Устройство для определения экстремальных значений случайных сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

50б8б8

Союз Советских

Со !!! апмстнческих

Рюс!! т блин (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.08.74 (21) 2048596/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10 (51) М.Кл. G 06f 15/36

Государственный комитат

Совета Министров СССР но делам изооретений и открытий (53) УДК 681.327 (088.8) Дата опубликования описания 22.12.76 (72) Авторы изобретения

В, А. Соломка, P. Д. Столяре и H. 3. Цех (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при построении измерительных приборов, используемых в ядерной физики, радиационной медицине.

Известны устройства для определения экстремальных значений сигналов, содержащие генератор тактовых импульсов, преобразователь, вход которого подключен к входу устройства, коммутатор, ключи, триггер, блок сравнения, регистр, триггер экстремума, элемент «И», счетчики, выходы которых через соответствующие ключи соединены с входами группы элементов «ИЛИ», выходы которых подключены к информационному выходу регистра и первому входу блока сравнения, выход регистра соединен с первым выходом устройства и вторым входом блока сравнения, управляющий вход регистра подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход триггера экстремума соединен с вторым выходом устройства.

Определение экстремальных значений в известных устройствах осуществляется путем сравнения последующего и предыдущего значений сигналов, накапливаемых за определенное время: одним счетчиком с последующей перезаписью в регистр оперативной памяти, двумя поочередно накапливающими уст2 ройствами, где временно неработающий счетчик выполняет функцию оперативной памяти.

Увеличение количества значений накапливаемых сигналов путем увеличения количества накопителей для запоминания ряда последовательных значений сигнала не приводит и повышению точности работы устройства, таь как производится сравнение двух соседних

ip значений сигнала. Увеличение количества кодовых значений накапливаемых сигналои за счет увеличения времени накопления для уменьшения статистической погрешности вле чет за собой повышение временной погрешно

15 сти определения момента экстремума, чт ухудшает динамические свойства устройства.

Таким образом, технические реализации метода определения экстремальных значений, основанного па сравнении двух соседних

20 смежных значений сигнала, предполагают, ь зависимости от конкретных обстоятельст альтернативное решение либо в польз уменьшения статистической погрешности, ли бо в пользу уменьшения временных погреш ностей определения экстремума.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемо..: устройстве выход преобразователя подклю чен к счетным входам к — счетчиков

506868

20

65

3 (к) 2}, выходы коммутатора соединены соответственно с управляющими входами счетчиков и ключей, выход генератора тактовых импульсов через элемент задержки подключен к входу коммутатора и единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с выходом блока сравнения, единичный выход триггера подключен к нулевому входу триггера экстремума н к первому входу элемента «И», второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход подключен к единичному входу триггера экстремума.

Это позволяет реализовать метод определения экстремумов случайных сигналов, основанный на сравнении двух значений сигналов, накапливаемых за частично перекрывающиеся интервалы времени. Входной (или преобразованный) сигнал накапливается одновременно и параллельно в нескольких счетчиках, что дает возможность увеличить интервал времени накопления сигнала в т раз (т) 2) при сохранении частоты опроса, т. е. уменьшить в P m раз статистическую погрешность определения экстремальных значений при сохранении динамических свойств устройства. При том же интервале времени накопления можно увеличить в m раз частоту опроса, т. е, улучшить динамические свойства устройства при той же статистической погрешности.

Накопление входных импульсов счетчиками производится в течение интервала времени т Т с последовательным опросом одного из счетчиков в конце каждого интервала Т.

Следовательно, статистическая погрешность

1 6о 1

6 бо

У n(t}mT У m У п(}т без увеличения погрешности определения момента экстремального значения, где

n(t) — входная электрическая функция, бо — статистическая погрешность известных устройств.

На фиг, 1 представлена схема описываемого устройства; на фиг- 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие состояние обозначенных точек схемы.

В состав схемы, изображенной на фиг. 1 входят счетчики 11, 1>, преобразователь 2, ключи Зн 3, группа элементов «ИЛИ» 4, регистр 5, блок 6 сравнения, триггер 7, триггор 8 экстремума, элемент И9, коммутатор 10, генератор 11 тактовых импульсов, элемент 12 задержки, вход 13, выходы 14, 15 устройства, выход 16 генератора 11.

Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает на преобразователь 2, который преобразует его в частоту импульсов. Импульсы поступают параллельно на счетные входы счетчиков, кото рыеосуществляют накопление импульсов в течение времени тТ, где Т вЂ” интервал времени, зада30

4 ваемый генератором 11 тактовых импульсов.

В течение интервала Т один из счетчиков 1 через ключи 3, группу элементов «ИЛИ» 4 соединяется с входами блока 6 сравнения и регистра 5. Очередной тактовый импульс, поступая на,вход аинх1ронизации регистра 5, осу1цествляет прием числа импульсов, накопившихся в этом счетчике, и через коммутатор 10 устанавливает этот счетчик в нулевое положение, подключая одновременно очередной счетчик через ключи и элементы «ИЛИ»

4 к входам регистра и блока сравнения, Счетчик, установленный в нулевое положение, начинает, а все остальные продолжают накопление входных импульсов.

С проходом очередного тактового импульса осуществля1отся действия, оп иса н ные выше.

Для каждого счетчика цикл длится время тТ, и для каждого счетчика начало цикла сдвинуто по отношению к началу цикла предыдущего устройства на интервал времени Т.

В регистре 5 хранится результат счета предыдущего счетчика, и этот результат подается на входы блока 6 сравнения. На блок сравнения подается также нарастающий результат счета счетчика, подключенного с помощью ключей и коммутатора в текущий интервал времени Т.

Если на входе устройства — нарастающий процесс, то в процессе накопления происходит сравнение нарастающего результата счета с предыдущим результатом, хранящимся в регистре 5, и импульс блока 6 сравнения устанавливает триггер 7 в нулевое положение, а очередной тактовый импульс, задер жа нный на элементе 12, возвращает его в единичное положение, подтверждая положение триггера 8 экстремума. При достижении максимума сравнения результатов счета не происходит, триггер 7 остается в единичном положении (состоянии), и очередной тактовый импульс проходит через элемент

«И» 9 на вход триггера 8 экстремума. Триггер экстремума меняет свое состояние на противоположное — появляется сигнал, свидетельствующий о наступлении максимума.

Потенциал на выходе 14 устройства показывает, что входная функция убывает.

При достижении входной функцией минимума на выходе блока 6 сравнения появляется импульс, который запоминается триггером 7, и очередной тактовый импульс, возвращая триггер 7 в единичное состояние, опрокидывает триггер 8 экстремума в состояние «нуль», свидетельствующее о достижении минимума. Потенциал на выходе 14 устройства показывает, что входная функция нарастает

Формула изобретения

Устройство для определения экстремальных значений случайных сигналов, содержа506868

Составитель А. геренов

1ехред Т. Колесова

Редактор С. Хейфиц

Корректор F. Хмелева

Заказ 4907 Изд. № 1192 Тираж 864

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

МОТ, Загорский филиал

5 щее генератор тактовых импульсов, преобразователь, вход которого подключен к входу устройства, коммутатор, ключи, триггер, блок сравнения, регистр, триггер экстремума, элемент «И», счетчики, выходы которых через соответствующие ключи соединены с входами группы элементов «ИЛИ», выходы которых подключены к информационному входу регистра и первому входу блока сравнения, выход регистра соединен с первым выходом устройства и вторым входом блока сравнения, управляющий вход регистра подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход триггера экстремума соединен с вторым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в

6 нем выход преобразовагеля подключен к счетным входам к — счетчиков (к - 2), выходы коммутатора соединены соответственно с управляющими входами счетчиков и клю5 чей, выход генератора тактовых импульсов через элемент задержки подключен к входу коммутатора и единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с выходом блока сравнения, единичной выход триггера

10 подключен к нулевому входу триггера экстремума и к первому входу элемента «И», второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход подключен к единичному входу триггера экстре15 мума.