Устройство для определения экстремальных значений амплитуд сигналов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при разработке устройств селекции экстремальных значений сигналов, например при исследовании реакции объектов на ударные нагрузки. Цель расширение области применения и повышение достоверности. Устройство содержит в пиковых детекторов 1, n элементов 2 сравнения, n элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, n элементов И 4, n элементов 5 каскадов стробирования, пороговый элемент 6, счетчик 7 логических единиц, переключатель 8, элемент 9 задержки, генератор 10 развертывающего напряжения, состоящий из источников 11, 12 тока, коммутирующих элементов 13, 14, 15, конденсаторов 16, 17 и триггера 18, шину 19 "Режим", шину 20 "Пуск". Достоверность повышается за счет исключения влияния несинхронности поступления входных сигналов. Это обеспечивается применением пиковых детекторов 1, которые запоминают входные сигналы, тем самым исключая несинхронность их поступления. Область применения расширена за счет упрощения выбора числа экстремальных каналов, а также максимального и минимального значений, что обеспечивается генератором развертывающего напряжения (опорное напряжение) и элементами 2 сравнения, обеспечивающими сравнение входных сигналов и меняющегося опорного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при разработке устройств селекции экстремальных значений сигналов, например при исследовании реакции объектов на ударные нагрузки. Целью изобретения является расширение области применения за счет упрощения выбора числа экстремальных каналов, а также минимальных и максимальных значений и повышения достоверности за счет исключения влияния несинхронности поступления входных сигналов. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 а, б временные диаграммы работы устройства. Устройство для определения экстремальных значений амплитуд сигналов содержит n пиковых детекторов 1, n элементов 2 сравнения, n элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, n элементов И 4, n элементов 5 каскадов стробирования, пороговый элемент 6, состоящий из счетчика 7 логических единиц и переключателя 8, элемент 9 задержки, генератор 10 развертывающего напряжения, состоящий из источников 11, 12 тока, коммутирующих элементов 13, 14, 15, конденсаторов 16, 17 и триггера 18, при этом управляющий вход элемента 15 подключен к шине 19 "Режим" и к первым входам элементов 3, шина 20 "Пуск" подключена к С-входу триггера 18, R-вход которого подключен к выходу элемента 9 задержки и к входам установки пиковых детекторов 1, сигнальные входы которых подключены к n-входам устройства, а выходы к первым входам элементов 2 сравнения и к сигнальным входам каскадов 5 стробирования, вторые входы элементов 2 сравнения подключены к выходу коммутирующего элемента 15, а выходы к вторым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, выходы которых подключены к n входам счетчика 7 и к первым входам элементов И 4. Вторые входы элементов И 4 подключены к выходу переключателя 8, к входу элемента 9 и к управляющим входам источников 11, 12, выходы которых подключены к входам коммутирующих элементов 13, 14, 15 и к конденсаторам 16, 17. Выходы элементов И 4 подключены к стробирующим входам элементов 5, выходы которых подключены к n выходам устройства, инверсный выход триггера 18 подключен к управляющим входам коммутирующих элементов 13, 14, сигнальные выходы которых подключены соответственно к шине корпуса и к шине опорного напряжения. Выходы счетчика 7 подключены к n входам переключателя 8. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии пиковые детекторы разрешены, триггер 18 находится в нулевом состоянии, удерживая в открытом состоянии коммутирующие элементы 13, 14. В результате конденсатор 16 разряжен до нуля, а конденсатор 17 заряжен до опорного напряжения. В момент подачи пускового импульса U на шину 20 на входы пиковых детекторов 1 поступают входные сигналы. Максимальные значения этих сигналов запоминаются пиковыми детекторами 1 и подаются на первые входы элементов 2 сравнения. По перепаду 0/1 пускового импульса триггер 18 устанавливается в "1", закрывая коммутирующие элементы 13, 14. Конденсатор 16 начинает заряжаться источником 11 тока, а конденсатор 17 разряжаться через источник 12 тока. На выход коммутирующего элемента 15 и на выход генератора 10, в зависимости от логического сигнала на шине 19, подается либо возрастающее напряжение конденсатора 16, когда на шине 19 "0", либо убывающее напряжение конденсатора 17, когда на шине 19 "1". Рассмотрим случай, когда на шине "0", т.е. когда выявляются m минимальных сигналов из n. Возрастающее напряжение с выхода генератора 10 поступает на вторые входы элементов 2 сравнения. В момент t₂ (фиг.2а) после установления сигналов на выходах пиковых детекторов 1, на выходах элементов 2 "нули". С запуском генератора 10 (длительность пускового импульса выбирается так, чтобы к этому времени на пиковых детекторах установились все сигналы) на вторых входах элементов сравнения нарастающий сигнал. В момент t₃, когда в пятом канале на элементе сравнения сигнал на втором входе станет равным или больше сигнала на первом входе, на его выходе устанавливается "1" (фиг.2а). На 5-м выходе элемента 3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ тоже будет "1", так как на втором входе его "0". При этом на первом выходе счетчика 7 установится "1". В момент t₄ равенство сигналов на входах элемента сравнения первого канала, и на его выходе, а также на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 этого канала будет "1". Теперь на первом и втором выходах счетчика 7 "1". Аналогично, в момент t₅ сработает шестой канал устройства, и на первом, втором и третьем выходах счетчика 7 "1". Если устройство настроено на m 3, т.е. переключатель 8 установлен в третье положение, то в момент t₆ на выходе порогового элемента 6 будет "1", котоpая поступает на вторые входы элементов 4 И, на выходах которых "1" появится в пятом, первом и шестом каналах, и, соответственно, будут простробированы стробирующие элементы 5 этих же каналов, и сигналы этих каналов с пиковых детекторов 1 поступят на выходы устройства. Выходной сигнал порогового элемента 6 поступает на управляющие выходы элементов 11, 12, затормаживая их, а также на вход элемента 9 задержки. Через время задержки τ_з необходимое для того, чтобы снять сигналы с выходов устройства, пиковые детекторы 1 разряжаются, и триггер 18 сбрасывается в "0" и устройство возвращается в исходное состояние. Для определения m максимальных из n сигналов на шину 19 подается "1". Теперь на выход генератора 10 поступает спадающее напряжение конденсатора 17 (фиг.2б). Здесь в момент t₂, когда сигналы на пиковых детекторах установились, а генератор 10 еще не запущен, на выходах элементов 2 всех каналов "1", а на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 "0", так как на вторые входы этих элементов поступает "1". С момента t₃ на втором входе элемента 2 третьего канала сигнал становится меньше, чем на первом входе, и на выходе этого элемента 2 сравнения устанавливается "0". На входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 этого канала устанавливаются противоположные сигналы ("01"), поэтому на выходе этого элемента в момент t₃ установится "1". Аналогично, в моменты t₄, t₅ установятся "1" на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 соответственно второго и четвертого каналов. Пороговый элемент 6 работает так же, как и при определении m минимальных сигналов. Поэтому при установке переключателя 8 в третье положение, на выходе порогового элемента 6 в момент t₅ установится "1". Как и в предыдущем случае, простробируются элементы 5 в тех каналах, в которых к этому моменту сработали элементы сравнения, т.е. в третьем, втором и четвертом каналах. Возвращение устройства в исходное состояние произойдет так же, как и в предыдущем примере. Как видно из диаграмм фиг.2, при изменении наклона характеристики генератора 10 развертывающего напряжения, а также при нелинейности этой характеристики, не произойдет ошибочного выявления каналов с экстремальным значением сигнала, так как последовательность во времени срабатывания элементов сравнения в разных каналах останется прежней и пороговый элемент сработает лишь тогда, когда сработают m каналов из n. Из диаграмм также видно, что исключается выдача недостоверной информации в случае несинфазности входных сигналов. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает выявление m максимальных или минимальных значений амплитуд сигналов из n входных сигналов. При этом в сравнении с прототипом значительно упрощен выбор числа m, а также выбор режима работы определение минимальных или максимальных значений. Исключается также влияние несинфазности входных сигналов на достоверность.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ АМПЛИТУД СИГНАЛОВ, содержащее n входов и выходов, пороговый элемент, n элемент И и n каскадов стробирования, выходы которых подключены к соответствующим выходам устройства, элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет упрощения выбора числа экстремальных каналов, а также минимальных и максимальных значений и повышения достоверности за счет исключения влияния несинхронности поступления входных сигналов, в него введены шина "Режим", шина "Пуск", n пиковых детекторов, n элементов сравнения, n элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и генератор развертывающего напряжения, при этом первый, второй и третий входы генератора развертывающего напряжения подключены соответственно к шине "Режим", к шине "Пуск", к входу элемента задержки и к выходу порогового элемента, n входов которого подключены к вторым входам элементов И и к выходам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых подключены к шине "Режим", а вторые входы к выходам соответствующих элементов сравнения, первые входы которых подключены к выходу генератора развертывающего напряжения, а вторые входы подключены к сигнальным входам соответствующих каскадов стробирования и к выходам соответствующих пиковых детекторов, сигнальные входы которых подключены к соответствующим входам устройства, а установочные входы к четвертому входу генератора развертывающего напряжения, выходу элемента задержки, вторые входы элементов И подключены к выходу порогового элемента, стробирующие входы каскадов стробирования подключены к выходам соответствующих элементов И. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пороговый элемент содержит счетчик числа логических единиц и переключатель, выход которого подключен к выходу порогового элемента, а входы подключены к n выходам счетчика числа логических единиц, n входы которого являются входами порогового элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2