Индикатор экстремума

Индикатор экстремума

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И 306РКТК Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалнстнческнк

Ресяубл

)))) 911461 (6l ) Дополнительное к авт. спид-ву (2) Заявлено 15. 05.80 (21) 2925405/18-24 (51}М. Кл. с присоединением заявки № (05 В 13/02

1Ьеударетаанвй камктет

CCCP ав дааатт иэаеретенмк в атерытвв (23) Приоритет (53) УДК 62" 50 (088.8) I

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03.82 (72) Автор изобретения

М.И. Серебриер

1! Ивг. й"1 Е л БИ " "(:" ).,::

Завод счетных машин им. 50-летия СССР„„,.„,,...,, I (71) Заявитель (547 ИНДИКАТОР ЭКСТРЕМУМА

Изобретение относится к автоматике и цифровой измерительной технике и может быть использовано в автоматических цифровых регуляторах, в устройствах ввода в цифровую вычисли- . тельную машину экстремальных значений аналоговых сигналов, а также в специализированных вычислительных устройствах обработки информации, предназначенных для научных исслеso дований.

Известен цифровой указатель экстремумов (1).

Недостатком этого устройства является возможность появления на его выходе ложных сигналов экстремумов, .а также невысокое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является индикатор экстремума,содержащий два компаратора,триггер, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь f2).

Недостатком известного устройства является невозможность индикации экстремальных значений знакопеременной функции, так как, например, при изменении функции от положительного экстремума до отрицательного ревер" сивный счетчик работает в режиме вычитания, и при переходе функции через нуль код в реверсивном счетчике имеет максимальное значение, в то время как входное напряжение равно приблизительно нулю, что нарушает работоспособность устройства и сужает функциональные. возможности.

Кроме того, между двумя соседними срабатываниями, например, основного нуль-органа, которые происходят при приблизительном равенстве входного и уравновешивающего напряжений, уравновешивающее напряжение превышает. входное. Этим обуславливается нестабильная работа дополнительного нуль-органа после прохождения входным напряжением точки экстремума, что снижает его надеж-. ность.

911461 4

Единичный 13 и нулевой 14 выходы к- -триггера 8, выход 15 суммирующего е- усилителя-ограничителя 4, выход 16 х формирователя 5 являются сигнальными выходами устройства.

Индикатор экстремальных значений функций работает следующим образом.

Цель изобретения - расширение класса исследуемых устройством фун ций и повышение надежности определ ния момента появления экстремальны значений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит сумматор и последовательно соединенные блок выделения абсолютной величины, усилитель с ограничением и формирователь сигнала индикации, вход блока выделения абсолютной величины соединен со вторым ! входом усилителя с ограничением, а выход через сумматор - со входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены с соответствующими входами триггера и соответствующими входами реверсивного счет. чика, выходами подключенно<-о через цифроаналоговый преобразователь ко второму входу сумматора.

На .фиг. 1 представлена функциональная схема индикатора экстремальных значений функций;на фиг.2 - диаграмма, поясняющая его работу (входной сигнал представлен совокупностью линейно изменяющихся напряжений 1.

Индикатор экстремальных значений функций содержит блок 1 выделения абсолютной величины сигнала, вход которого соединен со входной клеммой

2 устройства, а выход - с неинвертирующим входом сумматора 3 и инвертирующим входом суммирующего усилителя-ограничителя 4, неинвертирующий вход которого соединен со входной клеммой устройства, а выход - со входом формирователя 5. Выход сумматора 3 подключен к сигнальным входам компараторов 6 и 7, управляющие входы которых соединены с источниками опорных напряжений соответственно положительной и отрицательной поляр" ности. Выход компаратора 6 соединен со входом установки в единицу триггера. 8 и суммирующим входом реверсив ного счетчика 9, а выход компарато" ра 7 - со входом установки в нуль триггера 8 и вычитающим входом ревер сивного счетчика 9, подключенного выходами 10 ко входам цифроаналогового преобразователя 11, с выхода 12 которого уравновешивающее напряжение гоступает на инвертирующий вход сумматора 3. Выходы 10 являются цифровыми выходами устройства, выход

12 - аналоговым выходом устройства.

В исходном состоянии при отсут<З ствии сигнала на входе (момент вре.мени t tz) триггер 8 и реверсив:ный счетчик 9 установлены в нуль, на выходе цифроаналогового преобразователя 11 « нулевое напряжение.

15 При поступлении на вход 2 сигнала любой полярности на выходе блока выделения абсолютной величины сигнала формируется напряжение положительной полярности, которое через

26 сумматор 3 поступает на входы компараторов 6 и 7. Возрастающее по абсолютной величине напряжение вызывает срабатывание компаратора 6 при выполнении условия Ьц =

25 = U - U 0 при котором компараопз тор 6 переходит в единичное состояние. Сигнал срабатывания компаратора, 6 устанавливает триггер 8 в единичное состояние и, поступая на сумми30 рующий вход реверсивного счетчика 9, записывает в нем единицу, вследствие чего.уравновешивающее напряжение П с выхода цифроаналогового преобразователя 11 переводит компаратор 6

З5 в исходное состояние.

При повторном возрастании сигна- ла на выходе сумматора 3 при выполнен условии аЦвх,з = и2 — поп Г0, 40 где. Ug = Ug Ут иhUp TО прохо" исходит второе срабатывание компаратора 6, в результате чего в реверсивный счетчик 9 заносится код числа 2, а уравновешивающее напряжение с выхода цифроаналогового преобра45 зователя 11 устанавливает компаратор 6 в исходное состояние. Аналогично происходит дальнейшая работа устройства на участке возрастания входного напряжения, причем на i-том интервале времени между двумя соседними срабатываниями компаратора 6 выполняется отношение U« l Uy>, где q - код реверсивного счетчика на i-том интервале времени.

В момент времени t=t при достижении входным напряжением первого локального максимума Бвх.=.1 „т,с,х,л в реверсивном счетчике записывается

Usx пп

Логическая 1 передний фронт импульса

Логический О

1. U®„ О ьъ = 4,„ах

Логический О.

2. Uyy>.0

87 у 1 и,и

3. U < О

"В. = " ж- I

Логическая. 1 передний фронт импульса

Логический О

Логическая 1, передний фронт импульса .

t=t

Отрицательный потенциал, равный С

5 9 число К.-1, а напряжение Ц = ц находится в пределах

О <Ц т1(7к-< мах -тк

При дальнейшем уменьшении входного напряжения при выполнении условий ю44 и вп41

3q — U><< и 61.1В 4 (О компаратор

7 переходит в единичное состояние, по которому триггер 8 сбрасывается в нулевое состояние. Этим же сигналом, поступающим на вычитающий вход реверсивного счетчика 9, осуществляется перевод счетчика в состояние

К-2, по которому компаратор 7 возвращается в исходное состояние. Таким образом, при входном напряжении

U В 7 О переключение триггера 8 из единичного в нулевое состояние сигнализирует о первом локальном максимуме входного напряжения.

В дальнейшем при уменьшении входного положительного напряжения уравновешивающие напряжения с выхода цифроаналогового преобразователя 11 каждый раэ уменьшается на один дискрет при выполнении услови" AU@y =

= t 1 — U«,4(0, где U< = U>q — U,,;; код счетчика 9 íà j-том интервале времени, и b Г e,g < О, причем на

j-том интервале .времени между двумя . соседними срабатываниями компаратора 7 выполняется отношение Г < 11Р, В момент времени t=t при достижении входным положительным напряжением первого локального минимума напряжение UB>, = И, д,р находится в пределах Ц- р <Ощ„,„д <О > где р-1 код в счетчике 9 в момент времени

tQ °

При дальнейшем возрастании входного напряжения при выполнении условий Ь Usw.Ü = Ug — 11оя. О, где

11461 6

Ua. Ug 11ур,1 и AU g > 7 0 компара тор 6 переходит в единичное состояние, по которому триггер 8 устанавливается в единичное состояние, а код счетчика 9 увеличивается на единицу, чем осуществляется возвращение компаратора 6 в исходное состояние.

Таким образом, при входном напряже" нии Ug О переключение триггера

8 иэ нулевого состояния в единичное сигнализирует о первом локальном минимуме входного напряжения.

При поступлении на вход 2 отрицательного входного напряжения на выходе блока 1 выделения абсолютной величины сигнала формируется положительное напряжение, и индикатор экстремальных значений функций работает аналогично рассмотренному выше слу20 чаю. Признаком отрицательного входного сигнала является напряжение на выходе суммирующего усилителя-ограничителя 4, обладающего большим коэффициентом усиления. Таким образом при отрицательном входном напряжении 4 1, < О переключение триг- гера 8 иэ единичного в нулевое состояние фиксирует f0 . ящх4/, а переключение из нулевого в единичное

30 состояние 10Вх p (B том случае, когда напряжение на входе 2 изменяет знак, импульс на выходе 16 формирователя сигнализирует о появлении ложного минимума входного напряжения U q. i возникающего вследствие прохождения входного сигнала через блок 1.

В таблице указано состояние сигнальных выходов 13-16, индикатора

4в экстремальных значений функций при фиксировании локальных экстремумов входного сигнала.

U U< Примеча, ние

911461

Продолжение таблицы

Примечание

Отрицательный потенциал, равный С

Логический 0

Логический 0

Изменение знака 1.1 „

Ложный

ИмЛогическая 1 пульс экстремум

4. Us,< 0 Логическая 1, передний

6> 1 "и фронт импульса

По переднему фронту импульс "1" с выходов 13 или 14 осущес.является рв считыванием значения локального экстремума в цифровой форме с выходов 1О или в аналоговой форме с вы- хода 12. Инструментальная погрешность индикатора экстремальных зна- gs чеиий функций по измерению значения экстремума не превышает двух единиц младвего разряда цифроаналогового преобразователя 11. быстродействие индикатора экстре- зв мальных значений функций определяется быстродействием компараторов

6 и 7 и временем прохождения сигнала по цепи отрицательной обратной связи (реверсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь 11) на инвертирующий вход сумматора 3.

Устройство обладает более широкими функциональными возможностями, а также более высокой надежностью определения момента времени экстремальных значений сигналов по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Индикатор экстремума, содержащий 45 два компаратора, триггер, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности индикатора, он содержит сумматор и последовательно соединенные блок выделения- абсолютной величины, усилитель с ограничением и формирователь сигнала индикации, вход блока выделения абсолютной величины соединен со вторым входом усилителя с ограничением, а выход через сумматор - со входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены с соответствующими входами триггера и соответствующими входами реверсивного счетчика, выходами подключенного через цифроаналоговый преобразователь ко второму входу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 362281, кл. G 05 В 13/02.

2. Авторское свидетельство СССР

8 652496, кл. G 05 В 13/02 (прототип) .

911461

Редактор Л. Филь

Заказ 1123/31 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113D35, Иосква, N-35, Раушская наб., д, 4/5

Жг

Составитель А. Лащев

Техред А,Бабинец Корректор С. Шекмар

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