Цифровой указатель экстремумов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ОП ИСАНИЕ

,ИЗОБРЕТЕНИЯ ро802925

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (т 1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 210579 (21} 2760251/18-24 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень М

Дата опубликования описания 070231 (53)e, 3

G 05 8 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088 ° 8) В. И. Кадулин, A. Я. Мазалов, 3. Г. Сал хов и Г. Л. Тарасенков (72) Авторы изобретения 13, (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ УКАЗАТЕЛЬ ЭКСТРЕМУМОВ

Изобретение относится к автомати- ке, а именно к элементам систем экстремального регулирования, и может быть использоэано для измерения

Ф экстремальных значений аналоговых сигналов и ввода их для цифровой обработки в вычислительную машину для амплитудного и временного анализа.

Известен цифровой указатель экстремумов, содержащий триггер, реверсивный счетчик, блок формирования компенсирующе1.o í ëðÿæåíèÿ и нуль-орган (1), Однако абсолютная погрешность этого указателя может достигать величины шага квантования, а это приводит к значительным ошибкам при определении временноГо положения экстремумов для медленно изменяющихся сигналов и к нттзкой надежности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой указатель экстремумов, содержащий первый компаратор, первый вход которого соединен с первым источником опорного напряжения, второй вход — с выходом нуль-органа,, выходом ключа и первым входом втОрого компаратора, а выход — с первыми входами реверсивного счетчика и триггера, второй вход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика и выходом второго компаратора, к второму входу которокго подключен. второй источник опорного напряжения, первый вход нульоргана соединен с входом указателя, а второй вход — через блок формиро.". вания компенсирующего напряжения с выходами реверсивного счетчика (2) .

Свойственная этому цифровому

15 указателю экстремумов низкая надежность обусловлена тем, что при большой крутизне измеряемого сигнала разность между измеряемым сигналом и компенсирующим напряжением может

20 привысить 1,5 h, где Ь вЂ” шаг квантования. Такая ситуация возникает из-за того, что приращение компенсирующего напряжения на шаг Д происходит не сразу, а спустя некоторое время, определяемое временем окончания переходных процессов в реверсивном счетчике и в блоке формирования компенсирующего напряжения, поэтому может возникнутЬ такая разЗО ность сигналов, которая обеспечит

802925 два и более импульса приращения Д за время одного переходного процесса в реверсивном счетчике и в блоке фсрмиронания компенсирующего напряжения.

Если принять, что время перебро са триггера в реверсивном счетчике равно t то при й. разрядах, задержка, вносимая только наличием в указателе реверсивного счетчика, будет меняться от 1 до И., а среднее значение равно )

И 1+1

В данном устройстве в случае, когда обеспечена работоспособность его, адержка должна быть не менее, чем T< = > 1 Ф.

Цель изобретения — повышение надежности цифрового указателя экстремумов.

Это достигается тем, что н известный цифровой указатель экстремумов введены первый и второй выпрямители, инвертор и дифференциатор, вход которого подключен к второму входу нуль-органа, а выход через первый выпрямитель, параллельно которому подключены последовательно соединенные инвертор и второй выпрямитель — к входу клюЧа, На фиг. 1 приведена функциональная схема цифрового указателя экстремумов; на Фиг. 2 — временные диаграммы его работы..

Предлагаемый указатель содержит (см, Фиг. 1) нуль-орган 1, реверсинный счетчик 2, блок формирования компенсир,ющего напряжения 3, первый и второй компараторы 4 и 5, дифференциатор 6, ключ 7, триггер

8, инвертор .9, первый и второй выпрямители 10 и 11, вход указателя

12, первый и второй источники опорного напряжения 13 и 14. На Фиг. 2 обозначены измеряемое напряжение

U компенсирующее напряжение Ug опорное напряжение У л, шаг квантонанця (приращение компенсирующего напря>кения) d U z, выходные напряже-. ния первого и второго компараторов (/ и (ф, ныходные напряжения первого и второго выпрямителей и (>, и выходное напряжение триггера (>у, такты 15-29.

Цлфровой указатель экстремумов работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах первого и второго компараторов 4 и 5 имеются напряжения, соответствующие логическому О, обеспечиваемые опорными напряжениями на их входах соответственно + Ооп и с первого и второго источников опорного напряжения 13 и 14. При этом ключ 7 разомкнут. При возрастании измеряемого напряжения Uy на входе указателя 12, сигнал рассогласования U< — U ). 0 будет поступать на соответствующие нходы первого и второго компараторов 4 и 5, при этом срабатывает первый «а.""лпаратор

4 и на его выходе поянится логическая единица, которая поступит на

+ первый вход (В ) реверслвного счетчика 2 и изменит его состояние на

+1, компенсирующее напряжение на выходе формирователя компенсирующего напряжения 3 получит прираще— ние 6 Ug и будет равно Ug +aUy которое скомпенсирует возросшее иэ— меряемое напряжение (/, и первый компаратор 4 вернется в исходное состояние. При дальнейшем воэрастанин измеряемого напряжения (> импульсы будут поступать с первого

t5 компаратора 4 на реверслвный счетчик 2 (такты 15 — 20 на Фиг. 2) .

После достижения измеряемым напряжением величины U> = П разность напряжений U> — Ug сменит знак и

2Q импульсы уже с второго компаратора

5 будут поступать на второй вход (В> ) реверсивного счетчика 2, которые будут уменьшать компенсирующее напряжение 6/t. на величлнуЛ U*

25 (такты 21 — 25 на Фиг. 2) .

Ключ 7 необходим для того, чтобы предотвратить остановку ренерсин— ного счетчика 2 в случае, когда не успеет достаточно быстро сформироваться компенсирующее Hапряжение

U н Формирователе компенсирующего напряжения 3 и разность сигналов

Ux — Uy ) 1, 5 л Ug (такты 26, 27 на фиг. 2) или, когда в начальный момент реверсивный счетчик 2 установлен в нулевое голожение.

Кроме того, возможен случай при

Ug — Ug О 1„5 4,(), когда первый и второй компараторы 4 и 5 будут выдавать импульсы на первый и вто40 рой входы реверсивного счетчика 2 в те моменты, когда н нем еще не закончены переходные процессы. В таком случае работоспособность укаэателя нарушается, Для предотвраще45 ния этого ключ 7 имеет не фиксированную частоту работы, а переменную и зависимую от состояния реверсивного счетчика 2 и формирователя компенсирующего напряжения 3. .После того, как сФормируется приращение комйенсирующего напряжения на вйходе формирователя компенсирующего напряжения 3 оно дифференцируется дифференциатором 6 и через первый выпрямитель 10 (при положительной

55, полярности приращения D Ug) 0) или через инвертор 9 и второй выпрямитель 11 (при отрицательной полярности приращения й,Ug (0) на вход ключа 7.

60 Изобретение позволяет увеличить надежность работы путем исключения сбоев при большой крутизне измеряемого напряжения U, увеличить быстродействие за счет максимальноЯ го использования воэможчостей ука—

802925,зателя экстремумов, увеличить точность, путем увеличения числа уровней квантования (т.е..уменьшения величины dUg) и тем самым расширить функционирование воэможности показателя экстремумов путем применения его для измерения экстремумов напряжений или токов с большой крутизной фронтов.

Формула изобретения

Цифровой указатель экстремумов, содержащий первый компаратор, первый вход которого соединен с первым источником опорного напряжения, второй вход — с выходом нуль-органа, выходом ключа и первым входом второго компаратора, а выход — с первыми входами реверсивного счетчика и триггера, второй вход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика и выходом второго компаратора, к второму входу которого подключен второй источник опорного напряжения, первый вход нуль-органа соединен с входом указателя, а второй вход через блок формирования компенсирующего напряg кения — с выходами реверсивного счетчика, о т л и ч à ro ta и и с я тем, что, с целью повышения надеж : ности указателя, он содержит первый и второй выпрямители, инвертор и; дифференциатор, вход которого подключен к второму входу нуль-органа, а выход - через первый выпрямитель, параллельно которому подключены последовательно соединенные инвертор и второй выпрямитель, — к входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское авидетельство СССР

Р 362281, кл. G 05 В 13/02, 13.10.

Щ 1970 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 507857, кл. G 05 В 13/02, 01.07.1974 (прототип).

802925

4, к

Ъ|к Х

Ьм!О/1

Составитель Г. Нефедова

Техред Е. Гаврилешко Корректор М. Шароши

Редактор E.Ãoí÷àð

Тираж 951 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

Эаказ 10614/60

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4