Устройство для определения экстремальных значений электрических сигналов

 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования для измерения и хранения экстремальных значений аналоговых сигналов и ввода их в цифровую вычислительную машину для амплитудного и временного анализа. Цель изобретения - повьшение точности работы устройства. Устройство содержит элемент выборки-хранения 1, преобразователь напряжения в частоту 2, элемент ШШ-НЕ 3, два элемента И-НЕ 4, 5, два элемента ИЛИ 6, 7, два счетчика 8, 9, два RS-триггера 10, 11, два элемента И 12, 13 и блок управления 14, содержащий элемент ИСКЛЮЧАЮ01ЕЕ ИЛИ 15, два формирователя импульсов 16, 17, генератор импульсов 18 и D-триггер 19, В устройстве определяются экстремальные значения измеряемого аналогового сигнала в случае ненулевых начальных условий в счетчиках; исключается пересылка кодов в процессе работы, 1 з,п. ф-лы, 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (111

0 (11 4 G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ю

° °

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4212259/24-24 (22) 20.02.87 (46) 23.09.88 . Вюл. 1(35 (71) Научно-производственное объединение космических исследований при

АН АЗССР (72) A.È. Гавриш, К.Х.Исмаилов, И.И.Шваченко и О.И.Лебедев (53) 62.50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1118964, кл. С 05 В 13/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 834677, кл. G 05 В 23/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования для измерения и хранения экстремальных значений аналоговых сигналов и ввода их в цифровую вычислительную машину для амплитудного и временного анализа.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства. Устройство содержит элемент выборки-хранения 1, преобразователь напряжения в частоту

2, элемент ИЛИ-НЕ 3, два элемента

И-HE 4, 5, два элемента ИЛИ 6, 7, два счетчика 8, 9, два RS-триггера

10, 11, два элемента И 12, 13 и блок управления 14, содержащий элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, два формирователя импульсов 16, 17, генератор импульсов 18 и 0-триггер 19 ° В устройстве определяются экстремальные значения измеряемого аналогового сигнала в случае ненулевых начальных условий, в счетчиках; исключается пересылка кодов в процессе работы, 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1 1425г О

Изобретение относится к цифровойл измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования для измерения и хранения экстремальных зна5 чений аналоговых сигналов и ввода их в цифровую вычислительную машину для амплитудного и временного анализа.

Цель изобретения — повьгшение точности работы устройства.

На фиг,1 представлен,::. блок-схема

;.:тройства; на фиг.2 — временная

:,":.аграмма работы устройства.

Устройство содержит (фиr„1) эле.нт 1 выборки-хранения, преобразова=.ль 2 напряжения в частоту, элемент ПИ-НЕ 3, первый 4 и второй 5 элементы И-НЕ„ первый 6 и второй 7 элеленты ИЛИ, первый 8 и второй 9 счетики, первый 10,и второй 1 i RSтриггеры, первый 12 и второй 13 эле:ленты И, блок 14 управления, Последний содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 15, первый 16 и второй 17 форми- 25 рователи импульсов, генератор 18 импульсов и D-триггер 19.

Кроме того, устройство содержит янформационный вход 20, входы 21 Конец измерения" и 22 Начало изме- 30 ренин информационные вьгходы 23 и

24 в двоичном коде максимального и минимального значений измеряемого .игнала.

Устройство работает следующим об35 разом

В исходном состоянии на прямом вы ходе D-триггера 19, прямом выходе генератора 18 импульсов, выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, выходах обнуления счетчиков 8 и 9 и на выхо дах первого 4 и второго 5 элементов

И-НЕ имеется сигнал логической "1 (высокий. уровень напряжения)„ на выходе элемента 1 выборки-хранения имеется начальный уровень напряжения и на выходе преобразователя 2 напряжения в частоту формируются единичные импульсы с определенной частотой следования, на выходах остальных эле50 ментов схемы имеется сигнал логического "О" (низкий уровень напряжения), а генератор 18 импульсов заторможен, так как на его управляющий вход подается сигнал логического "О" (фиг.2).

Для запуска устройства на вход 22

"Начало измерения" подается единичный импульс, который поступает на первые входы первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ, второй вход элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и вход установки в "1" D-триггера 19. На выходах первого б и второго 7 элементов ИЛИ и выходе второго формирователя 17 импульсов появляются единичные импульсы, которые поступают на входы устаIT f1 новки 0 первого Я и второго 9 счетчиков и вход синхронизации D-триггера соответственно, поэтому счетчики

8 и 9:л D-триггер 19 сбрасываются в нулевое состояние, так как при этом на информационном входе 21 D-триггера имеется сигнал логического "О".

На инверсном выходе D-триггера 19 устанавливается сигнал логической н 1ll

1, который запускает генератор 18 импульсов, и на его инверсном выходе устанавливается сигнал логической

Т9 33

1, а на выходе перво го фо рмирователя 1 6 импульсов формируется единичный имггуль с, который блокирует передачу импульсов с выхода прео бразов ателя 2 напряжения в частоту чере з элемент

ИЛИ-НЕ 3 . Единичный импульс с выхода в т ор о го фо рмиров ателя 1 7 импульсов поступает т акже на управляющий вход элемента 1 выборки-хранения ; который запоминает мгновенное зн ачение напряжения н а информационном входе 20 устройства в момент спад а единичного импульса на выходе в торого формирователя 1 7 импульсов .

При установлении си гн ала ло гическо г о " 0" в момент времени t (фиг . 2 ) н а вых оде первого формирователя 1 6 импульсов импульсы с выхода пре обр а" зов а теля 2 напряжения в частоту поступают через элемент ИЛИ-НЕ 3 и элеме н т И-НЕ 4 на суммирующие входы перво го 8 и второго 9 счетчиков, на вычитающих входах которых ус тан авлив а" ется сигнал логической " 1 ", так как н а второи вход второго элемента И-НЕ

5 подается сигнал логического "О" с прямого выхода генератора 1 8 импульс ов . Таким образом, при наличии сигнала логического "О" на прямом выходе генератора 1 8 импульсов счетчики

8 и 9 работают в режиме прямо го сче та . Длительности нулевого и единич» ного сигналов н а выходе ге н ер атора 1 8 равны между со бой . При появлении сигнала логической " 1 " н а прямом выходе генератора 1 8 импульсов на выходе элемента ИСКЛВЧАКЮГЕ ИЛИ 1 5 появляетс я си гнал логиче " êîé 1 " и н а выходе второго формир ова т еля 1 7 импульсов

5 !

О

3 142 формируется единичный импульс, по которому осушествляется выборка следующего значения входного измеряемого сигнала н элементе 1 выборки-хранения, сброс RS-триггеров 10 и 11 и блокировка элемента ИЛИ-НЕ 3 в момент выборки, т.е. импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения в частоту на входы элементов И-HF, 4 и 5 не поступают.

При установлении сигнала логического "О" на выходе второго формирователя 17 импульсов импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения н частоту поступают через элемент ИЛИ-НЕ

3 и элемент И-НЕ 5 на вьтчитающие входы первого 8 и второго 9 счетчиков, на суммирующих входах которых устанавливается сигнал логической так как на второй вход первого эле— мента И-НЕ 4 подается сигнал логического "О" с инверсного выхода генератора 18 импульсов. Таким образом, при наличии сигнала логической "1" на прямом выходе генератора 18 импульсов счетчики 8 и 9 работают в режиме обратного счета.

Если текущее значение аналогового сигнала на входе 20 устройства больше предыдущего значения аналогового сигнала, то количество импульсов, поступивших в счетчики 8 и 9 н режиме обратного .счета, больше количества импульсов, поступивших в счетчики 8 и 9 в режиме прямого счета, поэтому в какие-то моменты времени на выходах обнуления счетчиков 8 и 9 появляются сигналы логического "0",о которые устанавливают триггеры 10 и 11 в единичное состояние.

Если в момент времени t (фиг.2) на прямом выходе генератора 18 устанавливается логический "О", то на выходе первого формирователя 16 импульсон формируется единичный импульс, который поступает через элементы

И 12 и ИЛИ 6 на вход установки "О" первого счетчика 8, сбрасывая его в нулевое состояние, а во втором счетчике 9 сохраняется разность между предыдущим и текущим количеством импульсов, поступивших на его входы.

Затем на суммирующие входы счетчиков 8 и 9 поступают импульсы с выхода первого элемента И-HE 4. При этом в первом счетчике 8 подсчитывается число импульсов, прямо пропорциональное текущему значению измеряемого сигнала, а содержимое второго счетчика 9 восстананлин ется равным предыдущему значению, так как остаток от режима обратного счета суммируется с текущим значением. Таким образом, в первом счетчике 8 накапливается число импульсов, прямо пропорциональное максимальному значению измеряемого сигнала.

Если текушее значение аналогового сигнала на входе 20 устройства меньше предыдущего значения аналогового сигнала, то количество импульсов, поступивших в счетчики 8 и 9 в режиме обратного счета, меньше количестна импульсов, поступивших в счетчики 8 и 9 в режиме прямого счета, поэтому на выходах обнуления счетчиков 8 и 9 удерживаются сигналы логической "1" и состояние RS-триггеров 10 и 11 не изменяется. Если в момент времени t (фиг.2) на прямом выходе генератора 18 устанавливается сигнал логического "О, то на выходе первого формирователя 16 импульсов формируется единичный импульс, который поступает через вторые элементы И 13 и ИЛИ 7 на вход установки "О" второго счетчика 9, сбра-. сывая его н нулевое состояние, а н первом счетчике 8 сохраняется разность между предыдущим и текущим количеством импульсов, поступивших на его входы.

Затем на суммирующие входы счетчиков 8 и 9 поступают импульсы с выхода первого элемента И-HF. 4. При этом но втором счетчике 9 подсчитывается число импульсов, прямо пропорциональное текущему значению измеряемого сигнала, а содержимое первого счетчика 8 восстанавливается равным предыдущему значению, так как остаток от режима обратного счета суммируется с текущим значением. Таким образом, во втором счетчике 9 накапливается число импульсов, прямо-пропорциональное минимальному значению из1 меряемого сигнала, Если период измерения завершился, то на входе 21 "Конец измерения" устанавливается сигнал логической "1", и если в момент времени t > (фиг.2) на прямом выходе генератора 18 устанавливается сигнал логической "1", то на выходе второго формирователя 17 импульсов формируется единичный.импульс, который поступает на вход син1425602 хронизации В-триггера, устанавливая его в единичное состояние, Поэтому генератор 18 затормаживается, а элемент ИЛИ-HE 3 блокиру-ется, т.е. импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения в частоту на входы счетчиков 8 и 9 не поступают, и в них запоминаются двоичные коды соответственно максимального и минимально-о значе- 1В ния измеряемого сигнала.

Длительность импульса "Конец измерения" на входе 21 устройства выбирается не менее периода слегования импульсов на выходе генератора 18,, .чтобы обеспечить надежную остановку устройства по окончании измерения.

Формула изобретения 2В

1, Устройство для определения экс, тремальных значений электрических сигналов, содержащее первый и второй

; счетчики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что., с целью повьппения точности,, .в него введены элемент выборки-хранения, преобразователь напряжения в частоту, блок управления, элемент

ИЛИ-НЕ, два элемента И-НЕ„ два элемента ИЛИ, два RS-триггера и два элемента И, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом блока выборки-хранения, выход которого подключен к входу преобразователя напряжения в частоту,35 выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выхоц которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соецинен с суммирующими счетными входами первого и второго счетчиков, вычитающие счетные входы которых соединены с выходом второго элемента И-НЕ, второй вход ко" îðîãî соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, входы установки нуля первого и второго счетчиков соединены соответственно с вы5О ходами первого и второго элементов

ИЛИ, информационные входы первого и второго счетчиков являются информационными выходами соответственно максимального и минимального значе55 ний измеряемого сигнала, выходы обнуления первого и второго счетчиков соединены соответственно с входами установки в 1 первого и второго

RS-триггеров, входы установки в "0" которых подключены к второму входу элемента ИЛИ-НЕ, к управляющему входу элемента выборки-хранения и третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ и подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов

ИЛИ, первые входы которых подключены к входу начала измерения устройства и первому входу блока управления, второй вход которого соединен с входом конца измерения устройства, прямой выход первого RS-триггера соединен с первым входом первого элемента И, инверсный выход второго

RS-триггера соединен с первым входом второго элемента,И, пятый выход блока управления соединен с четвертым входом элемента. ИЛИ-НЕ, 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два формирователя импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, В-триггер и генератор импульсов, прямой выход которого соединен с первым выходом блока управления и первым входом элемента ИСКЛЮ ИВЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с первым вхоцом блока управления и входом установки в "1 В-триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом второго формирователя импульсов и третьим выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, вход которого соединен с инверсным выходом генератора импульсов и вторым выходом блока управления, пятый выход которого соединен с прямым выходом В-триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом запуска генератора импульсов, а второй вход блока управления соединен с информационным входом В-триггера, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом элемента

ИСКЛОЧАЫЩЕЕ ИЛИ.

1425602

Вход_#_

Схема Рыдюрки— хранения !

Выход пег

Выхоо иАИ КЕ:3

Вход "Начам" 82

Вход Anat<" О

Форццро3цщ8ль 5

ФариироРвюль 7

Прямая 8ыхИ 7 0

ИсхьЯчйВЩМ /ИЮ

f5

Прямви быход ГИВ

Визг-ЮЕ 4

8ыхдо И-КЕ 5 дыхами Ии Е джхбУ ии 7 пряма Иап1 Т Ш

Прямвц бв ход 7 11 г. 2

Составитель Е.Власов

Техред M.Õoäàíè÷

Корректор Г.Решетник

Редактор Н.Тупица

Тираж Збб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4766/43

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