Устройство для определения экстремальных чисел

Устройство для определения экстремальных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистиче,сиих

Ресттублик

О П И С А Н И Е и957201

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+i

J /»: (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву (53)М, Кл..(22)Заявлено 17.11.80 (21). 3220890/18-24 с присоеаинением заявки J%

G 06 F 7/04

)оеуАорстееииый комитет (21) Приоритет по делом изобретений и открытий

Опубликовано 07. 09 ° 82. Бюллетень № 33 (53) УДК681 ° 325 . 5 (088. 8) Дата опубликования описания 0 7.09.82 (72) Автор изобретения

Ю.А,Ларионов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЦИСЕЛ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в составе информационно-измерительных систем в качестве блока предварительной обработки ин5 форма ции .

Известно устройство определения максимального значения функции, например, содержащее регистр максимального значения, вспомогательный регистр, блок управления, счетчик времени, триггеры, схемы И, регистр времени максимального значения (1 ).

Однако известное устройство не приспособлено для работы с аналогоцифровыми преобразователями и не позволяет осуществлять выборку экстремальных значений исследуемой функции в переменном поле доверительного интервала. zo

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения экстремальных чисел, состопще из элемента ИЛИ и узлов анализа, каждый из которых содержит элементы И, элемент НЕ, ячейки сравнения (21.

Однако и это устройство имеет .ограниченные функциональные возмож" ности в силу того, что не позволяет осуществлять одновременно выделение максимума и минимума из последовательности чисел в переменном поле доверительного интервала.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет определения экстремумов в поле допусков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве содержащем аналого-цифровой преобразователь, два блока выделения экстремумов, регистр, триггер, блок управления, причем информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с информационными входами блоков выделения экстремумов, первый выход блока управления соединен с входом начальной

95720I установки регистра, информационные входы которого подключены к выходам блоков выделения экстремумов, второй выход блока управления подключен к входам начальной установки аналого-цифрового преобразователя, триггера и блока выделения экстремумов, выходы третьего тактового сигнала сое соединены с входами опроса блоков выделения экстремумов, выходы первой и второй групп блока управления подключены к входам предварительной установки первого и второго блоков 8 выделения экстремумов соответственно, выход признака конца операции аналого-цифрового преобразователя соединен с входом. установки в единичное состояние триггера, выход которого подключен к входам начала цикла блоков выделения экстремумов, выходы каждого из блоков выделения экстремумов соединены с информационными входами регистра и тем, что в нем каждый из блоков выделения экстремумов содержит и узлов сравнения, элемент ИЛИ, элемент задержки, причем каждый i-й узел c„"авнения, где

i=1,2...,, (n-1), состоит из элементов И, ИЛИ, kE, триггеров 1-й информационный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, через первый элемент НЕ с первым входом третьего элемента И и с входом установки в единичное состоя ние первого триггера i-го узла сравнения, в каждом 1-м узле сравнения * выходы второго и третьего weментов И подключены к первому и второму входам соответствеHHQ первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в единичное состояние второго триггера, прямой .выход гервого триггера подключен к первому входу четвертого элемента

И, к второму входу второго элемента

И и через второй элемент НЕ к вторым

1 входам первого и третьего элементов

И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера и-й узел сра нения состоит из элементов И;ИЛИ, HE триггеров, причем п -Й информационный вход блока соединен с первым входом первого элемента И и с входом уста—

Р новки в единичное состояние тригге ра, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И и через элемент Hl-. к второму входу первого элемент „vI, выход элемента

ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, выходы первых элементов И каждого из узлов сравнения подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки соединен с первыми входами вторых элементов ИЛИ 1,2,..., (n-1)-го узлов сравнения и элемента

ИЛИ i-го узла сравнения, каждый 1-й вход предварительной установки блока выделения экстремумов подключен к второму входу второго элемента ИЛИ

i-го узла сравнения, л-й вход предварительной установки блока соединен с вторым входом элемента ИЛИ и-го узла сравнения, вход начала цикла блока подключен к третьему входу первого элемента И и-го узла сравнения и к третьим входам первого, второго и третьего элементов И 1,2,...(n-1)-го узлов сравнения, выход четвертого элемента И 1,2,...(n-1) -го узлов сравнения соединен с 1,2,...(л-1)-ым выходом блока, выход второго элемента И n-ro узла сравнения подключен к п-му выходу блока, инверсный выход второго триггера каждого и-го узла сравнения соединен с чет вертым Вхо дом первого элемента И (i+1) -го узла сравнения, четвертые входы первого и третьего элементов И каждогo 1-го узла сравнения соединены между собой, а также тем, что в нем блок управления содержит генератор тактовых сигналов, узел переключателей, элементы ИЛИ, И, группы элементов

И, ИЛИ, одновибратор, счетчик, причем каждая 1-я входная шина задания нижней границы интервала подключена к первому входу i-го элемента И первой группы, где 1=1,2,,и, каж- .. дая i-я входная шина задания верхней границы интервала соединена с первым входом 1-го элемента И второй группы, каждый i-й выход первой группы узла переключателей подключен к первому входу (I+n)-го элемента И первой группы, каждый 1-й выход второй группы узла переключателей соединен с первым входом (i+

+n)-го элемента И второй группы, входа каждого i-го и (i+n)-го эле— ментов И первой группы подключены к первому и второму входам соответственно i-го элемента ИЛИ первой группы, входы i-ro и (i+n)-го элементов И второй группы соединены с первым и вторым входами соответственно -го элемента ИЛИ второй

957201 группы, первый задающий выход узла переключателей подключен к первым входам первого и второго элементов

И, второй задающий выход узла переключателей соединен с первыми вхо- 5 дами третьего и четвертого элементов И, вход внешнего стробирования устройства подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами 1,2,..., и-го элементов И первой и второй групп, вход внешней синхронизации устройства подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу счетчика, выход переполнения которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен к первой выходной ши- 20 не блока и к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами (n+1), (n+2) ...2 n-ro элементов И первой и второй групп, выход генератора тактовых >5 сигналов подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, третий задающий выход узла переключателей подключен к управляющему 39 входу счетчика

На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управ-. ления, триггер 2, аналого-цифровой преобразователь 3, регистр 4, схемы

5 и 6 вйделения экстремумов, каждая из которых состоит из узлов 7, 7, ...7„, сравнения, элемента ИЛИ 8 и элемента 9 задержки. Каждый из узлов 7 сравнения состоит из элементов И 10-12, элемента ИЛИ 13, триггер lч, элемента ИЛИ 15, триггера

16, элементов НЕ 17 и 18 элемента

И 19.

Блок 1 управления (фиг. 2) содержит элемент 20, генератор 21 тактовых сигналов, счетчик 22,одновибратор 23, узел 24 переключателей, элементы И 25 и 26, группы элементов И 27-1, 27 ° 27п, 27п

27; 28,, 28 ° 28п 28,„,... 28 „ входные шины 29 „, 291,... 29„задания нижней границы интервала, вход55. ные шины 30, 30,... 30п задания верхней границы интервала, вход 31 внешней синхронизации, вход 32 внешнего стробирования, вход 33 внешнего запуска, информационные выходные шины блока 34, 342, ° ° ° 34„; 35„, 352, ... 35 управления выходы блока 36-38 управления, группы элементов ИЛИ 39„, 391,... 39„; 40„, 40>,... 40„, элемент

И ч l, элемент ИЛИ 42.

Устройство работает следующим образом.

На узле 24 переключателей устанавливают режим работы: внешний или внутренний путем. подачи разрешающего сигнала на соответствующие входы элементов И 25 или 26. В счетчике 22 устанавливают длительность сеанса работы устройства путем подачи соответствующих сигналов на его входы с выходов узла 24 переключателей. После этого первым же импульсом тактовой частоты, поступающим через элементы 20 и 41 и ИЛИ 42 на вход счетчика 22, осуществляется установка последнего в состояние, при котором на выходе последнего появляется сигнал, запускающий одновибратор 23, сигнал, с выхода которого поступает на первый выход блока 1 и далее осуществляет установку регистра 4 в исходное нулевое состояние. Одновременно с этим сигнал с выхода одновибратора.23, проходя элемент

И 26, в режиме работы устройства

"Внутренний" осуществляет стробирование кода установки границ доверительного интервала, поступающего с соответствующих выходов узла переключателей 24 через группы элементов

И 27 и 28 и ИЛИ 39 и 40. При этом на выходах блока 1 появляется две кодовые комбинации импульсных сиг юлов длительности импульса одновибратора 23, которые поступают далее через элементы ИЛИ 15 на входы информационных триггеров 16 устанавливают их в соответствующие состояния и тем самым определяют заданные границы доверительного интервала. По окончании импульса, сформированного одновибратором 23, на первом выходе блока

1 появляется разрешающий работу регистра 4 сигнал, и одновременно с этим заканчивается установка границ доверительного интервала. Далее до конца заданного сеанса измерений на каждый тактовый сигнал, поступающии на вход счетчика 22, с первого выхода последнего на второй выход блока

1 поступают сигналы, осуществляющие запуск аналого-цифрового преобразователя 3 на измерение и возвраще99/201 ние в исходное состояние триггера 2 и триггеров 16. По окончании заданного сеанса измерений с второго выхода счетчика 22 на четвертый выход блока 1 поступает сигнал, осуществляющий считывание цифрового кода с выходов триггеров 16 через элементы

И 10 в регистр 4, Новый сеанс измерений происходит в описанной последовательности.

В режиме работы устройства "Внешний" сигналы тактовой частоты и сигналы стробирования кода доверительного интервала поступают по шинам

29-32 от внешнего устройства, при этом возможно автоматическое измерение границ доверительного интервала в течение заданного сеанса измерения, а также автоматическое изменение длительности сеанса измерений, После преобразования аналоговой величины в цифровой код с первого выхода АЦП 3 поступает сигнал, который опрокидывает триггер, 2 с выхода которого разрешающий сигнал . поступает на отдельные объединенные входы элементов И 11, 12 и 19.

Процесс сравнения цифрового кода с выходом АЦП 3 с кодом, установленным на выходах триггеров 16, начинается со старшего разряда цифр@вого кода АЦП 3. Сравнение осуществляется для,схем 5 и 6 выделения экстремумов трем кодовым комбинациям.

В случае равенства кодов на выходах старшего разряда АЦП 3 и триггера 16, сигнал с выхода элемента

И 11, в случае кодовой комбинации

"1" — "1" или с выхода элемента И 12 через элемент ИЛИ 13, опрокидывает триггер 14, с выхода которого поступа ет разрешающий сигнал на сравнение кодов следующего разряда АЦП 3 с кодом следующего триггера 16.

Аналогичный .процесс сравнения кодов происходит для схемы выделения экстремумов до тех пор, пока в каком-то узле анализа кода, с выхода

АЦП 3 не будет больше или меньше кода с выхода триггера 16. Тогда, 1 в случае, если код с выхода АЦП будет меньше, чем код с выхода триггера 16, то процесс сравнения на этом закончен и информация на выходах триггеров 16 сохраняется.

В случае, если код с выхода АЦП 3 в процесi: . .р. внения в каком-то узле анализ,3 каж вся больше кода триггера 16, о ;«i. и с выхода перво э элемента И поступает .на соответствующий вход элемента ИЛИ 5, и, проходя последний, запускает одновибратор

6, передним фронтом которого все информационные триггеры 16 через второй 15 элемент ИЛИ возвращается в исходное состояние, а по окончанию действия этого импульса, единичная информация с соответствующих выходов АЦП 3 переносится на входы соот,ветствующих триггеров 16.

Для схемы сравнения аналоговый перенос цифрового кода с выходов АЦП произойдет в случае, если в каком-то узле анализа код с выхода АЦП 3 окажется меньше, чем код с выхода соответствующего триггера 16. После отработки устройством заданного в блоке управления сеанса измерений, (числа циклов сравнения), с четвертого выхода последнего сигнаг, поступает на объединенные входы всех элементов И 10 в результате чего единичная информация с выходов соответ-! ствующих триггеров 16 через соответствующие элементы И 10 поступает на соответствующие входы регистра 4, при этом с первого выхода блока 21 управления по первому входу регистра выдачи информации 4 осущес вляется занесение цифрового кода с выходов элементов И 10 в регистр 4.

Изменение границ доверительного интервала осуществляется с третьих выходов блока 1 управления путем установки начального кода сравнения через элементы ИЛИ на выходах триггеров 16 Результат каждого сеанса измерения заносится в регистр 4 и выдается одновременно в виде значений максимума и минимума в цифровом коде разрядности АЦП ), Технико-экономический эффект заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем одновременного определения максимального и минимального значений исследуемой функции в переменном коде доверительного интервала.

20 формула изобретения

l. Устройство для определения экстремальных чисел, содержащее аналого-цифровой преобразователь, два бло, ка выделения экстремумов, регистр, триггер, блок управления, причем ин формационные выходы аналого-цифрово957201

ro преобразователя соединены с информационными входами блоков выделения экстремумов, первый выход блока управления соединен с входом начальной установки регистра, информационные входы которого подключены к выходам блоков выделения экстремумов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения экстремумов в поле допусков, в нем второй выход блока управления подключен к входам начальной установки аналого-цифрового преобразователя, триггера и блока выделения экстремумов, выходы третьего тактового сигнала соединены с входами опроса блоков выделения экстремумов, выходы первой и второй групп блока управления подключены к входам предварительной установки первого и второго блоков выделения экстремумов соответственно, выход признака конца операции аналого-цифрового преобразователя соединен с входом установки в единичное состояние триггера, выход которого подключен к входам начала цикла блоков выделения экстремумов, выходы каждого из блоков выделения экстремумов соединены с информационными входами регистра.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый из блоков выделения экстремумов содержит и узлов сравнения, элемент

ИЛИ, элемент задержки, причем каждый

1-й узел сравнения, где i=1,2,...(n1), состоит из элементов И, ИЛИ, НЕ, триггеров, 1-й информационный вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, через первый элемент НЕ с первым входом третьего элемента И и с входом установки в единичное состояние первого триггера i — го узла сравнения, в каждом i ì узле сравнения выходы второго и третьего элементов И подключены к первому и второму входам соответственно первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в единичное состояние второго триггера, прямой выход первого триггера подключен к первому входу четвертого элемента И, к второму входу элемента И и через второй элемент

НЕ к вторым входам первого и третьего элементов И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние первого триг10 гера, П -й узел сравнения состоит из элементов И, ИЛИ, НЕ, триггера, причем п -й информационный вход блока соединен с первым входом первого элемента И и с входом установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого подключен к первому входу

" второго элемента И и через элемент

НЕ к второму входу первого элемента

10 И, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, выходы первых элементов И каждого из узлов сравнения подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки соединен с первыми входами вторых элементов.ИЛИ 1,2,...(n-1)-го узлов сравнения и элемента ИЛИ п-го узла сравнения, каждый 1-й вход предварительной установки блока выделения экстремумов подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 1-ro узла сравнения, п é вход предварительной установки блока соединен с BTopblM входом элед мента ИЛИ и-го узла сравнения,,вход начала цикла блока подключен к третьему входу первого элемента И и-го узла сравнения и к третьим входам первого, второго и третьего элементов

И 1,2„...(n-1)-го узлов сравнения, выход четвертого элемента И 1,2,... (n-1) -го узлов сравнения соединен с

1,2,,(n-1) -м выходом блока, выход второго элемента И и-го узла сравнения подключен к и-му выходу блока, 35 инверсный выход второго триггера каждого 1-го узла сравнения соединен с четвертым входом первого элемента И (i+1) -го узла сравнения, четвертые входы первого и третьего эле40 ментов И каждого i — го узла сравнения соединены между собой.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем блок управления содержит генератор такто45 вых сигналов, узел переключателей, элементы ИЛИ, И, группы элементов

И, ИЛИ, одновибратор, счетчик, причем каждая i-я входная шина задания нижней границы интервала подключена к первому входу -го элемента И пер вой группы, где i=1,2,...n, каждая

i-я входная шина задания верхней границы интервала соединена с первым входом i-го элемента И второй группы, каждый 1-й выход первой группы узла переключателей подключен к первому входу (i+n)-го элемента И первой группы, каждый i -й выход второй

11 9572 группы узла переключателей соединен с первым входом (i+n)-ro элемента И второй группы, входы каждого i — го и (i+n)-го элементов И первой группы подключены к первому и второму входам соответственно i""го элемента ИЛИ первой группы, входы i — ro и (iin)-го элементов И второй группы соединены с первым и вторым входами соответственно i-го элемента ИЛИ второй о группы, первый задающий выход узла ере ключателей подключен к первым рходам первого и второго элементов второй задающий выход узла переключателей соединены с первыми входа- 1 ми третьего и четвертого элементов

И, вход внешнего стробирования устройства подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами 1,2,... п-го элементов И первой и второй групп, вход внешней синхронизации устройства подключен к второму входу второго элемента И, выход которого

01 12 соединен с первым входом элемента

ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу счетчика, выход переполнения которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен к первой выходной шине блока и к второму входу трет ьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами (и+1), (n+2),...

2 п-го элементов И первой и второй групп, выход генератора тактовых сигналов подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, третий задающий выход узла переключателей подключен к управляющему входу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 497583, кл. G 06 F 7/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 641443, кл. G 06 F 7/04, 1976 (прототип).

957201

Составитель Ю. Ларионов

Техред E,Харитончик Корректор Г.Решетник

Редактор E.Êèíèâ

Фа;«, п 11ПП нЧатент, г. Ужгород, ул, Проектная, 1

Заказ 5599/37 Тираж 31 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делан изобретений и открытий

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