Устройство для определения моментов экстремума

Устройство для определения моментов экстремума

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 ч

Институт проблем прочности АН Украинской ССР (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОИЕНТОВ

ЭКСТРЕИУИР

Изобретение относится к измери тельной и вычислительной технике.и может быть использовано при исследовании случайных электрических сигна лов.

Известно устройство для определения моментов экстремума, основайное на сравнении двух последовательных . выборок исследуемого сигнала, содержащее аналоговый запоминающий блок,.

10 компаратор, генератор импульсов, распределитель импульсов, выходы которого связаны с управляющими входами .эаписи и считывания аналогового запоминающего блока

Недостатками известного устройства являются невысокая точность, обусловленная многоступенчатым (четырехтактным режимом работы), и ограниченный частотный и динамический диапазон.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения моментов экстремума, содержащее аналоговый запоминающий блок, генератор. импульсов, распределитель импульсов, компаратор, формирователь строб-импульса, 9 -триггер, линии задержки, узел обратной связи и блок индикации (2).

Недостатком является также ограниченный частотный диапазон и малая помехоустойчивость, связанная с тем, что при малом периоде дискретизации и соответственно высокой чувствительности компаратора возрастает мешающее действие шумов, содержащихся в исследуемом сигнале.

Цель изобретения - расширение час тотного диапазона, повышение точности и помехоустойчивости.

Цель достигается тем, что устройство для определения моментов экстремума, содержащее генератор прямоугольных импульсов, двухтактный распреде» литель импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими

920540 входами аналогового запоминающего блока, вход,и выход которого соеди-. нены с соответствующими входами компаратора, формирователь строб-импульса, подключенный к инверсному выходу двухтактного распределителя импульсов, и блок индикации, дополнительно содержит суммирующий элемент, дели" тель частоты, селектор, формирователь импульсов сброса и инвертор, 1р подключенный к выходу компаратора, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом суммирующего элемента и с входом делителя частоты, второй вход которого являет ся входом устройства, а выход соединен с входом аналогового запоминающего блока, выход делителя частоты подключен к входу двухтактнага распределителя импульсов и к первому входу формирователя импульсов .сброса, вто рой вход которого соединен с инверс" ным выходом двухтактного распределителя Импульсов, выход компаратора соединен с первыми входами блока инди" кации и селектора., выход инвертора соединен с вторыми входами блока индикации и селектора, тактовый вход которого соединен с выходом формирователя строб-импульса, а устанавоч" ный вход - с выходом формирователя импульса сброса, первый выход селектора соединен с управляющим входом двухтактного распределителя импуль" сов, а второй выход селектора - c входом синхронизации блока индикации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы.

Устройство содержит суммирующий элемент 1, аналоговый запоминающий блок 2, компаратор 3, генератор 4 прямоугольных импульсов, делитель частоты 5., двухтактный распределитель импульсов 6, формирователь импульсов сброса 7, формирователь строб-импульсов 8, селектор 9, инвертор 10, блок индикации 11. Кроме того, на фиг. 1 показано выполнение отдельных узлов устройства. Аналоговый запоминающий блок 2 содержит ключ 12, запоминающий конденсатор

13, буферный каскад 14, ключ 15.

Распределитель импульсов 6 содержит M элементы И 16 и НЕ 17, формирователь импульса сброса 7 содержит элемент задержки 18, элементы НЕ 19 и 20, 4 элемент И-НЕ 21, селектор 9 содержит элементы И 22 и 23,05 -триггеры

24 и 25, элемент задержки 26, элемент И-HE 27, элемент И 28. Блок индикации 11 содержит синхронизируемый кБ -триггер 29, формирователи импульсов 30 и 31.

Устройство работает в адаптивном режиме по принципу фиксации изменения знака разности между стробируемым текущим и зафиксировайным предыдущим значениями сигналов. Результат сравнения в момент экстремума вырабатывается за один - два такта измерения. С помощью суммирующего элемента 1 на входной сигнал накладывается переменная сооставляющая с размахом 4Е, превышающим размах помехи

2 U . При равенстве ьЕ = 2U устройство работает с предельной точностью.

Длительность такта выборки запомненного значения определяется длительностью положительного полупериода импульса на выходе делителя частоты

5. Однако выборка осуществляется не в каждом такте, а только тогда, когда выполняется условие Uz> ь1:, (1) В противном случае на управляющем входе распределителя импульсов 6 отсутствуют управляющие импульсы (моменты 1-3 фиг. 2f). Невыполнение указанного условия (1).обнаруживается компаратором 3, который при малом ф3х за время стробирования срабатывает более одного раза. Эта информация с выхода компаратора 3 и с выхо да инвертора 10 поступает на прямой и инверсный информационные входы селектора 9, который вырабатывает уп" равляющий и синхронизирующий сигналы на соответствующих выходах, чем координируется работа распределителяi импульсов 6 и блока индикации 11.

Коротким импульсом (фиг. 2d),поступающим с выхода формирователя 7 в каждом такте, селектор 9 устанавливается в такое положение (до прихода стробирующего импульса с выхода формирователя 8), когда его управляющий выход находится в положении "1" (фиг. 2g), а синхронизирующий в положении "0" фиг. 2 g ).. Выработка установочного импульса формирователем 7 осуществляется по двум сигналам, поступающим на его входы: на первый с выхода делителя 5 (фиг.2в), и на второй - со второго управляю920

540 ки информации, принятые во внимание при экспертизе

"Измерение, контроль, автоматизация". 1977, Н 3 (11), с. 24.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2689485/24, кл. G 01 R 19/04, 1978.

5 щего выхода распределителя импульсов 6 (фиг. 2в ) . При этом, сигнал с выхода элемента задержки 18 (фиг. 2с) обеспечивает на время егозадержки формирование короткого 5 сброс-импульса (фиг. 2d) .

После воздействия сброс-импульса на тактовый вход селектора 9 посту.пает стробирующий импульс с выхода формирователя 8 (фиг. 2e) . Если íà 0 интервале стробирующего импульса компаратор 3 сработает 2 и более раз, то от второго его срабатывания управляющий выход селектора 9 устанавливается в "0" (моменты 1-4 фиг. 2d), 15 блокируя выработку полезного сигнала, пока не выполнится соотношение (1). В то же время синхронизирующий выход селектора 9 (фиг. 2g ) также не вырабатывает импульса, если во 2о время задержки переднего фронта стро. ба элементом задержки 26 произошла установка элемента 27 в "0 . Если s каждом такте измерения выполняется соотношение (1), то управляющий выход селектора 9 при этом остается в положении "1", а синхронизирующий выход в каждом такте вырабатывает им" пульс, позволяющий блоку 11 производить анализ поступающей информации. N

При изменении знака производной триггер 29 срабатывает. Если необходимо измерить экстремальное значение входного сигнала, импульсы индикации ис-. пользуются как сигналы запуска измери 55 тельного устройства, .а измерение производится на выходе буферного каска-, да 14 блока 2.

Использование и реализация адаптивного режима работы, исполнение устрой-40 ства на базе интегральной схемо-техни" ки выгодно отличает предлагаемый on" ределитель экстремума от известных, расширяется его частотный диапазон, уменьшается погрешность в определе" 45 нии экстремума вследствие сокращения процесса дифференцирования в 2-4 раза, устранения влияния на погрешность установочной частоты дискретизации и уменьшения числа аналоговых прецизи" онных элементов.

Формула изобретения

Устройство для определения моментов экстремума, содержащее генератор прямоугольных импульсов, двухтактный распределитель импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены соотве-ственно с.первым и вторым уп равляющими входами аналогового запоминающего блока, вход и выход которого соединены с соответствующими входами компаратора, формирователь стробимпульса, подключенный, к инверсному выходу двухтактного распределителя импульсов„ и блок индикации, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, повышения точности и помехоустойчивости, устройство дополнительно содержит суммирующий элемент, делитель частоты, селектор, формирователь импульсов сброса и инвертор, подключенный к выходу компаратора, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с входом делителя частоты и с первым входом суммирующего элемента, второй вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом аналогового запоминающего блока, выход делителя частоты подключен к входу двухтактного распределителя импульсов и к первому входу формирователя импульсов сброса, второй вход которого соеднен с инверсным выходом двухтактного распределителя импульсов, выход компаратора соединен с первыми входами блока индикации и селектора, выход инвертора соединен с вторыми входами блока индикации и селектора, тактовый вход которого соединен с выходом формирователя стробимпульса, а установочный вход - с выходом формирователя импульса сброса, первый выход селектора соединен с управляющим входом двухтактного рас" пределителя импульсов, .а второй вы ход селектора " с входом синхронизации блока индикации.

920540

Составитель Г. Осипов

Редактор Н. Ромжа. Техреду Ж.Кастелевич 1 ороектоо С. ШекмаР

Заказ 2329/47 Тираж 719- Подп исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.)0)g Москва Ж-Я»Раушская наб. g. 4/g

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