Устройство для интегрированияпикообразных сигналов

 

ОП И САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)822205 (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву— (22) Заявлено 311078 (21) 2б79197/18-24 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Опубликовано 150481, Бюллетень HP 14 (я)м. кл, G 06 G 7/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УАК б81. 335 (088 ° 8) Дата опубликования описания 150481 (72) Авторы изобретения

A. Ниязов, M. Ul. Насыров

Институт:кибернетики с вычислит

AH Узбекской ССР (71) Заявитель

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при автоматизированной обработке данных физикохимического анализа, когда обрабаты3 ваемые сигналы имеют пикообразный вид известной формы.

Известен интегратор сигналов, имеющих иикообразный вид (1g, содержащий блок измерения амплитуды, множитель- . ный блок и блок измерения среднеквадратического отклонения, выполненный на генераторе экспоненты, узел извлечения квадратного корня и измеритель временного интервала.

1з

Недостатком такого устройства является невысокая точность интегриро-. вания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для интегрирования пикообразных сигналов 3, содержащее следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к входу устройства, шинами сложения и вычитания — к входам блока определения экстремумов, а цифровым выходом — к входу преобразователя код- частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата, а второй вход соединен с прямым выходом блока определения экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу следящего аналого-ga@posoro преобразователя, причем на информационном входе следящего аналого-цифрового преобразователя включена цепь, состоящая из параллельно соединенных между собой первого масштабирующего резистора и цепочки, образованной последовательно соединенными вторым масштабирующим резистором и ключом, управляющий вход которого соединен с пряьым выходом блока определения экстремумов.

Недостатком этого устройства является ограниченность диапазона изменения входных сигналов.ЭтО объясИзвестно устройство для интегриро-20 вания сигналов, имеющих форму пика

121, содержащее следящий аналого-цифровой преобразователь, блок определения экстремумов, регистр, преобразователь код-частота, счетчик, триггеры, элементы И, резисторы и управляемый ключ.

Недостатком этого устройства asляется ограниченность диапазона изменения входных сигналов.

30 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯ ПИКООБРЮНЫХ

СИГН AHOB

822205 няется тем, что при срабатывании бло.ка определения экстремумов происходит изменение масштаба сигнала, подаваемого на вход следящего, аналого-цифро л вого преобразователя в †„ раз(где n 1), т.е. масштабированный сигнал может превысить верхнюю границу рабочего диапазона входных сигналов следящего аналого-цифрового преобразователя.

Целью изобретения является увеличение диапазона изменения входных сигналов °

С этой целью в .устройстве для интегрирования пикообразных сигналов, содержащем следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный инфор-. мационным входом к входу устройства, шинами сложения и вычитания — к входам блока определения экстремумов,а цифровым выходом — к входу преобразователя код-частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, 20 выход которого подключен .к входу .счетчика результата, а второй вход соединен с прямым выходом блока определения экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему вхо- 25 ду следящего аналого-цифрового преобразователя, инверсный выход блока оп ределения экстремумов дополнительно соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого- ЗО цифрового преобразователя.

Кроме этого, следящий аналого-цифровой преобразователь содержит масштабирующие резисторы, ключ, узел токовой компенсации, реверсивный счет- 5 чик, одновибраторы, элементы И и

ИЛИ, генератор тактовых импульсов и .нуль-орган, подключенный входом через первый масштабирующий резистор к информационному входу следящего 40 аналого-цифрового преобразователя, а выходами — к первым входам первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых импульсов, причем выход пер- 45 вого элемента И подключен к шине слокения следящего аналого-цифрового преобразователя, первому входу третье. го элемента И и через первый одновибратор — к входу управления сложением реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен через второй одновибратор с выхоДом элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам второго и третьего элементов И, а вход управления вычитанием реверсивного счетчика соединен через третий одновибратор с шиной вычитания следящего аналого-цифрового преобразователяи выходом второго элемента И, причем второй вход третьего элемента И под- 4ф ключен к блокирующему входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходы разрядов реверсивного счетчика соединены с цифровым выходом . следящего аналого-цифрового преобра- 65 зователя и с выходами узла токовой компенсации, выход которого через параллельно соединенные второй масштабирующий резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, причем управляющий вход ключа соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже изображена блок-схема устройства для интегрирования пикообразных сигналов.

Устройство содержит следящий аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный информационным входом к входу 2 устройства, шинами сложения и вычитания — к входам блока определе- . ния экстремумов З,а цифровым выходом— к входу преобразователя код-частота 4, соединенного выходом с первым входом элемента И 5, выход которого подключен к входу счетчика результатов

6, а второй вход соединен с прямым выходом блока определения экстремумов

3, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу и к входу управления масштабом преобразования преобразователя 1. Нреобразователь 1 содержит масштабнрующие резисторы 7 и 8, ключ 9, узел токовой компенсации 10, реверсивный счетчик 11, одновибраторы 12;14, элемент ИЛИ 15, элементы И

16-18, генератор тактовых импульсов

19 и нуль-орган 20. Нуль-орган 20 подключен входом через первый резистор 7 к информационному входу преобразователя 1, а через параллельно соединенные второй резистор 8 и ключ

9 — к выходу узла токовой компенсации 10. Выходы нуль-органа 20 соединены с первыми входами первого и второго элементов И 16, 17, подключенных вторыми входами к выходу генератора

19. Выход первого элемента И 16 под-. ключен к шине сложения преобразователя 1, первому входу третьего элемента

И 16 и через первый одновибратор 12 к входу управления сложением счетчика 11. Счетный вход счетчика 11 сое-, динен через второй одновибратор 13 с выходом элемента ИЛИ 15, подключен ного входами к выходам элементов И 17 и

18. Вход управления вычитания счетчика

11 через третий одновибратор 14 соединен с шиной вычитания преобразователя 1 и с выходом элемента И 17.

Выходы разрядов счетчика 11 подключены к цифровому выходу преобразователя 1, блокирующий вход которого соединен со вторым входом элемента И 18.

Устройство для интегрирования работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик . результатов 6 обнулен. На вход управления масштабом преобразования преобразователя 1 и на блокирующий вход преобразователя 1 с инверсного выхода блока определения эКстремумов 3 подается разрешающий потенциал, т.е. ключ

822205

5 и 0,456 О, 706 0,822 0,882

k 2

Формула изобретения

1. Устройство для интегрирования пикообразных сигналов, содержащее следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к входу устройства,.шинами сложения и вычитания — к входам блока определения экстремумов, а цифровым выходом - к входу преобразователя код-частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, выхдд которого подключен к входу счетчика результата а второй вход соединен с прямыМ выходом блока определения экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу следящего аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения диапазона изменения входных сигналов, инверсный выход блока определения экстремумов соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого-цифрового .преобразователя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что следящий аналого-цифровой преобразователь содержит масштабируЮщие резисторы, ключ, узел токовой компенсации, реверсивный счетчик, одновибраторы, элементы И и ИЛИ, генератор тактовых импульсов и нульорган, подключенный входом через первый масштабирующий резистор к информационному входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходами— к первым входам первого и второго эле-, ментов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых им 9 замкнут, а элемент И 18 открыт. С прямого выхода блока 3 на вход элемента И 5 подается запрещающий потенциал.

Входной интегрируемый сигнал с входа 2 поступает на информационный вход преобразователя 1, на цифровом выходе которого в реальном масйтабе времени получается двоичный код, соответствующий второму сигналу..На1выходе преобразователя код-частота 4, подключенного входом к цифровому выходу преобразователя.1, формируется частота импульсов, соответствующая входному сигналу. При достижении входным сигналом своего пикового значения срабатывает блок определения экстремумов 3, который сигналом со своего прямого выхода открывает элемент И 5. С этого момента счетчик 6 начинает считать импульсы с выхода преобразователя 4. Одновре- 20 менно с этим блок 3 сигналом со своего инверсного выхода размыкает ключ

9 и запирает элемент И 18, блокируя режим сложения преобразователя 1. Нри размыкании ключа 9 ток узла токовой компенсации 10 начинает протекать через второй масштабирующий резистор

8, вследствие чего изменяется масштаб преобразования преобразователя

1, а именно, напряжение обратной свя- 30 зи на входе нуль-органа 20 умножается на коэффициент перемасштабирования и (п(1),т.е. становится меньше.

На выходе нуль-органа 20 вырабатывается сигнал сложения, но из-за бло- З5 кировки режима сложения импульсы генератора 19 через элемент И 18 не проходят на счетный вход счетчика 11. .Поэтому экстремальное значение входного сигнала в виде двоичного кода сохраняется до момента времени, со- 4О ответствующего уменьшению входного сигнала до перемасштабированного значения напряжения обратной связи.

В момент сравнения напряжений на входе нуль-органа 20 блок опреде- 45 ления экстремумов 3 вырабатывает сигналы, которые запирают элемент И 5, замыкают ключ 9 и снимают блокировку с элемента И 18.

Площадь S сигнала пикообразной у» формы в общем случае определяется по соотношению

9-1 0,,„„ где k - постояйный коэффициент, зависящий от коэффициента пе- 55 ремасштабирования и; — ширина пикообразной функции, определяемая от момента

;времени, соответствующего экстремуму входного сигнала, до момента времени, со- 60 ответствующему сравнению с заранее известной частью экстремума nU

0 - экстремальное значение пика

«мах входного сигнала. 65

Так, например, если входной аикообразный сигнал описывается функцией Гаусса, то между k и и существует следующая зависимость:

После выполнения операции вычитания площади пика эта площадь, соответствующая коду счетчика 6 в момент второго срабатывания блока 3, считывается на выход устройства,а затем счетчик 6 обнуляется (соответствующие цепи на чертеже не показаны),.

Таким образом, рассмотренное устройство по сравнению с прототипом позволяет увеличить диапазон изменения входных сигналов в 1/и код, а кроме этого, позволяет повысить быст« родействие устройства за счет уменьшения разности сравнивае«ых сигналов на входе нуль-органа 20 в момент изменения масштаба преобразования.

822205 преобразователя и с выходами узла токовой компенсации, выход которого через параллельно соединенные второй масштабирующий резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, причем управляющий вход ключа соединен с входом управления масштабом преобразования следящего аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ф 544975, кл. g 06 G 7/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2618898/18-24, кл. (06 7/18, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2580505/18-24, кл.G 06 0 7/18, 1978 (прототип).

Составитель С. Каэинов

Редактор Каминская Техред М,фадорнак Корректор О.Билак

Заказ 1856/75 Тираж 745

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4 пульсов, причем выход первого элемента И подключен к шине сложения следяшего аналого-цифрового преобразователя, первому входу третьего элемента

И и через первый одновибратор — к входу управления сложением реверсивного счетчика, счетный вход которого

5 соединен через второй одновибратор с выходом эдемента ИЛИ, подключенного входами к выходам второго и третьего

1 лементов И, а вход управления вычианием реверсивного счетчика соединен через третий одновибратор с шиной вычитания следящего аналого-цифрового преобразователя и выходом второго элемента И, причем второй вход третьего элемента И подключен к блокирующему 1з входу следящего аналого-цифрового преобразователя, а выходы разрядов реверсивного счетчика соединены с цифровым выходом следящего аналого-цифрового

t !

l ( (1

1 ! !