DE3030987A1 - Verfahren und einrichtung zum suchen und zur stoerkompensation von extremwerten bei der verarbeitung von abgetasteten signalen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum suchen und zur stoerkompensation von extremwerten bei der verarbeitung von abgetasteten signalen

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DE3030987A1 DE19803030987 DE3030987A DE3030987A1 DE 3030987 A1 DE3030987 A1 DE 3030987A1 DE 19803030987 DE19803030987 DE 19803030987 DE 3030987 A DE3030987 A DE 3030987A DE 3030987 A1 DE3030987 A1 DE 3030987A1
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Istvan Fabian
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description

  • Verfahren und Einrichtung zum Suchen und zur Störkompen-
  • sation von Extremwerten bei der Verarbeitung von abgetasteten Signalen Verfahren und Einrichtung zum Suchen und zur StörkomPensation von Extremwerten bei der Verarbeitung von abgetasteten Signalen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfähren und eine Einrichtung zum Suchen und zur Störkompensation von Extremwerten bei der Verarbeitung von abgetasteten Signalen.
  • Unter Anwendung des erfindungsgemflåssen Verfahrens und der Einrichtung kann der zeitliche Extremwert der sich zeitlich wandernden, Störsignale enthaltenden, abgetasteten Signale bestimmt und gespeichert werden.
  • Zahlreiche Messverfahren sind bekannt, im Laufe deren das Messinstrument oder der Fehler ein sich zeitlich änderndes analoges Signal liefert, und das nützliche Messergebnis von dem Spitzenwert lokales Maximum/ des Signals oder von dem "Wellental" zwischen den Spitzen /lokales Minimum/ geliefert wird. Ein solcher Fall kommt vor z.B. bei den mit Tauchmethode funktionierenden Metallschmelzethermometern, bei den Einrichtungen zur Beobachtung von Spitzen, welche zu der von den Quadrupol-Massenspektrometern bestimmten Massenzahl gehören /sog. peakmultiplexer/, bei der Messung der in strömenden Gasen und Flüssigkeiten vorhandenen Stosswellen und bei der Messung des Explosions-, und Saugdrucks von Verbrennungsmotoren.
  • Die derartigen Messungen werden im allgemeinen dadurch kompliziert, dass das analoge Eingangssignal auch eine Störkomponente enthält, die meistens aus sich in rein zufUlligen Zeitpunkten meldenden kurzfristigen Impulsen besteht. Von Fall zu Fall kann die Amplitude der erwWhnten Impulse den zu messenden Maximum-, oder Minimumwert überschreiten, wodurch ein fehlerhaftes Messergebnis entsteht Zur Eliminierung dieser schadhaften Erscheinung sind zahlreiche Methoden bekannt.
  • Im Sinne einer dieser bekannten Methoden wird das abgetastete und verstErkte Signal für das Bedienungspersonal mit Hilfe eines Instrumentes oder eines digitalen Anzeigers angezeigt. Die Beobachtung der Maximumwerte bildet die Aufgabe des Bedienungspersonals, das den angezeigten numerischen Wert beobachtet, deutet, den momentan hervorragenden Wert ausser Acht lässt und den dauerhafter konsolidierenden Extremwert als Messergebnis annimt. Die Methode und die dazu gehörende Vorrichtung sind äusserst einfach. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Anordnung bloss zur Auswertung von sich verhältnismässiglangsam kadernden Signalen geeignet ist und infolge der von dem Bedienungspersonal abhängenden subåektivez Bewertung eine irrtümliche Auswertung stattfinden kann.
  • Bei einer anderen bekannten Lösung wird der mit einem analogen Instrument oder auch digital angezeigte Extremwert automatisch in dem Apparat, bis zur der Messung folgenden Nullierunggespeichert. Das aus der Störung resultierende überschreiten wird derweise vermieden, dass dem den Extremwert beobachtenden Apparat ein Tiefpassfilter vorgeschaltet wird, das die kurzfristige Störimpulse unterdrückt.
  • Die Methode ergibt objektive Daten. Der Nachteil der Methode besteht darin, dass die wirksame Störbeseitigung die Anwendung einer, dem Vielfache der Abtastperiodenzeit entsprechenden Zeitkonstante beansprucht, die das Signal nicht nur filtriert sondern auch verzögert, wodurch der Extremwert nur mit Verspgtung den stabilisierten Wert erreicht; dadurch wird auch das sich schnell Knderndenützliche Signal gleicherweise filtriert und das erhaltene Messergenis entspricht der Wahrheit nicht.
  • Im Sinne einer weiteren bekannten Methode wird der zur Probe entnommene Wert in der Memorie einer digitalen Rechenanlage /z.B. Mikrocomputer/ gespeichert, wobei der Extremwert durch einen Software-Algorithmus bestimmt wird.
  • Ein derartiges Verfahren kann z.B. auf irgendeiner Version der stöchastischen Approximation beruhen. Unter Anwendung der erwähnten Methode können entsprechende Ergebnisse erreicht werden.
  • Den erforderlichen Kostaufwand einer Rechenanlage in Betracht nehmend, ist die Anwendung dieser Methode nur dort rentabel, wo die Anwendung eines Computers sowieso erforderlich ist und die Maschine über eine zu diesem Zwecke zur Verfügung stehende Reservekapazität verfügt.
  • Der Erfindung wurde die Aufgabe gestellt, die Nachteile der obenerwähnten Lösungen durch die Vervollkommnung des Signalverarbeitungsprozesses zu beseitigen, wobei die Störbeseitigung ohne das Einsetzen einer Zeitkonstante sichergestellt werden kann. Um das gesetzte Ziel erreichen zu können, wird das ohne Siltrierung verstärkte Eingangssignal systematisch abgetastet, wonach durch die logische Analyse der einander folgenden Abtastwerte diejenigen positiven oder negativen Spitzen selektiert werden, die auf eine Störung rückgeführt werden können, wonach die stabilisierten Extremwerte aus den zurückbleibenden entnommenen Abtastungen gebildet und nach erfolgter Beendigung der Messung gespeichert werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Suchen und zur Störkompensation von Extremwerten bei der Verarbeitung von Abtastsignalen, im Laufe dessen die Abtastwerte der Signale bis zur nächsten Abtastung gespeichert werden, gleichzeitig aber auch das momentane Ausgangsangabe - das sich bis zum Erreichen des Eætremwerts Je Abtastung ändern kann - gespeichert wird.
  • Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, dass in jedem Abtastzeitpunkt aus der gegenwärtigen Abtastangabe, der letzthin gespeicherten Abtastangabe und der gespeichertem Ausgangsangabe jene Angabe ausgewthlt wird, welche in der Reihenfolge nach Grössenordnung der erwähnten drei Zahlenwerte die Mittelstelle einnimmt, darauffolgend wird es überprüft, ob der erwähnte Mittelwert beim Suchen des Maximums den gespeicherten Ausgangswert überschreitet oder beim Suchen des Minimums die gespeicherte Ausgangsangabe unterschreitet; in einem bejahenden Ball wird die neue Ausgangsangabe von dem erwähnten Mittelwert gebildet, während in einem entgegengesetzten Fall die Ausgangsangabe unverändert bleibt.
  • Eine andere Variante des erfindungsgemässenVerfahren kann dadurch gekennzeichnet werden, dass die N-zähligen Angaben der vorangehenden Abtastung gespeichert werden - wo N eine ungerade Grundzahl ist - und mit der gegenwärtigen Abtastangabe und der angezeigten Angabe zusammen, aus N+2 --zahligen Angaben der Mittelwert der Grössenordnung nach ausgewählt wird.
  • In der zur Durchführung des erfindungsgemässern Verfahrens geeigneten digitalen Anlage schliesst sich das Eingangssignal dem Eingang eines digitalen Wandlers an; sie enthält einen zur Speicherung des Messergebnisses und zur eventuellen Anzeige geeigneten Ausgangsregister, dessen Ausgang den Ausgang der Anlage bildet. Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, dass der Ausgang des A/D-Wandlers einerseits über einen rufferregister, anderseits unmittelbar je einem Eingang des die mittlere Zahlangabe auswählenden logischen Stromkreises angeschlossen ist, der Ausgang des letzteren sich dem Eingang des Ausgangsregisters anschlies3t, während der Ausgang des Ausgangsregisters auch dem dritten Eingang des die mittlere Zahlenangabe auswthlenden Stromkreises angeschlossen ist; auch ein Taktgenerator bildet einen Teil des Systems, aus den drei zeitlich verschobenen Taktimpulsausgängen schliesst sich der erste dem Anlasseingang des A/D-Wandlers an, wthrend der zweite dem Anlasseingang des die mittlere Zahlenangabe auswählenden Stromkreises und der dritte dem das Einschreiben steuernden Eingang des Pufferregisters und dem einen Eingang der logischen Torschaltung angeschlossen ist; der Ausgang der Torschaltung ist dem das Einschreiben steuernden Eingang des Ausgangsregisters angeschlossen, wahrend dem anderen Eingang sihh der Gatterausgang des E die mittlere Zahlenangabe auswählenden Stromkreises anschliesst, wobei der letstere anzeigt, ob der an dem Ausgang des die mittlere Zahlenangabe auswählenden Stromkreises erscheinende Zahlenwert beim Suchen des Maximums die an dem dritten Eingang des Stromkreises erscheinende Zahlenangabe überschreitet, bzw. beim Suchen des Minimums die erwähnte Angabe unterschreitet.
  • In der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten steuerbaren, analogen Anlage sind Sample--hold-Stromkreise vorhanden.
  • Das r;Jesentliche der erfindungsgemCssen Lösung besteht darin, dass der Eingang der Anlage sich über zwei parallel geschaltete '?Sample-hold" Stromkreise je einem Eingang eines den mittleren Signalpegel auswählenden Stromkreises anschliess während der Ausgang des letzteren dem einen Eingang eines analogen Komparators /x/, anderseits dem Eingang des Sample--hold Ausgangsstromkreises angeschlossen ist und der Ausgang des letzteren einerseits dem dritten Eingang des den mittleren Signalpegel auswählenden Stromkreises, anderseits dem anderen Eingang /y/ des analogen Komparators angeschlossen ist; eine kombinative Schaltung mit der logischen Funktion Z = A./B+C/./D+z/ bildet ebenfalls einen Teil der Einrichtung, zu dessen A Eingang der zweite Taktimpulsausgang des Taktgenerators, den Eingängen B und D die Steuereingånge der gesamten Anlage, während den Eingängen C und E die Ausgänge des analogen Komparators angeschlossen sind; der Ausgang Z der kombinativen Schaltungsanordnung schliesst sich dem das Einschreiben steuernden Eingang des Sample-hold Ausgangsstromkreises an, der erste Taktimpulsausgang des Taktgenerators ist dagegen dem Eingang eines Kippstromkreises des Typs T angeschlossen, wahrend die ponierten und negierten Ausgänge des letsteren den das Einschreiben steuernden Eingängen der Sample-hold Eingangsstromkreise angeschlossen sind.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch unter Zuhilfenahme einer in Serien geschalteten digitalen Anlage realisiert werden, welche dadurch gekennzeichnet werden kann, dass der Ausgang des A/D Eingangswandlers und der Aus-, bzw.
  • Eingang des Ausgangsregisters einer gemeinsamen Datenschiene angeschlossen sind, wobei der Ein- bzw. Ausgang des die Angabe oder die Angaben der früheren Abtastung speichernden Pufferregisters, der Eingang eines Hllfregisters und einer der Eingänge eines Vergleichsstromkreises ebenfalls der erwähnten gemeinsamen Datenschiene angeschlossen ist, während der Ausgang des Hilfsregisters dem anderen Eingang des komparatorstromkreises angeschlossen ist; eine Steuereinheit bildet ebenfalls einen Teil der Schaltungsanordnung, der Steuerausgänge deren sich den Steuereingängen des A/D Wandlers, des Pufferregisters, des Hilfsregisters und des Ausgangsregisters anschliessen, während dem Eingang der Steuereinheit die Ausgangsleitung des Komparatorstromkreises angeschlossen ist.
  • Der Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, dass die Speicherung des stabilisierten Extremwertes auch dann sichergestellt wird, wenn der Gestaltung des Extremwertes vorangehend Störsignale - die einen Charakter eines Impulses mit einer grossen Amplitude aufweisen - zu dem Eingang gelangen.
  • Die Erfindung wird anhand einiger vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiele, mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 das Schaltungsschema der erfindungsgemässen digitalen Anlage, Figur 2 die mit analogen Signalen funktionierende, steuerbare Ausführungsform der erfindungsgemässen Lösung, Figur 3 eine Variante der erfindungsgemässen digitalen Lösung mit einem Schienensystem und Seriensteuerung.
  • Der Eingang des in Figur 1 dargestellten Stromkreises ist mit dem Eingang eines A/D Wandlers 1 identisch, während der Ausgang des letzteren einerseits dem zweiten Eingang eines den mittleren Zahlenwert auswahl enden Preises 5, anderseits dem Eingang eines Pufferregisters 2 angeschlossen ist, desweiteren der Ausgang des letzteren dem ersten Eingang des den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises 5 angeschlossen ist. Der Ausgang des den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises 5 schliesst sich dem Eingang eines Ausgangsregisters 3 an, während der Ausgang des letzteren einerseits den Ausgang der gesamten Schaltungsanordnung bild anderseits dem dritten Eingang des den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises 5 angeschlossen ist. Die logische Ausgangsleitung des letzteren schliesst sich dem einen Eingang einer Torschaltung 6 an, während der Ausgang der Torschaltung 6 dem das Einschreiben steuernden Eingang des Ausgangsregisters 3 angeschlossen ist. Der erste Ausgang eines Taktgenerators 4 ist dem Steuereingang des A/D Wandler 1 angeschlossen, während der zweite Ausgang dem Steuereingan des den mittleren Zahlenwert auswahl enden Stromkreises 5, der dritte Ausgang einerseits dem das Einschreiben steuernde Eingang des ufferregisters 2, und anderseits dem anderen Eingang der Torschaltung 6 angeschlossen ist.
  • Der Eingang der in Figur 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist über Sample-hold Stromkreise 7 und 8 den ersten zwei Eingängen eines den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises 10 angeschlossen. Der erste Taktimpulsausgang eines Taktgenerators 11 ist dem Eingang eines Kippstromkreises 12 des Typs T angeschlossen, während der zweite Taktimpulsausgang sich dem Eingang "A" einer kombinativen Schaltungsanordnung 13 anschliesst. Die beiden Ausgänge des Kippstromkreises 12 des Typs T schliessen sich den Seeuereingängen der Sample-hold Stromkreise 7 bzw. 8. a Den Eingängen "Bn und "D" der kombinativen Schaltungs- anordnung 13 sind die Steuereingänge der Anlage angeschlossen, während den Eingängen n"C" und E die Ausgänge eines analogen Komparators 14 angeschlossen sind; der Ausgang Z der kombinativen Schaltungsanordnung 13 ist mit dem Steuereingang eines weiteren Sample-hold Stromkreises 9 verbunden. Der Ausgang des den mittleren Signalpegel auswählenden Stromkreises 10 schliesst sich einerseits dem Eingang 'tX" des analogen Komparators 14 an, anderseits ist er mit dem Eingang des Sample-hold Stromkreises 9 verbunden, wWhrend der Ausgang des letzteren einerseits dem dritten Eingang des den mittleren Signalpegel auswthlenden Stromkreises 10 und dem Eingang "y" des analogen Komparators 14 angeschlossen ist, anderseits den Ausgang der gesamten Anlage bildet.
  • Der Eingang der in Figur 3 dargestellten Schaltungsanordnung schliesst sich dem Eingang des A/D Wandlers 1 an.
  • Der Ausgang des A/D Wandlers 1, der Aus- und Eingang des Pufferregisters 2, der Eingang eines Hilfsregisters 15, der eine Eingang eines Komparatorstromkreises 16 und der Aus- und Eingang des Ausgangsregisters 3 scbliessen sich der gemeinsamen, mit mehreren Leitungen versehenen Datenschiene 17 an, während der Ausgang des Ausgangsregisters 3 den Ausgang der gesamten Anlage bildet. Der Ausgang des Hilfregisters 15 schliesst sich dem zweiten Eingang des Komparatorstromkreises 16 an, während der Ausgang des letzteren mit dem Eingang einer Steuereinheit 18 verbunden ist.
  • Die Ausgänge der Steuereinheit 18 sind den Steuereinheiten des A/D Wandlers 1, des Pufferregisters 2, des Hilfsregisters 15 und des Ausgangsregisters 3 angeschlossen.
  • Die Wirkungsweise des Verfahrens wird anhand der Funktion der zur Durchführung dienenden Anlagen naher erläutert.
  • Die Wirkungsweise der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist, wie folgt: In vorbestimmten Intervallen wiederholt der Taktgenerator 4 den Zyklus des Zeitprogramms. Im Laufe dessen wird als er3ter der A/D Wandler 1 angelassen, auf Wirkung dessen eine Probc @@@ dem Eingengssignal entnommen und das Signal in eine digitale Form konvertiert wird. Jetzt erscheint aus dem Ausgang des X Wandlers 1 der zitiert der gegenwärtigen Abtastung, an den Ausgang des Pufferregisters 2 der Wert der vorangehenden Abtastung währen auf dem Ausgang des Ausgangsregisters 3 der gegenwärtig gültige Anzeigsvert vorhanden ist. Auf Wirkung des zweiten Taktimpulse3 des Taktgenerators 4 wählt der den mittleren Zahlenwert auswählende Stromkreis 5 aus den an den Eingängen erscheinenden drei Zahlenwerten den nach der Grössenordnung mittleren Wert aus, wobe dieser auserwählte Wert an dem Ausgang erscheint; gleichzeitig zeigt der den mittleren Zahlenwert auswählende Stromkreis an der sich dem einen Eingang der Torschaltung 6 anschliessenden Ausgangsleitung an, ob der mittlere Zahlenwert beim Suchen des Maximums den in dem Ausgangeregister 3 gespeicherten Zahlenwert überschreitet, bzw. beim Suchen des Minimums diesen Wert unterschreitet; in einem bejahenden Fall gelangt der dritte Taktimpul des Taktgenerators 4 über die Torschaltung 6 auf den das Sir=-schreiben steuernden Eingang des Ausgangsregisters 3, orauf der auf den Eingang abgegebene Zahlenwert, eingeschrieben wird, gleQc zeitig findet unter Wirkung desselben aktirnpulses das Unischie ibc des an dem Ausgang des A/D Wandlers 1 vorhandenen Wertes in den Pufferregister 2 statt, wobei dessen Inhalt im Laufe des nächster Abtastzyklus als ein vorangehender Wert in Evidenz gehalten wiid.
  • Dementsprechend wählt die Anlage in allen Zyklen aus dem zu dem gegebenen Zyklus gehörenden Wert, dem zu der vorangehenden Abtastung gehörenden Wert und dem momentan angezeigten Wert den mittleren Wert aus, und falls dieser in der Richtung des gesuchten btremwertes gegenüber dem Ausgangswert abweicht, wird dieser Wert den neuen Ausgangswert bilden, während in einem entgegengesetzten Fall der vorherige Ausgangswert unverändert bleibt.
  • Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Figur 2 ist die folgende: Der Taktgenerator 11 erzeugt in jedem Steuerzyklus je einen Impuls, mal auf dem ersten, mal auf dem zweiten Ausgang.
  • auf Wirkung des ersten Taktimpulses kippt der k'ippstromkreis 12 des Typs T ug,und in der Abhängigkeit des ursprünglichen Zustands gelangt ein Schreibsignal auf irgendwelchen, kantengesteuerten, das Einschreiben steuernden Eingang der Samplehold stromkreise 7 bzw. d. Mit hinsicht darauf, dass der Kippstromkreis 12 des Typs T in allen steuerzyklen umkippt, findet in den einander folgenden Zyklen das Einschreiben alternierend in einen der Sample-hold Stromkreise 7 und 3 statt, wodurch in dem einen woimrner der Wert der momentanen Abtastung, während in dem anderen der zu dem vorangehenden Zyklus gehörende Abtastwert gespcicbert wird. Werden gewisse logische Bedingungen erfüllt, gelangt der zweite Taktimpuls des Taktgenerators 11 über die kombinative Schaltungsanordnung 13 zu dem Steuercingang des Sample-hold Stromkreises 9, wonach das Umschreiben des an dem Ausgang des den mittleren Signalpegel auswählenden Stromkreises 10 erscheinenden Signalpegels in den Sample-hold Stromkreis 9 erfolgt. In den folgenden häng die Wirkungsweise der Anlage von der Kombination der auf dic Eingänge B und D der kombinativen Schaltungsanordnung 13 abgegebenen Steuersignale ab. Die logische Funktion der kombinativen Schaltungsanordnung 13 ist die folgende: Z = A . /B+C/ . /D+E/ Bei den viererlei, an die Steuereingänge "B" und "D" abgebbaren Signalkombinationen kann die Anlage die folgendes Wirkungsweisen zeigen: 3 = 1. D = 1 In diesem Fall wird Z immer A gleich sein, das heisst, der Taktimpuls des Taktgenerators 11 erreicht in jedem Fall den Steuereingang des Sample-hold Stromkreises 10, wodurch das Ausgangs signal /x/ des den mittleren Signalpegel auswählende Stromkreises 10 in jedem Zyklus in den Sample-hold Ausgangsstromkreis umgeschrieben wird, wodurch das System als ein Störfilter wirkt.
  • B = O, D = 1 In diesem Fall wird Z = A . C C sein, das heisst, dass der zweite Taktimpuls erst dann die Steuerung des Einschreibens des Sample-hold Stromkreises 9 vornimmt, wenn der ausgewählt mittlere Signalpegel grösser ist, als der Ausgangssignalpege /y/, wodurch die Anlage als ein den Maximumwert auswShlendex Stromkreis funktioniert.
  • 3 = 1, D = 0 Bei dieser Kombinationsmöglichkeit ist Z = A E, das heisst dass der mittlere Zahlenwert /x/ erst dann in den Sample--hold Stromkreis 9 eingeschrieben wird, wenn x kleiner ist, als der momentane Ausgangswert /y/ und daher E = 1. Es ist wohl ersichtlich, dass die Anlage in diesem Fall ein Minimum suchen durchfuhrt.
  • B =O, In diesem Fall Z = A Z E = O, da entweder C oder E unbedingt der Null gleich ist, da es unmöglich ist, dass gleichzeitig x>yund x(yy , wodurch in den Sample-hold Stromkreis Einschreiben nicht vorgenommen wird. Als Erfolg dient diese Kombination zum Abstellen der Anlage und zur Aufrechterhaltung des in Moment des Abstellens gültigen Ausgangswertes.
  • Die in Figur 3 dargestellte Schaltungsanordnung wirkt, wie folgt: Der Ausgang des A/D Wandlers 1 speichert die Angabe der letzteren Abtastung, der Pufferregister 2 den Wert der vorangehenden Abtastung, oder Angaben, in diesem Fall N--zahlige Angaben, wobei der Ausgangsregister 3 die letztere Ausgangsangabe speichert. Die Wirkungsweise kann eine in Serien stattfindende Wirkungsvariante der in Figur 1 dargestellten Lösung sein, im Laufe deren sämtliche, die Angaben lieferende und vergleichende Arbeitsgänge über die gemeinsame, mit mehreren Leitungen ausgestaltete Daten schiene 17 vor sich gehen und die Operationen von der mikroprogrammierten Steuereinheit 18 gesteuert werden. Z.B. beim Suchen des Maximums besteht der Funktionszyklus aus den folgenden Schritten: a./ die Steuereinheit 18 gibt das Startsignal für den A/D Wandler 1 zur Durchführung der Konversion, b./ die Daten des A/D Wandlers 1, des PufferregisterE 2 und des Ausgangsregisters 3 werden paarweise verglichen.
  • Die Mikrophasen der einzelnen Vergleichsoperationen sind die folgenden: - Umschreiben des einen zu vergleichenden Wertes in den Hilfsregister 15 über die Datenschiene 1 - Anschalten des anderen zu vergleichenden Wertes auf die Datenschine 17, - Auslesen des Ergebnisses des Vergleiches an dem Ausgang des Komparator-Stromkreises 16 und Speicherung desselben in der Steuereinheit 18.
  • c./ Sollte aus den drei /bzw. N + 2/ Angaben die mittlere grösser sein, als der Inhalt des Ausgang registers 3, 80 findet dessen Umschreiben in den Ausgangsregister 3 über die Datenschiene 17 statt d./ Das Ausgangseignal des A/D Wandlers 1 wird über die Datenschine 17 in den Pufierregiater 2 umgeschrieben.
  • Es ist wohl ersichtlich, dass bei einer geeigneten Mikroprogrammierung der Steuereinheit 18, d.h. bei einer Kombination der steuernden Taktimpulse in einer geeigneter Reihenfolge die Funktion der Anlage nach Figur 3 in der Hinsicht der Wirkung mit der Schaltungsanordnung nach Figur oder sogar mit der digitalen Variante nach Figur 2 gleich- wertig sein kann. Sollte jedoch die Speicher - kapazität des Pufferregisters 2 die Speicherung der Werte mehrerer früherer Abtastungen - deren Zahl einer ungeraden, die Einheit überschreitenden N-Zahl entspricht - anstatt eines einzigen Wertes ermöglichen, so kann unter Anwendung eines geeigneten Mikroprogramms die Auswahl des mittleren Zahlenwertes aus N+ 2 zähligen Angaben realisiert werden. In diesem Fall kann die längste Zeitdauer des noch kompensierbaren Störimpulses das (N+1) /2-fache der Periodenzeit der Abtastung betragen.
  • Der Vorteil der erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass mit Hinsicht darauf, dass die Amplitude der beseitigten Störsignale vollkommen ausser Acht gelassen wird, die störbeseitigende Wirkung von der tatsUchlichen Grösse der Störungen unabhangig bleibt, welches Ergebnis keineswegs mit den bekannten störbeseitigenden Lösungen erreicht werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine Zeitkonstante mit einem exponentiellen Verhalten in dem System enthalten ist, anstatt dessen das zu verarbeitende Signal bloss um der Periodenzeit (N+l) /2 der Abtastung entsprechende Periode verzögert wird, d.h. die Totzeit ist mit der Dauer des noch beseitigbaren Störimpulses von der längsten Dauer gleich.
  • Diese Periode stellt die nach dem Informationsprinzip erreichbare minimale Verzögerung von den auf unterschiedlichen Funktionsprinzipen beruhenden, aber eine gleiche Störbeseitigung aufweisenden Filtern dar, daher kann die Anlage aus dem Standpunkt der Störbeseitigung her betrachtet als optimal erkannt werden. Überdies wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren die optimale Störbeseitigung mit dem Suchen des Extremwertes verbunden.

Claims (3)

  1. Neue Patentansprüche: X Verfahren zum Suchen und zur Störkompensation von Extremwerten bei der Verarbeitung von abgetasteten Signalen, im Laufe dessen die Werte des abgetasteten Signals bis zum Zeitpunkt der nächsten Abtastung gespeichert und der momentane Ausgangswert ebenfalls gespeichert werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in jedem einzelnen Abtastzeitpunkt aus dem Wert der momentanen Abtastung, dem Wert der vorangegangenen Abtastung und dem zu dieser Zeit gespeicherten Ausgangswert derjenige Wert ausgewählt wird, der von diesen drei Werten der Größe nach den mittleren Wert darstellt, woraufhin geprüft wird, ob dieser mittlere Wert beim Suchen des Maximums den gespeicherten Ausgangswert überschreitet oder beim Suchen des Minimums den gespeicherten Wert unterschreitet, wobei in einem bejahenden Fall der neue Ausgangswert von diesem mittleren Wert gebildet wird und anderenfalls der frühere Ausgangswert unverändert bleibt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine Anzahl N der vorangegangenen Abtastwerte gespeichert wird, wobei N eine ungerade Grundzahl darstellt, und unter Berücksichtigung des Wertes der momentanen Abtastung insgesamt aus einer Anzahl von N + 2 Werten der Größe nach der mittlere Wert ausgewählt wird.
  3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der der Eingang der Einrichtung sich an den Eingang eines A/D Wandlers anschließt und zur Speicherung des Meßergebnisses und zur eventuellen Anzeige ein Ausgangsregister enthält, dessen Ausgang den Ausgang der Einrichtung bildet, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ausgang des A/D Wandlers (1) einerseits an ein Pufferregister (2) und andererseits unmittelbar an je einem Eingang eines den mittleren Zahlenwert auswählenden logischen Stromkreises (5) angeschlossen ist, während der Ausgang des letzteren an den Eingang eines Ausgangsregisters (3) angeschlossen ist, dessen Ausgang wiederum auch an den dritten Eingang des den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises (5) angeschlossen ist, daß ferner ein Taktgeber (4) den Teil des Systems bildet, aus dem drei zeitlichverschobene Taktimpulse abgegeben werden, und zwar der erste an den Eingang des A/D Wandlers (1), der zweite an den Eingang des den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises (5) und der dritte an den das Einschreiben steuernden Eingang des Pufferregisters (2) sowie an den Eingang einer Torschaltung (6), deren Ausgang mit dem das Einschreiben steuerenden Eingang des Ausgangsregisters (3) verbunden ist, während an den anderen Eingang der Gatterausgang des den mittleren Zahlenwert auswählenden Stromkreises (5) angeschlossen ist.
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