Устройство для определения параметров экстремумов

 

Союз Соеетскии

Социалистимескии

Республик (11) 547702

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04,75 (21) 2127535д4 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 2502, 7 Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 12.07.77 (51) М. Кл.

G 01 R 19/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и отирыпий (53) УДК

681.14(088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Сивков (71) За я вите л ь (54) УСТРОЙство для ОпРеделения пАРАметров экстремумоВ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в измерительных приборах для определения моментов времени и величин локальных экстремумов.

Известны аналогичные устройства, построенные на основе следящего аналого-цифрового преобразователя исследуемого сигнала, (1), (2). В них момент экстремума фиксируется как момент реверса реверсивного счетчика.

Устройство (1) содержит, кроме следящего 1р аналого- цифрового преобразователя, логическую схему, построенную на триггерах. На выходе логической схемы вырабатыв ается сигнал (скачок напряжения), определяющий момент переключения реверсивного счетчика. 15

Однако работу известного устройства характеризует невысокая точность определения моментов экстремумов из-за запаздьгвания в переключениях реверсивного счетчика, особенно если сигнал в окрестности экстремума имеет малую кривизну.

Прототипом изобретения является устройство из. мерения экстремальных параметров содержащее реверсивный счетчик, выход которого связан через преобразователь кода в напряжение с одним из входов вычитающего блока, другой вход которого является входом устройства, выход вычитающего блока подключен к двум пороговым элементам, выходы которых соединены, соответсгвенно, с шинами "сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика; генератор импульсов, выход которого подключен ко входу реверсивного счетчика и ко входу счетчика регистратора времени; блок выделения экстремумов, входы которого соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, а выход — с управляющим входом счетчика- регистратора времени (2) .

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью определения момента экстремума в точках с малой кривизной — второй производной сигнала. Этовызвано конечной точностью преобразования величины сигнала в код и тем, что н нем за момент экстремума принимается момент, когда блок выделения экстремума, входящий в состав устройства, фиксирует смену знака ироизнодиои исследуемого сигнала.

Целью изобретения является повьицение точности определения момента экстремума.

Это достигается тем, что устройство JIQIIoJII(HTC Jlbно содержит с. етчик длительности экстремума, иход которого подключен к выходу гснера гора имиульсон, 547702 управляющий вход — к выходу блока выделения экстремумов, а выход счетчика длительности экстремума соединен с суммирующим входом счетчика — регистратора времени, На чертеже представлена блок- схема устройства.

Оно содержит следящий преобразователь 1 напряжения в код, в состав которого входят вычитающий блок 2, преобразователь 3 кода в напряжение, пороговые элементы 4 и 5. и реверсивный счетчик 6; блок 7 выделения экстремумов, счетчик 8 длительности экстремума, счетчик-регистратор времени 9, генератор импульсов 10.

Существует достаточно широкий класс сигналов (наиболее часто встречаемых на практике), которые в окрестности, близкой к экстремальному значению, с достаточной точностью можно считать симметричными относительно точки экстремума.

Причем с приближением к точке экстремума (уменьшением этой окрестности) симметричность проявляется все сильнее. Это объясняется конечным значением максимума третьей производной реальных сигналов.

Для таких сигналов (применительно к преобразованию с помощью следящего преобразователя напряжение в код) истинный максимум сигнала будет находится вблизи середины между значениями смены знака первой производной сигнала.

Именно это свойство сигнала используется в предлагаемом устройстве.

В предлагаемом устройстве одновременно с

| определением момента экстремума (как это делается в известном устройстве) определяется длительность экстремального значения сигналов, т.е. интервала времени, в течение которого цифровая форма сигнала сохраняет экстремальное значение, Затем определяется уточненное значение момента экстремума, равное разности между моментом экстремума, определенной как в известном устройстве, и половиной длительности экстремального значения. Этим повышается точность определения мо мента экстре мума.

Устройство работает следующим образом.

Пороговые элементы 4 и 5 имеют уровни срабать .вания, отличающиеся на один квант aU преобразования сигнала по амплитуде и равны соответственно -0,5nU и+0,5nU. i

Логика работы блока 7 вьщеления экстремума такова, что сигнал на его выходе будет лишь после перехода обоих пороговых элементов из режима

"сложение" на режим "вычитание", или наоборот.

Если пороговые элементы 4 и 5 находятся в разных состояниях, то сигнал на выходе блока экстремума 7 не вырабатывается.

Счетчик 8 предназначен для измерения длительности перехода реверсивного счетчика 6 из режима

"сложение" в режим "вычитание", и наоборот, и представляет собой двоичный счетчик, увеличивающий свой код на единицу по каждому импульсу генератора импульсов 10 в те интервалы времени, когда реверсивный счетчик 6 не изменяет своего содержи мого.

Счетчик-регистратор времени 9 работает от тех же импульсов генератора 10 в удвоенном масштабе счета. щ При появлении на выходе блока выделения экстремума 7 импульса содержимое счетчика 8 вычитается из содержимого счетчика-регистратора времени 9 и таким образом, образуется уточненное значение времени появления очередного

15 экстремума.

Цикл заканчивается выдачей кода времени и величины экстремума во внешние устройства.

Предложенная схема позволяе-. существенно увеличить точность определения момента экст20 ре мума.

Формула изобретения

25 Устройство для определения параметров экстремумов, содержащее реверсивный счетчик, выход которого связан через преобразователь кода в напряжение с одним из входов вычитающего блока, другой вход которого является входом устройства, 30 выход вычитающего блока подключен к двум пороговым элементам, выходы которых соединены соответственно с шинами "сложение" и "вычитание" реверсивного счетчика, генератор импульсов, выход которого подключен ко входу реверсивного

85 счетчика и ко входу счетчика-регистратора времени, блок выделения экстремумов, входы которого соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, а выход — с управляющим входом счетчика-регистратора времени, о т л и ч а ю40 щее ся тем, что, с целью повышения точности определения момента экстремума, оно дополнительно содержит счетчик длительности экстремума, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, управляющий вход — к выходу блока

45 выделения экстремумов, а выход счетчика длительности экстремума соединен с суммирующим входом счетчика- регистратора времени.

Источники информации, принятые во внимание

50 при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР N 301709, М.,Кл G 06 G 7/12 от 1969 г.

2, Вычислительная техника в машиностроении, Научно-технический сборник, 1965, вып. 1, с. 353

55 (прототип).

547702

Составитель Г. О<илов

Техред: А- Богдан

Корректор Е. Скуяка

Реда то Л. Народи»я

Заказ 874/98

Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совет» Министров CA Р по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн»я, 4

r) ) !