Времяимпульсный компаратор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение достоверности результатов. Для этого в компаратор, содержащий формирователь 1 импульсов, тактовый генератор 3, блоки 4,5 синхронизации, элементы И 6-8, элемент ИЛИ 9, триггер 10, счетчик 11 импульсов, цифровые компараторы 12,13, сдвиговый регистр 15, введены цифровой компаратор 14 и новые функциональные связи. Длительность каждого входного импульса с помощью счетчика 11 импульсов и цифрового компаратора 14 сравнивается с заданным порогом. Результат сравнения заносится в сдвиговый регистр 15. Результаты последних сравнений образуют в сдвиговом регистре 15 N-разрядное число, старшие разряды которого соответствуют более поздним результатам. Данное число сравнивают с заданными порогами с помощью цифровых компараторов 12,13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,(Д1)- Н 03 К 5/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4330031/24 21 (22) 15,10 ° 87 (46) 23,04,90, Бюл, К- 15 (71) Украинский заочный политехнический институт им, И,З.Соколова (72) В,А.Добрыдень (53) 621 ° 374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1081785, кл, Н 03 К 5/26, 1982, Авторское свидетельство СССР

1403361, кл. Н 03 К,5/26, 1986, (54) ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ КОМПАРАТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах, Цель изобретения — повьппение достоверности результатов. Для этого в компаратор, содержащий формирователь 1 импульсов ., так товьы генератор

3, блоки 4, 5 синхронизации, элементы И, 7, 8,, злю :юнт И?Ы 9, триггер

10, счетчик 1I импульсов, цифровые компараторы !2, 13, сдвиговый регистр

15, введены цифровой комчаратор 14 и новыю функциональные связи Дли тельнОсть каждого вхОднОгО импульса с помощью счютчика 11 импульсов и цифрового когатаратора 14 сравнивае = ся с заданным порогом. Результат сраьнения заносится в сдвиговый ре- гистр 15. Результаты посчедних сравнений образуют в сдвиговом регистре

15 и-разрядное число, старшие разря=ды которого соответствуют более поздним результатам, Данное число сравнивают с заданными порогами с помощью цифровых компараторов 12,. 13„. 1 ип, 1559398

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в составе помехоустойчивых систем автоматического управления и контрольно-измерительных систем.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов сравнения, На чертеже приведена структурная схема устройства °

Времяимпульсный компаратор содержит формирователь 1 импульсов, входную шину 2, тактовый генератор 3, первый и второй блоки 4 и 5 синхронизации, первый, второй и третий элементы И 6-8, элемент ИЛИ 9, триггер 10, счетчик 11 импульсов, первый, второй и третий цифровые кампараторы 12-14, сдвиговый регистр 15, первую и вторую выходные шины 16 и 17, Первый и второй выходы формирователя 1 импульсов соединены с информационными входами первого и второго блоков 4 и 5, подключенных тактовыми входами к первому и второму выходам тактового генератора 3, Выход первого блока 4 соединен с первым входом триггера 10 (входом установки в единицу), подключенного прямым выходом к первым входам первого и второго элементов И 6 и 7 ° Второй вход первого элемента И 6 соединен с первым выходом тактового генератора 3, а выход — со счетным входом счетчика

ll, Второй вход второго элемента И 7 соединен с выходом второго блока 5, а выход — с первым входом элемента

ИЛИ 9, подключенного Вторым Входом к выходу третьего элемента И 8, а выходом - к второму входу триггера !

О (входу установки в нуль), к входу установки в нуль счетчика 11 и к тактовому входу сдвигового регистра

l5. Первый вход третьего элемента И

8 соединен с вторым выходом тактового генератора 3, а второй вход объединен с информационным входом сдвигового регистра 15, подключенного выходами к входам первого и второго цифровых компараторов 12 и 13, и соединен с выходом третьего цифрового компаратора 14, подключенного входами к -выходам счетчика 11. Выходы первого и второго цифровых компараторов 12 и 13 соединены с первой и второй выходными шинами 16 и Т7.

Формирователь 1 импульсов формирует короткие импульсы на первом и на втором выходах - по фронту и по. срезу каждого входного импульса соответственно, Тактовый генератор 3 генерирует

1 на выходах короткие импульсы высокой стабильной частоты F с периодом Т, причем импульсы на различных его вы!

О

I ходах сдвинуты на время Т/2.

Первый и второй блоки 4 и 5 синхронизации одинаковы; импульс, поступающий на информационный вход блока, запоминается в нем и выдается на выход блока синхронно с очередным импульсом с второго выхода тактового генератора, Первый, второй и третий цифровые компараторы 1 2-14 поддерживают единичный сигнал на выходе при выполнении условий

S > S, (1)

Б S», (2) — "о1 (3) где N u S - содержимое счетчика импульсов и регистра 15, соответственно; S", S », 11 — числа, устанавливаемые перед началом работы устройства на вторых входах компараторов

12-14.

Компаратор работает следующим образом.

На вход устройства поступают пря-. л моугольные импульсы длительностью +, на которую накладываются случайные помехи. Длительность каждого входного импульса сравнивается (в цифровой форме) с эталонной длительностью Ф, а именно, проверяется ус-. ловие ъ / (4)

Результат r сравнения (r=l при выполнении условия (4) и r =. 0 в противном случае) подается на информационный вход сдвигового регистра 15, содержимое которого сдвигается на один разряд вправо (в сторону младших разрядов) после каждого сравнения. Таким образом, в сдвиговом регистре 15 формируется скользящая выборка результатов и последних сравнений, Содержимое регистра интерпретируется как и-разрядное двоичное число, значение i-го разряда которого представляет собой результат 1.-го сравнения, т.е. результату r:> последнего сравнения придается вес 2 ", результату предыдущего, и-1-ro сравнения - вес 2 " и т.д., результату

r "самого старого" из учитываемых сравнений - вес 1

1559398 и

«-<

S =, г 2

< (5) (r, — результат i-го сравнения), Таким образом, устройство осуществляет экспоненциальное взвешивание скользящей выборки, составленной из результатов п последних сравнений (проверок условия (4)).

На основании полученного значения

S устройство вырабатывает на выходных шинах 16, 17 логические сигналы

С„, С по следующему правилу: при ь„ (<О С<= 0 С = 1

2 при "х = "д С = 0 С = 0 л Z (6) при

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на вторых входах цифровых компараторов 12-14 устанавливают соответственно числа .<< л

S э S«4 NQ=F со 7 04

В исходном состоянии устройства триггер 10 и счетчик 11 установлены в нуль, при этом тактовые импульсы не проходят через элементы И 6 и 8.

В момент поступления импульса на входной шине 2 формирователь 1 формирует на своем первом выходе короткий импульс, поступающий на информа= ционный вход первого блока 4, а затем на первый вход триггера 10, устанавливая его в единичное состояние.

В результате открываются по вторым входам элементы И 6 и 7 и тактовые импульсы с первого выхода тактового генератора 3 начинают заполнять счетчик 11. п

Спустя время ьх - в момент окончания входного импульса устройства— формируется короткий импульс на втором выходе формирователя I. Обозначим через N число тактовых импульх сов, прошедших через элемент И 6 за время Ф„ (очевидно, NÄ= F ь„ ).

Если <,„ а пь, т,е, 1<1х (11, то импульс с второго выхода формирователя 1 поступает — одновременно с импульсом с второго выхода тактового генератора 3 - на выход второго блока 5. Этот импульс проходит через открытый теперь элемент И 7 и элемент ИЛИ 9 и сдвигает содержимое регистра 13 на один разряд вправо, записывая в его старший разряд (левый) нуль — сигнал, присутствующий в это

55 время на выходе третьего цифрового компаратора 14, соединенном с информационным входом регистра 15, и пред. ставляющий результат проверки усло.вия (4). Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 9 возвращает в нулевое состояние триггер 10 и счетчик

11 импульсов, закрывая тем самым сно" ва элементы И 6-8, Если < х - < 4 T ° е4 Ы<<. Ы 4 то при достижении равенства (3) на выходе третьего цифрового компаратора

14 возникает единичный сигнал, и очередной импульс с второго выхода тактового генератора 3 пройдет через открывшийся по второму входу элемент

И 8 и через элемент ИЛИ 9, выполняя те же функции, что и в предыдущем случае, с тем отличием, что теперь в левый разряд сдвигового регистра 15 будет записана единица (сигнал с вы.хода компаратора 14, т,е, результат сравнения (4), При <.„ ) <, импульс, формируемый на втором выходе формирователя 1 ими пульсов в момент окончания <.Х, не пройдет через элемент И 7, так как к тому времени триггер 10 уже будет установлен в нуль импульсом с выхода элемента И 8, При <. х = <, гактовые л л импульсы на входы элемен-а ИЛИ 9 поступят одновременно (при Nх=Н о элемент И 8 открыт по второму входу) .

Таким образом, в любом случае каждое и сравнение величин ь > и < порождает единственный импульс на выходе элемента ИЛИ 9, возвращающий устройство в исходное состояние, причем каждый раз содержимое регистра 15 сдвигается на один разряд вправо, а в его левом разряде фиксируется результат последней проверки условия (4).

После и проверок в регистре 15 будут заполнены все разряды: левыйрезультатом последней проверки, следующий - предыдущей и т.д, Цифровые компараторы 12 и 13 подключены старшими разрядами к левому разряду регистра 15, т.е. его содержимое воспринимается ими как двоичное число, определяемое формулой (5), Сигналы Сл и С на выходах компараторов 12 и 13 кодируют при этом, согласно правилу (6), формируемое решение, Каждая следующая проверка условия (4) приводит к сдвигу содержимого сдвигового регистра 15 на один раз1559398

Формула изобретения

Составитель А,Смирнов

Техред А.Кравчук Корректор М.Шароши .

Редактор Б,Бугренкова

Заказ 841 Тираж 659 Подписное .

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ряд вправо и фиксации результата проверки в его левом разряде. При этом, благодаря сдвигу в сторону младших разрядов, вес каждого из и-1 предыдущих результатов проверок уменьшается вдвое, а "самый старый" из них "забывается" (содержимое крайнего пранога разряда сдвигового регистра 15 теряется). Наибольший вес всегда

1О имеет результат последней проверки, в полном соответствии с формулой (5).

С момента включения устройства и до выработки первого обоснованного решения должно быть проведено п проверок.

Использование экспоненциального сглаживания позволяет повысить достоверность принимаемых решений при изменениях величины со во времени, так как последние выборки учитываются с большим весом, чем более ранние.

Времяимпульсный.компаратор, содержаший формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, первый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, триггер, счетчик импульсов, первый и второй цифровые компараторы, выходы которых соединены с первой и второй выходными шинами соответственно, сдвиговый ре гистр, первый и второй блоки синхро низации, информационные входы которых

35 соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя импульсов, а тактовые входы соединены с соответствующими выходами тактового генератора, причем выход первого блока синхронизации соединен с первым входом триггера, подключенного вьгходом к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым выходом тактового генератора и с выходом второго блока синхронизации, причем выход второго элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности результатов сравнения в него введен третий цифровой компаратор, входы которого поразрядно подключены к выходам счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, а вход установки в "0" с тактовым входом сдвигового регистра и соединен с вьглодом элемента ИЛИ второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с вторым выходом тактового генератора, а второй вход - с выходом третьего цифрового компаратора и с информационным входом сдвигового регистра, выходы которого соединены поразрядно с входами первого и второго цифровых компараторов °