Устройство для определения экстремумов
Иллюстрации
Реферат
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее операционный усилитель, один вход Которого подключен к накопительному конденсатору , первый коммутатор, первый пороговый элемент, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены реэнстрры , четыре коммутатора, одновибратор , интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный с выходом операционного усилителя. другой вход которого через первый резистор соединен с одной входной клеммой устройства, к которой подключены один вход первого коммутатора и :один вывод цепочки последовательно соединенных второго, третьего, четвертого , пятого и.шестого резисторов, другим выводом подключенной к одному . входу опер1г1ционного усилителя, к входнбй клемме устройства подключен вход одновибратора, выход КОТОРОГО подключен к другому входу первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, вторые входы которых подключены к § в. входу одновибратора, а третьи входык источникам порогового напряяСения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвертого и пятого коммутаторов, каждый из которых включен паралЬельно соот- 2 ветствуюадему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторовь
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН ае ои
Л
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .
Н АВТОРСИОМУ СВИДВТЕП СТВЪ . ) 1 3
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3378721/18-24 (22) 07.01.82 (46) 23.06.83. Бюл. В 23 (72) Ш.Г. Липартелиани (71) Специальное конструкторское бюро промышленной автоматики (53) 656.05(088.8) (56) 1. Измерения, контроль, автоматизация, 1977, 9 1, с. 16-31, Р 3, с. 21-29.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 684594, кл. G 08 G 1/015, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ЭКСТРЕМУМОВ, содержацее операционный усилитель, один вход которого подключен к накопительному конденсатору, первый коммутатор, первый пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ ности устройства, в него введены резисторы, четыре коммутатора, одновибратор, интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный с выходом операционного усилителя, 3(Я);G 08 G 1/015/ Н 02 И 9 04 другой вход которого через первый резистор соединен с одной входной ( клеммой устройства, к которой подключены один вход первого коммутатора и один вывод цепочки последовательно соединенных второго, третьего, четвертого, пятого и.шестого резисторов, другим выводом подключенной к одному входу операционного усилителя, к другой входной клемме устройства подключен вход одновибратора, выход которого подключен к другому входу первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с первыми . входами первого, второго; третьего и четвертого пороговых элементов, вторые входы которых подключены к входу одновибратора, а третьи ьходы— к источникам порогового напряЖения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвер- С„ того и пятого коммутаторов, каждый из которых включен параллельно соот- Я ветствующему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторов;
1024959
Изобретение относится к устройствам для определения экстремумов и может быть использовано при измерении параметров движения транспортных потоков в автоматизированных системах управления дорожным движением, в аппаратуре исследования транспортных потоков, а также в устройствах автоматики и телемеханики.
Известны принципы построения определителей экстремумов сигнала и функциональные схемы ряда устройств, например аналогового определителя эк-! стремумов с астатическим следящим уравновешиванием, содержащего ключ, операционный усилитель, интегрирую- 15 ,щую емкость, элемент ИЛИ, причем один вход операционного усилителя связан с шиной входных сигналов непосредственно, а другой вход -. через ключ и интегрирующую емкость, входы р{) ключа через элемент ИЛИ соединены с выходом операционного усилителя и с источником сигнала управления (1J .
В основе работы подобных устройств) лежит анализ формы сигналов, величи- 25 на которых во много раз превосходит величину помехи, поступающей на тот ! же вход устройства. При использовании, определителя экстремумов для измерения параметров движения транспортных потоков на его вход с выхода детектора транспорта поступает аналоговый сигнал, который подвержен измейениям, под влиянием колебаний условий окружающей среды, причем изменения эти могут быть соизмеримы по амплитуде с полезным сигналом, однако имеют достаточно низкую скорость нарастания фронта., !
Ближайшим по технической сущности 40 к предлагаемому является устройство определения экстремумов, применяемое . . в детекторе транспорта, содержащее операционный усилитель, один вход которого соединен с выходом выпрями- .:45 .теля, а другой вход — с накопительным конденсатором, выход операционного усилителя подключен к пороговому элементу и к усилителю обратной связи, выход которого соединен с одним 50 из входов коммутатора,. другим входом йодключенного к выходу порогового элемента, а выходом — к накопительному конденсатору g2) ..
Недостатком данного устройства яВляется значительная погрешность определения характерных точек. Это связано с тем,: что длительность вход.ного сигнала изменяется в широких пределах и происходит изменение скорости нарастания фронтов этого сиг- @ нала..При определении ряда парамет.ров транспортного потока, например скорости, состава потока, которые определяются по форме аналогового ,сигнала, поступающего ат детектора 65 транспорта, требуется высокая точность определения точек экстремумов сигнала.
Цель изобретения — повышение точности устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в .устройство для определения экстремумов, содержащее операционный усилитель, один вход которого подключен к накопительному конденсатору, первый коммутатор, первый пороговый элемент, введены резисторы; четыре ксммутатора, одновибратор, интегратор, три пороговых элемента и выходной блок, соединенный с выходом операционного усилителя, другой вход которого через первый резистор соединен с одной входной клеммой устройства, к которой подключены один вход первого коммутатора и один вывод ценочки последовательно соединенных второго, третьего, четвертого, пятого и шестого резисторов, другим выводом подключенной к одному входу операционного усилителя,к другой входной клемме устройства подключен вход одновибратора,выход которого подклю« чен к другому входу первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, вторые входы которых подключены к входу одновибрато- ра, а третьи входи - к источникам по-. рогового напряжения, выходы пороговых элементов соединены с входами второго, третьего, четвертого и пятого коммутаторов, каждый из которых включен параллельно соответствующему одноименному резистору цепочки последовательно соединенных резисторов.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для определения экстремумов.
Устройство для определения экстремумов содержит коммутатор 1, одновибратор 2, входы которых являются входами устройства и подключаются к выходам детектора транспорта, резистор 3, резисторы 4-8, образующие цепочку последовательно соединен", ных резисторов, параллельно которым включены коммутаторы.9.-12 соответ- ственно, конденсатор 13, операционный усилитель 14, выходной блок 15, интегратор 16, пороговые элементы
tl7-2О, источники порогового напряже.ния (не показаны).
УстройсТво работает следующим образом.
В исходном состоянии все пороговые элементы 17-20 сброшены в нуль, s результате коммутаторы 9-12 разомкнуты. На вхоцы операционного усилителя 14 поступают сигналы, равные по величине, но сигнал, поступающий через последовательно соединенные ре1024959
10 зисторы 4-8 отстает во времени от сигнала, поступающего на другой. вход операционного усилителя 14, из-за наличия на выходе резистора 8 кондейсатора 13. Время задержки определяется постоянной времени этой цепи.
При поступлении с выходов детектора транспорта аналоговых сигналов на входы устройства. вследствие отставания во времени сигнала на одном из входов. операционного усилителя 14 на его выходе появляется разностный сигнал, например положитель- ной полярности, который. присутствует до тех пор, пока возрастает входной сигнал. После достижения экстремума 15 входной сигнал начинает уменьшаться.
На накопительном конденсаторе.l3.. сигнал уменьшается с задержкой (,поэтому на вход операционного усилителя 14 поступает разностный сигнал отрицательной полярности, который . проходит на выход операцйонного уси-. лителя 14 и присутствет до тех пор, пока уменьшается входное напряжение устройства. При дальнейшем увеличе.нии входного напряжения (на выходе детектора транспорта) процесс повторяется снова.
В связи с тем, что выходной сиг-. нал детектора при изменении скорости движения транспортных средств по длительности изменяется s широких пределах, что приводит к изменению скорости нарастания входного сигнала, возникает необходимостЬ более точного подбора параметров цепи, выполненной на резисторах 4-8 и накопительной. емкости 13. Для этого в момент появле.ния на первом выходе детектора транспорта аналогичного сигнала, поступаю-.40 щего йа первый вход устройства, с другого выхода детектора выдается сигнал присутствия, который поступа1ет на другой вход устройства и запускает одновибратор 2 ° Импульсом за- 45 данной длительности с выхода одновибратора.2 включается коммутатор .1, через который аналоговый сигнал по" ступает на интегратор, имеющий постоянную времени Г, . В зависимости от скорости нарастания входного сигнала за заданный промежуток .времени накопительная емкость интегратора 16 заряжается до определенного уровня и в зависимости от этого уровня срабатывают соответствующие пороговые элементы 17.-20, имеющие различные пороги срабатывания, после чего срабатывают соответствующие коммутаторы 9-12, которые шунтируют соответствующие резисторы 4-7, что приводит к изменению постоянной времени . Если напряжение на конденсаторе 16 превыша-. ет уровень nopora срабатывания последнего порогового элемента 17,срабатывают все коммутаторы 9-12 и постоянная времени ; определяется сопротивлением резистора 8,и емкостью конденсатора 13. Сброс пороговых элементов 17-20 и коммутаторов 9-12 осуществляется задним фронтом вход:ного сигнала, поступающего с перво:го выхода детектора транспорта .
Постоянная времени для последовательно включенных резисторов выбирается таким образом, чтобы на выходе операционного усилителя 14 временные изменения входного сигнала устройства (выходного сигнала детектора транспорта), вызванные изменением условий окружающей среды, не фиксировались. Выходной сигнал операционного усилителя 14 поступает в выходной блок 15, который формирует импульсй, соответствующие экстремумам входногО сигнала.
Точность предлагаемого устройства может быть повышена путем увеличения количества коммутаторов, позволяющих более точно подобрать значение постоянной времени Ы-цепи.
Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями.
1024959
Составитель Е. Оленин
Редактор A. Козориз Техред А.Бабинец Корректор О. Тигор:
Заказ 4401/47 Тираж 618 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4