SU1111174A1 - Устройство дл выделени экстремумов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее триггер, первый и второй коммутаторы, регистр, информационный вход которого соединен с выходом второго коммутатора, управл ющий вход которого подключен к выходу первого коммут,атора, первый и второй управл ющие входы кото- рого соединены соответственно с пр мьм и инверсным выходами триггера, отличающе ес  тем, что, с целью повьппени  точности, в него введены блок .сравнени , элемент задержки и счетчик, выход переноса которого подключен к счетному входу триггера, пр мЬй выход которого  вл етс  выходом знака экстремума устройства, тактовый вход устройства объединен с тактовыми входами блока сравнени  и элемента задержки, выход которого подключен к входу синхронизации регистра, первый информационный вход блока сравнени   вл етс  информационным входом устройства и соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход блока сравнени  соединен с выходом регистра, ко- торый  вл етс  информационным выходом устройства, вход синхронизации устройства объединен с входом синхронизации блока сравнени  и счетным входом счетчика, первый и второй (Л входы установки в ноль которого.соответственно подключены к выходу первого коммутатора и выходу Равно блока сравнени , выходы Больше и Меньше которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами первого коммутатора, первый информационный вход второго коммутатора соединен с выходом регистра . 4

Description

f 1

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники и может быть исйользовано в автоматизированных системах обработки сигналов, а также в устройствах измерени  и контрол .

Известно устройство дл  определени  экстремальных значений случайных сигналов, содержащее преобразователь , генератор, коьмутатор, счетчики и регистр tl3,

Недостаток известного устройства заключаетс  в его ело сности и низкой достоверности получаеньк результатов

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  экстремумов функции, содержащее суъшагор, регистр, вход которого соединен с выходом коммутатора, вход управлеВИЯ которого подключен к выходу блока умножени  знаков, вход которого .соединен с выходом триггера 21.

Недостаток ЭТого устройства заключаетс  в низкой точности определе ни  моментов по влени  экстремумов из-за того, что считывание экстремального кода с регистра производитс  в момент изменени  знака приращени  функции, в то врем  как в области экстремумов приращени  малы по величине и дл  медленно измен 1сш91Хс  сигналов из-за внешних наводок, внутренних шумов преобразовател  и шумов в источнике сигнала знак приращени  может многократно измен тьс  . Это приводит к ложным отсчетам экстремальных значений, не несущих в себе информации о сигнале и затрудн ющих дальнейшую обработку информации.

Цель изобретени  - повышение точности работы устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  выделени  экстремумов , содержащее триггер, первый и второй коммутаторы, регистр, информационный вход которого соединен с выходом второго коммутатора, управл ющий вход которого подключен к выходу первого коммутатора первый и второй управл ющие входы которого соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами триггера, введены блок сравнени , элемент задержки и счетчик, выход переноса которого подключен к счетному входу триггера, пр мой выход которого  вл етс  выхо742

дом знака экстремума устройства, тактовый вход устройства объединен с тактовыми входами блока сравнени  и элемента задержки, выход которого подключен к входу синхронизации регистра , первый информационный вход блока сравнени   вл етс  информационным входом устройства и соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход блока сравнени  соединен с выходом регистра, который  вл етс  информационным выходом устройства, вход сийхронизации устройства объединен с входом синхронизации блока сравнени  и счетным входом счетчика; первый и второй входы установки в ноль которого соответственно подключены к выходу первого коммутатора и выходу равно блока сравнени , выходы Больше и Меньше которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами первого ком 1утатора, первьй информационный вход второго коммутатора соединен с выходом регистра.

Введение в устройство указанных элементов и новых св зей.между ними обеспечивает повышение точности работы за счет исключени  ложных переключений триггера, определ ющего знак приращени  функциина предыдущих выборках , под действием шумов, сопровождающих сигналы,

На фиг, 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг,2 блок-схема блока сравнени .

Устройство содержит блок сравнени  1, элемент задержки 2, триггер 3 коммутаторы 4 и 5, счетчик 6, регистр 7, На фиг, 1 также обозначены вход 8 .триггера, вход 9 синхронизации , информационный 10 и тактовый 11 выходы устройства, выход 12 параллельного кода экстремального значени  и знак экстремума 13,

Блок сравнени  1, предназначенный дл  сравнени  последовательных кодов , поступающих на его информационные входы А и 6 , начина  со старших разр дов, содержит (фиг, 2) первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ-НЕ, первый 16 и второй 17 элементы И элемент задержки 18, первый 19 и второй 20 триггеры с раздельными входами и третий элемент И 21, На вход блока сравнени , подключс;нный К информационному входу 10 устройства, поступает

311

последовательный код, например от аналого-цифрового преобразовател  поразр дного уравновешивани , на вход В блока сравнени  1, подключенный к выходу последнего разр да регистра 7, поступает последовательный код предыдущего измерени  (начина  со старших разр дов), получаемый в результате сдвига информации в регистре 7. Пред .полагаетс , что регистр 7, вьшолн ющий операцию сдвига, записывает в первый разр д значение кода, соответствующее уровню логической переменной на его входе D в момент действи  фронта положительного импульса на его входе синхронизации С.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии в регистре 7 хранитс  код одного из предьщущих изменений случайного сигнала. Если в предьщущик циклах измерени  на вход устройства поступает последовательность возрастающих по своим значени м кодов, триггер 3 находитс  в соето нии 1 (значение t на пр мом выходе и О на инверсном), код в счетчике 6 имеет нулевое значение.

С ноступлением на вход 9 синхронизации устройства импульса начала очередной кодовой комбинации триггеры 19 и 20 через элемент задержки 18 в блоке 1 сравнени  устанавливаетс  в О, снима  сигналы запрета с входов элементов ИЛИ-НЕ 14 и 15. Одновременно с этим на информационный вход to устройства поступает первьй (старший) разр д последовательного кода, а на втором входе в блока сравнени  1 уровень сигнала соответствует старшему разр ду кода, хран щегос  в регистре 7. При сравнении последовательньк кодов, начина  со.старшего разр да, неравенство кодов определ етс  первой комбинацией несовпадающих по значению разр дов, а равенство кодов может быть вы влено только после сравнени  последних (младших) разр дов. Сигналы тактовой частоты, поступающие на вход 11 устройства в серединах информационных посылок, синхронизируют установку в 1 триггера 19 или 20 с помощью элементов И- 16 или 17 соответственно, если сравниваемые разр ды различны по своему значению. После сравнени  очередных разр дов кода тактовьй импульс через элемент задержки 2 посту74 4

пает на вход синхронизации регистра 7, производ  сдвиг информации и подготавлива  тем самым очередной разр д кода к следуннцему такту сравнени . С цепью исключени  преждевременного сдвига информации в регистре 7 в элементе задержки 2 инвертируетс  сигнал что гарантирует по вление следующего разр да кода на входе В блока сравнени  1 не ранее окончани  тактового импульса, действующего на входах элементов И 16 и 17, независимо от его длительности и параметров элемента задержки 2.

После установки в 1 любого из триггеров 19 или 20 дальнейшие значени  сравниваемых разр дов данного цикла измерени  не могут изменить зафиксированного на одном из указанных триггеров результата сравнени , так как 1 любого из триггеров запрещает переключение другого триггера путем блокировки записи в. него 1 с помощью элементов ИЛИ-НЕ 14 и 15. При равенстве кодов триггеры 19 и 20 остаютс  в течение всего цикла измерени  в нулевом состо нии, и импульс синхронизации, поступакш1ий на вход 9 устройства, вырабатывает на выходе элемента И 21 блока сравнени  1 сигнал равенства кодов. На фиг. 3 дл  примера-приведены диаграммы сигналов при сравнении 8-разр дных кодов дл  двух случаев: А В Cl-й цикл). А-с.В(2-й цикл) .При этом в первом циклоне, когда сравниваемые коды (А 1001000,6 10010111 )отличаютс  в п том разр де,.установка в 1 триггера 19 происходит в п том такте, во втором цикле при сравнении кодов, отличающихс  во втором разр де ( .00111111,

01000000), установка триггера 20 происходит во втором такте.

Первый коммутатор 4, выполн ющий логическую операцию И-Ш1И, вьфабатывает на участке нарастани  сигнала в каждом цикле анализа сигнал, устанавливающий в О счетчик 6 и управл ющий передачей кодов через второй коммутатор 5 на вход регистра 7. При нулевом уровне сигнала на выходе первого коммутатора 4 второй коммутатор 5 подключает вход регистра 7 к его выходу, а при 1 на выходе первого коммутатора 4 через второй коммутатор 5 на вход регистра 7 поступает код с входа 10 устройства. При единичном состо нии триггера 3 начина 

с такта, в котором вырабатываетс  признак А- & и до конца данного цикла измерени  на вход регистра 7 через коммутатор 5 поступает новое значение кода, в результате чего в регистре 7 запоминаетс  код макси-. мального значени  измер емой величины . После достижени  точки максимума сравнение последующих кодов, поступающих на вход 10 устройства, с содержимым регистра 7 заканчиваетс  выработкой блоком сравнени  1 сигналов единичного уровн  на втором () или третьем (Л 6) выходе,В том и другом случае на выходе первого коммутатора 4 в зтих циклах- сигналы с уровнем 1 не вырабатываютс , так как триггер 3 находитс  в состо нии 1. При выполнении услови  А« R счетчик 6 устанавливаетс  в О импульсом с третьего выхода блока сравнени  1, а при выполнении услови  Ai& в счетчик 6 добавл етс  единица. Счетчик 6, фиксирующий число отсчетов измер емой величины, текущее значение которой меньше хран щегос  в регистре 7 значени  веро тного максимума , сбрасываетс  при по влении юбого случайного отсчета измер емого сигнала, дл  которого условие 6 не выполн етс . При случайных зменени х знаков разности сравниваеых кодов в области экстремума счетик 6 не успевает набирать необходиое число и после сброса начинает

снова измер ть временной интервал ТПри накоплении в счетчике 6 заданного числа измерение считаетс  законченным , и выходной сигнал счетчика 6 переключает триггер 3 в противоположное состо ние. С этого момента аналогично описанному начинаетс  измерение минимума, заканчивающеес  на очередном участке нарастани  сигнала новым переключением триггера 3. Таким образом , в области экстремума, когда в медленно мен ющемс  сигнале за счет шумов возможны многократные случайные изменени  знака разности сравниваемых кодов, т.е. чередование условий , Д. & , , в предлагаемом устройстве признак фронта или спада сигнала, выработанный ра«ее и хран щийс  на триггере 3, сохран етс  неизменным в течении заданного интервала, отсчет которого начинаетс  с момента последнего обновлени  кода экстремума в регистре 7 или с момента последнего равенства кодов текущего значени  и экстремума.Считывание кода экстремума производитс  с фиксированной задержкой относительно фактического момента его по влени  по сигналу перепада с триггера 3.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключаютс  в повышении точности определени  экстремальных .значени  и упрощении дальнейшей обработки за счет исключени  ложных срабатываний.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее триггер, первый и второй коммутаторы, регистр, информационный вход которого соединен с выходом второго коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу первого коммутатора, первый и второй управляющие входы кото-\ рого соединены соответственно с прямьы и инверсным выходами триггера, отличающе еся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок .сравнения, элемент задержки и счетчик, выход переноса которого подключен к счетному входу триггера, прямой выход которого является выходом знака экстремума устройства, тактовый вход устройства объединен с тактовыми входами блока сравнения и элемента задержки, выход которого подключен к входу синхронизации регистра,' первый информационный вход блока сравнения является информационным входом устройства и соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход блока сравнения соединен с выходом регистра, ко·* торый является информационным выходом устройства, вход синхронизации устройства объединен с входом синхро- _с низацци блока сравнения и счетным S входом счетчика, первый и второй входы установки в ноль которого соответственно подключены к выходу первого коммутатора и выходу Равно блока сравнения, выходы Больше и Меньше которого соединены соответ ственно с первым и вторым информационными входами первого коммутатора, первый информационный вход второго коммутатора соединен с выходом регистра.

   Vtu.f

   11111