Устройство для определения максимума сигнала

 

Oll MCAHMK

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 06. I 2. 78 (21) 2693709/18-21

Союз COBdTCIENX

Социапистмческмк

Республик ц943591 (5l )NL. Кл. с присоединением заявки № « (23) Приоритет

6 01 A 19/04

Ркудврствааб квмятвт

СЕЕР аю далем изобретений . и юткрмтяй

Опублнковамо 15. 07.82. Бюллетень №26 (53) УЙК621. З17. . 726(088.8) Дата опубликования описания 17.07.82 (72) Авторы изобретения

Ю.Ф. Чубаров и M.À. Леднев

Куйбышевский политехнический институт им.В.В; Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМУМА

СИГНАЛА

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при настройке и регулировке радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.

Известно устройство для экстремального управления, содержащее два дифференцирующих звена, синхронный детектор, релейный усилитель, линейный исполнитель, сумматор и генератор гармонического поискового сигнала. Данное устройство позволяет определять максимум выходного сигна" ла объекта с модульной экстремальной характеристикой путем воздействия на объект гармоническим поисковым сигналом El).

Однако такое устройство оно не позволяет определять максимум импульсного процесса с большой скваж- го ностью, Наиболее близким к предлагаемому является аналого-цифровой определитель экстремума, содержащий аналого2 цифровой преобразователь (ЦАП ) последовательного счета, число-импульс" . ный блок сравнения, состоящий из суммирующего и вычитающего счетчиков, и блок управления (2 1.

Недостатком экстрематора являет" ся малая скорость нахождения максимума, так как на каждом этапе сравне" ния пар чисел приходится определять значение числа, соответствующего амплитуде сигнала в данной точке, со значением числа,. соответствующего амплитуде сигнала в предыдущей точке.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в- устройство для определения максимума сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, блок управления и суммирующий счет.чик, аналого-цифровой преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовых

943591

ЗО импульсов, реверсивного счетчика, преобразователя код-напряжение и нуль-органа, выходы блока управления соответственно подключены к управляющим входам реверсивного 5 и суммирующего счетчиков и к другому входу- нуль-органа через последовательно соединенные счетчик точек отсчета, цифро-аналоговый преобразователь, испольнительный орган и t0 объект управления, а входы блока уп ра вления соот ветс т венно подключены к выходу нуль-органа, к управляющему выходу исполнительного органа и к выходу суммирующего счетчика, !5 вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

На фиг.1 приведена блок-схема. устройства; на фиг.2 -4 эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. щ

Устройство состоит из генератора

1 тактовых импульсов, реверсивного счетчика 2, преобразователя 3 коднапряжение (ПКН ), нуль-органа 4, блока 5 управления, суммирующего гз счетчика 6, счетчика 7 точек отсчета, цифро-аналогового преобразователя

8, исполнительного органа 9, объекта 10 управления.

Рассмотрим работу устройства на примере определения максимума импульсного процесса, имеющего амплитудную модуляцию по произвольному закону.

В исходном состоянии все тРиггеРы счетчика 2 находятся в единичном состоянии, соответственно на выходе

ПКН 3 максимальное напряжение компенсации0 „,, которое поступает на вход нуль-органа 4, счетчик 6 с6рошен в нулевое состояние. В нулевое состояние сброшен, также счетчик

7, выходной код которого через ЦАП

8 и исполнительный орган 9 устанавливает объект 10 управления в точ45 ку 8<, которой соответствует амплитуда импульсов на выходе0„= Я(9 )

Амплитуда импульсов U> меньше напряжения компенсации U„„, „, поэтому срабатывание нуль-органа 4 не происходит °

Поиск максимума начинается с определения амплитуды импульсов в точке 6в (фиг . 2 ) . Блок 5 уп ра вления включает вычитающий вход счетчика 2, напряжение компенсации U на выходе

ПКН 3 уменьшается до величины, равной амплитуде импульсов Оиру. В момент

ЦК вЂ” Uä происходит срабатывание нуль4 органа 4. Сигнал срабатывания поступает на блок 5 управления, который выключает вычитающий вход счетчика

2, затем одновременно включает суммирующие входы счетчиков 2 и 6. Заполнение счетчиков 2 и 6 импульсами с генератора 1 тактовых импульсов производится до момента переполнения счетчика 6. Напряжение компенсации и при этом увеличивается на величину д01, и становится ОКА+ 11 . Сигнал переполнения счетчика 6 поступает на блок 5 управления, который выключает суммирующие входы счетчиков

2 и 6. Затем устройство 5 управления переводит счетчик 7 в состояние

00...01. Код выхода счетчика 7 через

ЦАП 8 поступает на исполнительный орган 9, который отрабатывает полученное воздействие, переводя объект

10 управления в точку 6< . Сигнал конца отработки исполнительного органа 9 поступает на блок 5 управления. На выходе объекта !О управления устанавли.вается амплитуда импульсов U> =f (0„) . Затем устройство производит сравнение амплитуд им" пульсов в точках 8 и 8g (фиг.4).

Для этого блок 5 управления одновременно включает вычитающий вход счетчика 2 и суммирующий вход счетчика 6. При уменьшении напряжения компенсации на выходе ПКН 3, величина котоРого была0КО+д0к, на величи.ну Ок происходит срабатывание нульоргана 4, сигнал срабатывания поступает на устройство 5 управления, которое снимает разрешающие потенциа лы вычитающего счетчика 2 и суммирующий вход счетчика 6.

В момент срабатывания нуль-органа 4 величина U на выходе ПКН 3

paesaU@<=U!,g+hU<- Ок . Откуда слеI дует, что О „>Око при дЦ, Ц v U„

f и ОК < !Ко при gU< с 0 . Сравнение

К! действигельных значений О < и U<< заменяется сравнением изменений Ь01 и U<, которые на практике много меньше действительных значений U<<и

U O, следовательно их можно сравнивать значительно быстрее.

Величина ь01 определяется емкостью счетчика 6. При уменьшении напряжения компенсации 0К на величину

0 1, - hU< происходит переполнение счетчика 6.

Если переполнение счетчика происходит раньше, чем срабатывание нуль943591

I 5 органа 4, то ЬОК <Ок! и наоборот, если раньше срабатывает нуль-орган

4, то ь0к )Ок

В рассматриваемом примере 01 <01 ! раньше срабатывает нуль-орган 4, следовательно, амплитуда импульсов

U!! в точке 6.! больше, чем в точке

Оо, функция Ои =f(8)имеет возрастающий характер и поиск экстремума нужно продолжать в следующих точках.

Для этого блок 5 управления производит сброс счетчика 6, затем увеличение напряжения Окна величину !$U<

1 также, как в точке 8ои перевод объекта 10 управления в точку g .

Циклы поиска максимума сигнала схематично изображены на фиг.2. Поиск продолжается до точки 8;, в которой для срабатывания нуль органа

4 требуется выполнение условия Ц„)д1 2О !

Превышение U надд01,говорит и о том, что амплитуда импульсов начала уменьшатся, функцияО =У(6) принимает убывающий характер и достигнуто ее ! максимальное значение. Но при ОК-дик происходит переполнение счетчика 6„ сигнал переполнения поступает на блок

5 управления, после чего производит" ся останов работы всего устройства.

Таким образом, сигналом наличия максимума исследуемого процесса является сигнал переполнения счетчика 6 во время уменьшения напряже" ния компенсации U, 35

Устройство позволяет, кроме увеличения скорости определения максимума, уменьшить аппаратурные затраты и число связей в устройстве. Значи" тельно уменьшается требуемая емкость в .суммирующего счетчика 6, которая определяется по формуле

ale %ax О где - максимальная скорость изме1!!Ох нения огибающей исследуе" мого процесса.

Оот - шаг ступеньки ПКН 3.

Емкость счетчика меньше для слабовыраженных экстремумов.

Поиск максимума ведется в ограниченном диапазоне значений исследуе1 мого сигнала, это уменьшает возмож ность грубой ошибки системы при сбоях. Система позволяет измерять значение найденного максимума сигнала путем подключения к выходу ПКН

3 стандартного измерительного прибора { например, вольтметра .

Формула изобретения

Устройство для определения максимума сигнала, содержащее аналогоцифровой преобразователь, блок управления и суммирующий счетчик, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, ана" лого-цифровой преобразователь выпол" нен в виде последовательно соединен-. ных генератора тактовых импульсов, реверсивного счетчика,преобразователя код-напряжение и нуль-органа, выходы блока управления соответственно подключены к управляющим входам реверсивного и суммирующего счетчиков и к другому входу нуль-органа через последовательно соединенные счетчик точек отсчета, цифро-аналоговый преобразователь, исполнительный орган и,объект управления, а входы блока управления соответственно подключены к выходу нуль-органа, к управляющему выходу исполнительного органа и к выходу суммирующего счетчика, вход которого подключен к выходу генера,ора тактовых импульсов. ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 477393, кл. (j 05 B 13/02, 1972, 2. Вульф И.А. Аналого-цифровые преобразователи экстремума. Проблемы создания преобразователей формы информации. Ч.2- Материалы 1П

Всесоюзного симпозиума ° Киев, "Наукова Думка", 1976, с.181-183 (прототип).

943591

" 4) Составитель ll. Скулаков

Редактор Л. Авраменко Техред M . Надь Корректор M. Шароши

Подписное

Заказ 5099 5 Тираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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