 6, регистр 7, схема сравнения с нулем, элемент

НЕ 9, элементы И 10 — 12, блоки 13 и 14 цифровой индикации. Перед началом очередного цикла обработки сигнала кнопкой начальной установки счетчик 5 устанавливается в нулевое положение, при этом сигнал с его выхода снимает блокировку с элемента

И 12, Входной аналоговый сигнал преобразуется в число-импульсный код, причем импульсы положительного приращения сигнала поступают на суммирующий вход счетчика 3, а импульсы отрицательного приращения — на его вход вычитания. Импульсы переполнения, образуемые на выходах счетчика

3, поступают на вход установки в ноль счетчика 5 и на управляющие входы регистра 7, занося в последний из

1332335 ков 13 и 14, в которых отображаются результаты цикла обработки: наиболь— с- шее положительное отклонение сигнасчетчика 4 код, соответствующий временному интервалу до момента оче редного переполнения счетчика 3 ° По кольку в интервале, когда наблюдается стационарный участок изменения сигнала, не происходит переполнения счетчика 3, то на выходе признака переполнения счетчика 5 появляется сигнал, который блокирует элемент

И 12 и поступает на входы опроса блола относительно его стационарного участка и код, пропорциональный интервалу времени между моментом, когда обрабатываемый сигнал принял свое наибольшее значение, и моментом выхода сигнала на стационарный участок. 7 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении различных задач, связанных с определением в цифровой форме технологических параметров по сигналам, поступающим с датников, в частности, в металлургическом и литейном производстве для определения технологических параметров жидкого металла по сигналу датчика его температуры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения величины наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного уровня под влиянием случайных помех.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства с аналого-цифровым преобразователем, построенным в виде последовательно соединенных блоков преобразо*вания и синхронизации; на фиг. 2— блок преобразования; на фиг. 3 — временные диаграммы, иллюстрирующие принцип действия блока преобразования; на фиг, 4 †. блок синхронизации; на фиг. 5 — временные диаграммы, иллюстрирующие принцип действия блока синхронизации; на фиг, 6 — аналого-. цифровой преобразователь, вариант; на фиг. 7 — временная диаграмма, иллюстрирующая принцип действия предлагаемого устройства, В состав устройства входит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, первый реверсивный счетчик 3, второй счетчик 4, пер1 вый счетчик 5 времени, второй ревер2 сивный счетчик б, регистр 7, схема

8 сравнения с нулем, элемент НЕ 9, элементы И 10 — 12, блоки 13 и 14 цифровой индикации, 5 В тех случаях> когда предполагается осуществлять регистрацию обрабатываемого сигнала, а сам сигнал имеет низкий уровень (например, в случаях обработки сигнала от термо10 парных датчиков), целесообразно строить аналого-цифровой преобразователь 1 в вице двух последовательно включенных блоков — блока 15 преобразования и блока 1á синхронизации (фиг, 1),.

При этом блок 15 преобразования (фиг, 2) строится по принципу преобразования аналогового сигнала в число-импульсный код и содержит ре2О гистрирующий прибор 17, вход которого является входом аналого-цифрового преобразователя, задающую систему

18, расположенную параллельно оси перемещения каретки регистрирующего прибора, и подвижный фотосчитыватель

19, механически связанный с кареткой, Задающая система 18 представляет собой основу с двумя счетными дорожками, на каждой из которых расположены чередующиеся прозрачные и непрозрачные элементы, причем элементы одной счетной дорожки сдвинуты по оси задающей системы на 1/4 шага относительно элементов другой счетной

З5 дорожки.

Фотосчитыватель 19 содержит два фотоприемника 20 и 21 и два излучателя (не показаны). Фотоприемники и излучатели располагаются по разные стороны счетных дорожек на прямой, 2335

3 133 перпендикулярной направлению перемещения фотосчитывателя.

В качестве регистрирующего прибора 17 может быть использован, например, автоматический потенциометр типа КСП4, в качестве излучателя инфракрасный светодиод типа АЛ 107Б, а в качестве фотоприемника — фотодиод типа ФД ЗА, Кроме того, блок 15 преобразования содержит два триггера 22 и 23

Шмитта, формирователи 24 — 27 импульсов, элементы И 28 — 35 и два элемента ИЛИ 36 и 37. Триггеры 22 и

23 предназначены для преобразования сигналов от фотоприемников 20 и

2.1 в сигналы прямоугольной формы.

Каждый из формирователей 24 — 27 предназначен для формирования импульсов q„, г1, q,,q на положительном фронте соответственно сигналов

Q<, Q „, Q, (с,единичных и нулевых выходов триггеров 22 и 23, Выходы триггеров 22 и 23 и формирователей 24 — 27 подключены к входам элементов И 28 — 35. Выходы элементов 28 — 31 связаны с входами элемента ИЛИ 36, а выходы элементов

32 — 35 — с входами элемента ИЛИ 37.

При этом на выходе элемента ИЛИ 36 осуществляется формирование кодовых импульсов К в соответствии с логической функцией

К =(q hQ )Y(q nQ>)U(q лЯ„) v(q+nQ,), а на выходе элемента ИЛИ 37 осуществляется формирование кодовых импульсов К в соответствии с логической функцией (1 nQ )v(q nQ ) v(q nQ ) v(q nQ,). (2) Триггеры 22 и 23 Шмитта могут быть собраны, например, на микросхемах

К155 ТЛ1, формирователи 24 — 27 импульсов — микросхемах К155 JIH1, а элементы 28-37 — на микросхемах

К155 ЛРЗ.

Выходы блока преобразователя 15 (фиг, 1) подключены к входам блока

16 синхронизации, Блок 16 синхронизации содержит (фиг, 4) триггеры 38 — 42 и элементы

И 43 — 48. Единичные входы триггеров

39 и 41 и счетный вход триггера 38 образуют соответственно первый, второй и третий входы блока синхрониза30

55 ции, а выходы элементов И 46 и 48— соответственно первый и второй выходы блока синхронизации ° При этом единичный и нулевой выходы триггера

38 подключены к первым входам элементов И 44 и 43, вторые входы которых объединены между собой и связаны со счетным входом триггера 38. Выход элемента И 43 образует третий выход блока синхронизации, Выход элемента

И 44 соединен с первыми входами элементов И 45 — 48, Вторые входы элементов И 45 и 47 связаны соответственно с единичными выходами триггеров 39 и 41, Третьи входы элементов

И 45 и 47 связаны соответственно с нулевыми выходами триггеров 40 и 42, Единичные выходы триггеров 40 и 42 соединены Соответственно с вторыми входами элементов И 46 и 48.

Триггеры 38 — 42 блока синхронизации могут быть собраны, например, на микросхемах К155 ТМ2, а элементы

И 43 — 48 — на микросхемах К155 ЛИ 1.

В тех случаях, когда не требуется осуществлять регистрацию обрабатываемого сигнала, используют аналого-цифровой преобразователь, реализующий принцип следящего преобразования и построенный согласно схеме на фиг. 6. В этом случае аналогоцифровой преобразователь содержит элемент 49 сравнения (компаратор), первый вход которого образует аналоговый вход преобразователя, ревер" сивный счетчик 50,цифроаналоговый преобразователь 51, вход которого связан с информационным выходом реверсивного счетчика 50, а выход — с вторым входом элемента 49 сравнения, триггер 52 и элементы И 53—

56, Элемент 49 сравнения может быть построен, например, на микросхеме

К140 УД!3, реверсивный счетчик 50— на микросхемах К155 ИЕ7 цифроаналоговый преобразователь 51 - на микросхемах К572 ПА1, триггер 52 на микросхеме К155 ТМ2 а элементы

И 53 — 56 — на микросхемах К155 JIH1.

Счетный вход триггера 52 служит импульсным входом аналого-цифрового преобразователя. Выходы триггера 52 подключены к первым входам элементов

И 55 и 56, вторые входы которых объединены между собой и связаны со счетным входом триггера .52. Выход элемента 55 подключен к первым вхо32335

5 13 дам элементов И 53 и 54, другие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходом элемента

49 сравнения, Выходы элементов И 53 и 54 подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 50 и образуют соответственно первый и второй информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 1. Выход элемента И 56 образует выход импульсов синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1.

Реверсивный счетчик 3 (фиг. 1) построен таким образом, что на его выходах переполнения образуется импульс, если число импульсов, поступивших на его суммирующий или вычитающий вход, превысит некоторый порог »,, Счетчик 3 может быть собран, например, на микросхемах К155 ИЕ7.

Счетчики 4 и 5 представляют собой нереверсивные счетчики импульсов, работающие на сложение, и могут быть собраны, например, на микросхемах типа К155 ИЕ5.

Реверсивный счетчик 6 представляет собой реверсивный двоично-десятичный счетчик импульсов, собранный, например, на микросхемах К155 ИЕ6.

Регистр 7 может быть собран, например, на микросхемах К155 ТМ7, причем информационный вход регистра образуют D-входы указанных микросхем, управляющий вход образуют С-входы, а выходом служат А-входы.

Схема 8 сравнения с нулем представляет. собой многовходовой элемент

И, подключенный своими вхоцами к нулевым выходам счетчика 6, Блоки 13 и 14 цифровой индикации содержат индикаторные лампы, например, лампы типа ИН-18, к катодам которых подключены преобразователи двоично"десятичного кода в десятичный, собранные, например, на микросхемах типа К155 ИД 1..

Устройство работает следующим образом..

Перед началом очередного цикла обработки сигнала кнопкой начальной установки (не показана) счетчик 5 устанавливается в начальное (нулевое) состояние. При этом сигнал с выхода счетчика 5 времени снимает блокиров;ку с входа элемента И 12 и одновре менно выключает блоки 13 и 14 цифровой индикации, Посредством аналого-цифрового преобразователя. 1 обрабатываемый аналоговый сигнал преобразуется в числоимпульсный код — последовательность

5 кодовых импульсов К, и К, которые

Ф с ° образуются на первом или втором информационном выходе преобразователя (в зависимости от знака приращения сигнала) каждый раз, когда происходит элементарное приращение этого сигнала.

Принцип формирования кодовых импульсов с помощью блока преобразования 15 (фиг, 2) иллюстрируется временными диаграммами (фиг ° 3), на которых приняты следующие обозначения: Е, Š— соответственно сигналы ю

° на выходах фотоприемников 20 и 21;

20 g1 1 1 22 налы на единичном н нулевом выходах триггеров 22 и 23 Шмитта; q,, q соответственно сигналы на з единичном и нулевом выходах формиро25 вателей 24 — 27; К, К вЂ” кодовые импульсы, которые образуются соответственно на выходах элементов

ИЛИ 36 и 37.

При поступлении обрабатываемого сигнала X(t) на вход регистрирующего прибора 17 (фиг ° 2) фотосчитыватель 19, механически связанный с кареткой прибора 17, перемещается относительно задающей системы 18, пов35. торяя все движения каретки, В результате световой поток, попадающий от излучателя на фотоприемники 20 и 21, модулируется непрозрачными элементами соответствующей счетной дорожки.

На выходе фотоприемников 20 и 21 образуются переменные электрические сигналы Е, и Е, которые вследствие пространственного сдвига элементов первой и второй счетных дорожек

45 сдвинуты один относительно другого по фазе на 1/4 периода, При движении каретки слева направо, соответствующем положительному приращению обрабатываемого сигнала X(t) сигнал Е, с выхода фотоприемника 20 на 1/4 периода отстает по фазе от сигнала

Е1 с выхода фотоприемника 21 (фиг. За), При таком направлении движения каретки в соответствии с логической функцией (1) формируются только кодовые импульсы К .- При движении каретки справа налево, соответствующем отрицательному приращению обрабатываемого сигнала X(t), 7

133 сигнал F. с выхода фотоприемника 20 на 1/4 периода опережает сигнал Е2 с выхода фотоприемника 21 (фиг. Зб).

Поэтому при таком направлении движения в соответствии с логической функцией (2) формируют только кодовые импульсы К ,Кодовые импульсы К и К с выходов блока 15 преобразования (фиг. 1) поступают на первый и второй входы блока 16 синхронизации. Серия тактовых импульсов с выхода генератора 2 через открытый элемент И 12 поступает на вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1, Блок 16 синхронизации осуществляет распределение во времени кодовых и тактовых импульсов, что исключает возможность сбоев в работе устройства.

Принцип синхронизации кодовых и тактовых импульсов с помощью блока

16 синхронизации (фиг. 4) иллюстрируется временными диаграммами (фиг, 5), на которых приняты следу— ющие обозначения: G — тактовые импульсы от генератора 2; T Т, — соответственно сигналы на единичном и нулевом выходах триггера 38 (фиг, 4);

G„, С вЂ” соответственно импульсы на выходах элементов И 43 и 44; К кодовый импульс, соответствующий положительному приращению обрабатываемого сигнала; Т2 — сигнал на единичном выходе триггера 39 V — сигнал на выходе элемента И 45; Т, Т вЂ” соответственно сигналы на единичном и нулевом выходах триггера 40; К,— синхронизированный кодовый импульс, образуемый на выходе элемента И 46.

При поступлении тактовых импульсов G от генератора на счетный вход триггера 38 последний последовательно изменяет свое состояние. Сигналы с единичного и нулевого выходов триггера 38 поступают соответственно на входы элементов И 43 и 44. На вторые входы этих же элементов поступают тактовые импульсы Gz от генератора, В результате на выходах указанных элементов образуются две серии импульсов С„ и G сдвинутые друг относительно друга на половину периода, Частота f ñëåäîâàíèÿ импульсов серии С, равна частоте f следования импульсов серии G, прйчем

Е, =Е = 0,5Е, где fz — частота следования импульсов, поступающих от генератора, 2335

Импульсы серии Г„поступают на третий выход блока 16 синхронизации в виде рабочей серии тактовыхимпульсов, Импульсы серии Г (синхронизиру2 ющие импульсы) поступают на входы элементов И 43 — 48, В исходном состоянии триггера 39 — 42 находятся в нулевом состоянии, При поступлении очередного кодового импульса с первого информационного выхода аналогоцифрового преобразователя, например кодового импульса К, соответствующего положительному приращению аналогового сигнала, этот импульс поступает на единичный вход триггера 39. В результате на единичном выходе этого триггера образуется управляющий сигнал Т который noz Ф ступает на второй вход элемента

И 45, После изменения состояния триггера 39 в момент поступления на первый вход элемента И 45 очередного синхронизирующего импульса G на вы2 ходе этого элемента образуется импульс V. Этот импульс устанавливает буферный триггер 40 в единичное состояние, Сигнал с нулевого выхода

Т> триггера 40 закрывает элемент

И 45, а сигнал с единичного выхода

Т триггера 40 поступает на второй вход элемента И 46, В момент поступления следующего по счету синхронизирующего импульса

G на выходе элемента И 46 формируется синхронизированный кодовый импульс К,, который поступает на выход блока синхронизации и одновременно устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры 39 и 40, подготавливая их к приему очередного кодового импульса, При работе блока синхронизации возможен случай частичного совпадения во времени кодового импульса К и синхронизирующего импульса G2, Это может привести к возникновению на выходе элемента И 45 "неполноценного" импульса V, (фиг. 5), например импульса недостаточной продолжительности или недостаточной амплитуды.

При возникновении неполноценного" импульса буферный триггер 40 (фиг. 4) может оставаться в нулевом состоянии до тех пор, пока на вход элемента И 45 не поступит очередной синхрониэирующий импульс С . Поскольку в момент поступления очередно1 о

9 133233 синхронизирующего импульса G состояние триггера 40 уже не может изменяться, то на выходе элемента И 45 в укаэанный момент времени образуется второй ("полноценный") импульс

Ч . Этот импульс устанавливает триггер 40 (фиг. 4) в единичное состояние. В момент поступления следующего по счету синхронизирующего импульса

G на выходе элемента И 46 формиру2 ется синхронизированный кодовый импульс K+, который поступает на выход блока синхронизации и одновременно устанавливает. триггеры 39 и

40 в исходное (нулевое) состояние, Аналогичным образом на триггерах

41 и 42 и элементах И 47 и 48 осуществляется синхронизация кодовых импульсов К, соответствующих отрицательному приращению аналогового сигнала, Для обеспечения надежной работы узла синхрбниэации необходимо, чтобы .частота следования синхронизирующих импульсов G была не менее чем

2 в три раза вьппе, чем максимально возможная частота следования кодовых импульсов К или К от блока преобразования. 30

Принцип действия следящего аналого-цифрового преобразователя, выполненного согласно схемы на фиг. 6, состоит в следующем.

Обрабатываемый аналоговый сигнал

X(t) поступает на первый вход зле35 мента 49 сравнения. На второй вход этого элементй поступает сигнал

Х (t) обратной связи с выхода цифроаналогового преобразователя 5

08р

1 В зависимости от того, какой из сигналов X(t) или Х < (t) больше, на одном

;1 из выходов элемента 49 сравнения формируется управляющий сигнал, который открывает элемент И 53 либо элемент 4

И 54.

Серия тактовых импульсов G2 гене-, ратора 2 (фиг. 1) поступает на счетный вход триггера 52 (фиг. 2в) и элементы И 55 и 56, управляемые единич50 ным и нулевым выходами триггера 52.

При этом на выходах элементов И 56 .и 55 образуются две серии импульсов

G, и С, сдвинутые друг, относительно друга на половину периода.

Серия G„ с выхода элемента И 56

55 в виде рабочей серии тактовых импульсов поступает на выход импульсов синхронизации аналого-цифрового преобра5

10 зователя 1, Серия С с выхода эле2 мента И 55 через открытый элемент

И 53 или 54 поступает на вход сложения или вход вычитания реверсивного счетчика 50. В счетчике 50 образуется параллельный код текущего значения сигнала X(t). Этот код с помощью цифроаналогового преобразователя 51 преобразуется в аналоговый сигнал Х, (t) обратной связи.

Одновременно импульсы, образуемые на выходах элементов И 53 и 54, в виде синхронизированных кодовых импульсов К и К поступают соответственно на первый и второй информационные выпады аналого-цифрового преобразователя !, Принцип действия предлагаемого устройства рассмотрим на примере обработки аналогового сигнала X(t) (фиг, 7). В процессе обработки сигнала X(t) кодовые импульсы К+ и К, с первого и второго информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 поступают на суммирующий и вычитающнй входы счетчика 3 (фнг. 1). Как только локальные изменения сигнала в ту или иную сторону преньппают заданный порог + Я,, на соответствующем выходе переполнения счетчика 3 образуется импульс, Поскольку в интервале между моментами времени t, и С„ (фиг, 7) сигнал X(t) имеет положительное приращение, то счетчик 3 переполняется только на сложение, т,е. импульсы образуются только на выходе признака положительного переполнения, Указанные импульсы через элемент И ll поступают на вычитающий вход счетчика 6. Как только в счетчике 6 образуется число нуль, на выходе схемы 8 формируется сигнал логической единицы, который открывает элемент И 10 и через элемент НЕ 9 блокирует элемент И 11. При этом дальнейший счет на вычитание счетчика 6 прекращается и в нем сохраняется число нуль °

В момент времени t„ (фиг. 7) на сигнале X(t) наблюдается отрицательный выброс, Если амплитуда этого выброса превышает порог — E., то пороговый счетчик 3 (фиг, 1) переполняется уже по вычитанию, Импульсы отрицательного переполнения счетчика 3 свободно проходят на суммирующий вход счетчика 6. В результате в последнем образуется код, 1332335 12 пропорциональный текущему отрицательному приращению сигнала Х (t) относительно его значения в момент времени

Как только знак приращения сигнала X(t) снова изменяется на противоположный, появляются импульсы на выходе положительного переполнения счетчика 3. Поскольку в момент изменения знака приращения содержимое счетчика 6 отлично от нуля, а значит отсутствует блокировка входа элемента И ll то импульсы с выхода положительного переполнения счетчика 3 свободно проходят. через открытый элемент И 11 на вычитающнй вход счетчика 6 приращений, Содержимое счетчика 6 приращений начинает уменьшаться до тех.пор, пока в момент времени и (фиг, 7) сигнал примет такое же значение, как и в момомент времени t,, а значит содержимое счетчика 6 (фиг. 1) снова окажется равным нулю.

При дальнейшем изменении сигнала в интервале между моментами t,è t> (фиг. 7) пороговый счетчик 3 (фиг, 1) переполняется по сложению, Ввиду блокировки элемента И 11 сигналом с выхода схемы 8 сравнения с нулем импульсы, образуемые на выходе положительного переполнения счетчика 3, не проходят на вычитающий вход счетчика 6, в результате в последнем сохраняется число нуль, В момент времени t> (фиг. 7) аналоговый сигнал X(t) принимает свое наибольшее значение, поэтому при дальнейших отрицательных приращениях сигнала, превышающих порог - E,, счетчик 6 (фиг. 1) работает на сложение, а при положительных приращениях сигнала, превышающих порог +E„— на вычитание, причем содержимое этого счетчика всегда уже отлично от нуля и пропорционально текущему приращению сигнала X(t) относительно его максимального значения в момент времени t

В процессе обработки аналогового сигнала X(t) рабочая серия импульсов

G, с выхода импульсов синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1 (фиг, 1) постоянно поступает на суммирующий вход счетчика 4. Однако в тех случаях, когда в счетчике 6 образуется число нуль и схема 8 открывает элемент И 10, кодовые импульсы

К с первого информационного выхода преобразователя 1 поступают на установочный вход счетчика 4, сбрасывая его в начальное (нулевое) состояние, Следовательно, счетчик 4 осуществля-. ет контроль локального времени (путем подсчета числа импульсов синхронизации G,) от момента его очередного сброса в начальное состояние, Поскольку последний раз счетчик 4 сбрасывается в начальное состояние в момент времени t (фиг, 7), то, начиная с этого момента времени, содержимое счетчика 4 пропорционально текущему времени от момента, когда сигнал X(t) принимает. свое наибольшее значение.

Рабочая серия импульсов G, поступает также на суммирующий вход счетчика 5, Как только локальные изменения сигнала Х(С) в ту или иную сторону превышают заданный порог + E,, на соответствующем выходе переполнения счетчика 3 образуется импульс, который устанавливает счетчик 5 в начальное (нулевое) состояние.

После очередного сброса в нуль счетчика 5 импульсом переполнения счетчика 3, счетчик 5 начинает новый отсчет временного интервала Ь t <(4 =

=1, 2, 3..., ) путем подсчета числа импульсов синхронизации, при этом до тех пор, пока очередной временный интервал Ю „ не превысит установленный порог г„ на выходе счетчика 5 не образуется управляющий сигнал, Импульсы переполнения, образуемые на выходах счетчика 3, поступают на управляющие входы регистра 7, занося в последний иэ счетчика 4 код, соответствующий временному интервалу от момента t до момента очередного переполнения счетчика 3. Таким образом, в момент времени t+ (фиг. 7), когда обрабатываемый сигнал X(t) достигает стационарного участка, в счетчике 6 содержится код, пропорциональный наибольшему положительному отклонению дХ сигнала относительно стационарного участка, а в регистре

7 — код, пропорциональный интервалу времени О между моментом, когда обрабатываемый сигнал X(t) принимает свое наибольшее значение, и моментом t выхода сигнала на стационарный участок.

Поскольку в интервале времени между моментами t и t < (фиг. 7), когда

13

14

1332335 наблюдается стационарный участок сигнала X(t), изменения этого сигнала не превышают порог,, то в момент времени с = + i, на выходе признака переполнения счетчика 5 (фиг. 1) появляется сигнал> который блокирует элемент И 12, При этом прекращается поступление импульсов от генератора 2 на вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1, в результате прекращается формирование кодовых импульсов К+ и К а также рабочих импульсов серии G„ на соответствующих выходах преобразо — 15 вателя 1 до момента начала очередного цикла обработки аналогового сигнала. Одновременно управляющий сигнал, образуемый на выходе счетчика 5 времени, поступает на входы опроса блоков 13 и 14 цифровой индикации, в которых отображаются результаты цикла обработки в виде чисел АХ и О.

Предлагаемое цифровое устройство имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с базовым устройством.

Предлагаемое устройство позволяет не только зафиксировать момент выхода обрабатываемого сигнала в установившийся режим, но и с достаточной степенью надежности определить в цифровой форме наибольшее положительное отклонение сигнала над стационарным участком и время, прошедшее от момента, когда сигнал принял наибольшее значение до выхода на установив-. шийся режим. При этом допускаются различного рода искажения и локальные выбросы, возникающие вследствие действия случайных возмущений, Ука40 занные преимущества расширяют область применения устройства, Формула изобретения Устройство для цифровой обработки

45 аналогового сигнала, содержащее ана лого-цифровой преобразователь, генератор импульсов, два счетчика, два реверсивных счетчика и регистр, причем информационный вход устройства подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, первый и второй информационные выходы которого подключены к суммиру.кицему и вычитающему входам первого реверсивного счетчика соответствен-но, выход признака положительного переполнения которого подключен к входу признака записи регистра и к входу установки в "0" первого счетчика, а выход признака отрицательного переполнения подключен к входу признака записи регистра, входу установки в "0" первого счетчика и к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, выход импульсов синхронизации аналого-цифрового преобразователя подключен к суммирующим входам первого и второго счетчиков, выход второго счетчика подключен к информационному входу регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения величины наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного уровня под влиянием случайных помех, в него введены три элемента И, элемент

НЕ и схема сравнения с нулем, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход признака переполнения первого счетчика является выходом признака готовности результата устройства и подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход признака положительного переполнения первого реверсивного счетчика подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, выход которого является выходом значения наибольшего положительного отклонения устройства и подключен к входу схемы сравкения с нулем„ выход которой подключен к первому входу третьего элемента И и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первый информационный выход аналого-цифрового преобразователя подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу установки в

"0" второго счетчика. выход регистра является выходом значения интервала времени устройства.

1332335

Фиг. 2 ! 3 323 35 а

Eg

4 а, а, 4г

4 ф и

Я

ФФ у(+

1332335 х(6

Составитель А. Мишин

Редактор И. Шулла . Техред Л.Сердюкова КорректоР М, Демчик

Заказ 3834/45 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала Устройство для цифровой обработки аналогового сигнала 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к специализированньш средствам вычислительной техники и может быть использовано для оценки одномерной плотности вероятности мгновенных значений случайных процессов, реализации которых представлены в виде электрических сигналов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зованодля статистической обработки информации

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике, радиотехнике и электросвязи для выполнения преобразования Фурье непрерывных дискретных, детерминированных и случайных сигналов в реальном масштабе времени

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для оперативного определения коэффициентов ДПФ в реальном масштабе времени и может быть использовано в автоматике , радиотехнике и других областях науки и техники

Изобретение относится к вычислительной технике для статистических .исследований, в частности к обработке случайных сигналов механических напряжений усталостных повреждений деталей машин

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для решения дифференциальных уравнений в частных производных

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для нахождения тригонометрических функций, и может быть использовано в специализированных вычислителях , а также в виде аппаратурных расширителей для универсальных цифровых вычислительных машин

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для поиска информации и идентификации применяемых в цифровых системах связи кадров коммуникационных протоколов, относящихся к подмножеству процедур HDLC

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования системы радиосвязи, функционирующей в режиме незакрепленных каналов (в режиме радио-АТС)

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системе управления базами данных

Изобретение относится к вычислительным средствам специального назначения и предназначено для использования в автоматизированных системах информации о движении транспорта, преимущественно о движении железнодорожного транспорта

Изобретение относится к электронному способу голосования и электронной системе для голосования и применяется для проведения опросов общественного мнения с помощью обычной телефонной сети

Изобретение относится к информатике и вычислительной технике и предназначено для получения, обработки, кодирования, передачи, хранения и восстановления информации

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может найти применение в устройствах цифровой фильтрации, в перспективных разработках больших и сверхбольших интегральных микросхем

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения с целью, повышения точности и надежности работы

Изобретение относится к способам и системам индентификации изготовленных и зарегистрированных изделий

Изобретение относится к цифровой интеграционной системе для интеграции диагностических аппаратов формирования изображений и обработки данных в компьютерные системы, при помощи которой можно производить принятие и передачу видеоданных, аудиоданных и текстовых данных и печатать, архивировать и анализировать эти данные

Изобретение относится к вычисл тельной технике, может быть использовано при решении задач определения в цифровой форме технологических параметров по сигналам, поступающим от датчиков, и позйоляет определять величину наибольшего положительного отклонения сигнала относительно его стационарного участка под влиянием случайных помех

Наверх