SU822205A1 - Устройство дл интегрировани пиКООбРАзНыХ СигНАлОВ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при автоматизированной обработке данных физикохимического анализа, когда обрабатываемые сигналы имеют пикообразный вид известной формы.

Известен интегратор сигналов/ имеющих пикообразный вид QlJ , содержащий блок измерени  амплитуды, множительный блок и блок измерени  среднеквадратического отклонени  , выполненный на генераторе экспоненты, узел извлечени  квадратного корн  и измеритель временного интервала..

Недостатком такого устройства  вл етс  невысока  точность интегриро вани .

Известно устройство дл  интёгрированИ  сигналов, именвдих форму пика |2 , содержсццее след щий ангшого-цифровой преобразователь, блок определени  экстремумов, регистр, преобразователь код-частота, счетчик, триггеры элементы И, резисторы и управл е «лй ключ.

Недостатком этого устройства  вл етс  ограниченность диапазона изменени  входных сигналов.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  интегрирован пикообразных сигналов з, содержаще след щий аналого-цифровой преобразователь , подключенный информационным входом-к входу устройства, шинами сложени  и вычитани  - к входам блок определени  экстремумов, а цифровым выходом - к входу преобразовател  кодчастота , соединенного выходом с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата , а второй вход соединен с пр мым выходом блока определени  экстремумов , подключенного инверсным выходом к блокирующему входу след щего ангшого-Дифрового преобразовател , причем на информационном входе след щего аналого-цифрового преобразовател  включена цепь, состо ща  из параллельно соединенных между собой первого масштабирующего резистора и цепочки , образованной последовательно соединенными вторым масштабч рующим резистором и ключом, управл ющий вход которого соединен с пр мым выходом блока определени  экстремумов.

Claims (3)

1. Недостатком этого устройства  вл етс  огргшиченность диапазона изменени  входных сигналов.Это объ сн етс  тем, что при срабатывании бло .ка определени  экстремумов происходит изменение маоитаба сигнала, подаваемого на вход след щего, аналого-цифрового преобразовател  в раз(где ) т.е. масштабированный сигнал может превысить верхнюю границу рабочего лиапазона входных сигналов след щего аналого-цифрового преобразовател . Целью изобретени   вл етс  увеличение диапазона изменени  входных сигналов. С этой целью в .устройстве дл  интегрировани  пикообразных сигналов, содержащем след щий аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом к входу устройства, шинами сложени  и вычитани  - к входам блока определени  экстремумов,а цифровым выходом - к входу преобразовател  код-частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, выход которого подключен -к входу счетчика результата, а второй вход соединен с пр мым выходом блока определени  экстремумов, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу след щего анашого-цифрового преоб разовател  , инверсный выход блока оп ределени  экстремумов дополнительно соединен с входом управлени  масштабом преобразовани  след щего аналого цифрового преобразовател . Кроме этого, след щий аналого-цифровой преобразователь содержит масштабирующие резисторы, ключ, узел токовой компенсации, реверсивный счет чик, одновибраторы, элементы И и ИЛИ, генерд,тор тактовых импульсов и „нуль-орган, подключенный входом через первый масштабирующий резистор к информационному входу след щего аналого-цифрового преобразовател , а выходами - к первым входам первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом генератора тактовых импульсов, причем выход пер вого элемента И подключен к шине сло жени  след щего аналого-цифрового преобразовател , первому входу треть . гр элемента И и через первый одновиб ратор - к входу управлени  сложением реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен через второй одновибратор с выходом элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам вто| ого и третьего элементов И, а вход управлени  вычитанием реверсивного счетчика соединен через третий одновибратор с шиной вычитани  след щего аналого-цифрового преобразовател  и выходом второго элемента И, причем второй вход третьег9 элемента И подключён к блок рук цёму входу след щего аналого-цифрового преобразовател  а выходы раэр}{дов реверсивного счетчика соединены с цифровым выходом - след щего аналого-цифрового преобразовател  и с выходс1ми узла токовой компенсации, выход которого через параллельно соединенные второй масштабирук ций резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, причем управл ющий вход ключа соединен с входом управлени  масштабом преобразовани  след щего аналого-цифрового преобразовател . На чертеже изображена блок-схема устройства дл  интегрировани  пикообразных сигналов. Устройство содержит след щий аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный информационным входом к входу 2 устройства, шинами сложени  и вычитани  - к входам блока определе- : ни  экстремумов 3,а цифровым выходом к входу преобразовател  код-частота 4, соединенного выходом с первым входом элемента И 5, выход которого подключен к входу счетчика результатов 6, а второй вход соединен с пр мьпи выходом блока определени  экстремумов 3, подключенного инверсным выходом к блокирующему входу и к входу управлени  масштабом преобразовани  преобразовател  1. Преобразователь 1 содержит масштабирующие резисторы 7 и 8, ключ 9, узел токовой компенсации 10, реверсивный счётчик 11, одновибраторы 12-14, элемент ИЛИ 15, элементы И 16-18, генератор тактовых импульсов 19 и нуль-орган 20. Нуль-орган 20 подключен входом через первый резистор 7 к информационному входу преобразовател  1, а через параллельно соединенные второй резистор 8 и ключ 9 - к выходу узла токовой компенсации 10. Выхода нуль-органа 20 соединены с первыми входами первого и второго элементов И 16, 17, подключенных вторыми входами к выходу генератора 19. Выход первого элемента И 16 под-ключен к шийе сложени  преобраэовате/л  1, первому входу третьего элемента И 16 и через первый одновибратор 12 к входу управлени  сложением счетчика 11. Счетный вход счетчика 11 .сое-, д нен через второй одновибратор 13 с выходом элемента ИЛИ 15, подключенjHOro входгши к выходам элементов И 17 и 8. Вход управлени  вычитани  счетчика ll через третий одновибратор 14 соединен с шиной вычитани  преобразовател  1 и с выходом элемента И 17. йлходы разр дов счетчика 11 подключены к цифровому выходу преобразовател  1, блокирующий вход которого соединен со BTOixjM входом элемента И 18. Устройство дл  интегрировани  работает следующим образом. В исходном состо нии счетчик . рёзультатов б обнулен. На вход управлени  масштабом преобразовани  преобразовател  1 и на блокирующий вход преобразовател  1 с инверсного выхода блока определени  экстремумов 3 подаетс  разрешаиощнй потенцигш, т.е. ключ 9 замкнут, a элемент И 18 открыт. С пр мого выхода блока 3 на вход эле мента И 5 подаетс  запреадакщий потенциал .. Входной интегрируемый сигнал с входа 2поступает на информационный вход преобразовател  1, на .Цифровом выходе которого в реальном мас йтабе времени получаетс  двоичный код, соответствукмдий второму сигналу. На выходе преобразовател  код-частота 4, подключенного входом к цифровому выходу преобразовател  формируетс  частота импульсов, соот ветствунмда  входному сигналу. При до тижении входным сигналом своего пико вого значени  срабатывает блок определени  экстремумов 3, который сигналом со своего пр мого выхода откры вает элемент И 5. С этого момента счетчик 6 начинает считать импульсы с выхода преобразовател  4. Одновременно с этим блок 3 сигналом со свое го инверсного выхода размйкает ключ 9 и запирает элемент И 18, блокиру  режим сложени  преобразовател  1. Пр размыкании ключа 9 ток узла токовой компенсации 10 начинает протекать через второй масштабирующий резистор 8, вследствие чего измен етс  масштаб преобразовани  преобразовател  1, а именно, напр жение обратной св  зи на входе нуль-органа 20 умножаетс  на коэффициент перемасштабировани  п ),т.е. становитс  меньше. На выходе нуль-органа 20 вырабатываетс  сигнал сложени , но из-за бло кировки режима сложени  импульсы ген ратора 19 через элемент И 18 «е проход т на счетный вход счетчика 11. Лоэтому экстремальное значение рхрдного сигнала в виде двоичного кода сохран етс  до момента вре1лени, соответствукндего уменьшению входного сигнала до перемарштабированнрго зна чени  напр жени  обратной св зи. В момент сравнени  напр жений на входе нуль-органа 20 блок определени  экстремумов 3 вырабатывает сиг налы, которые запирают элемейт И 5, замыкают ключ 9 и снимают блокировку с элемента И 18. Площадь S сигнала пйкообразной формы в общем случае определ етс  по соотношению ,o.x где k - посто нный коэффициент за вис щий от коэффициен-ta пе ремасштабировани  п; t - ширина пикообраэной функци определ ема  от моккнта ;времени, соответствующего экстремуму входного сигнала , до момента времени, со ответствующему сравнению с заранее известной частью экстремума nUxmatf и - экстремешьное значени-е пик входнсрго сигнала. Так, например, если входной пикообразный сигнал описываетс  функцией Гаусса, то между k и п существует следующа  зависимость:. После выполнени  операции вычитани  площади пика эта площадь, соответствуквда  коду счетчика 6 в момент второго срабатывани  (4лока 3, считываетс  на выход устройства,а затем счетчик 6 обнул етс  (соответствующие цепи на чертеже не показаны). Таким образом, рассмотренное устройство по сравнению с прототипом позвол ет увеличить диапазон изменени  входных сигналов в 1/п код, а кроме этого, позвол ет повысить быстродействие устройства за счет уменьшени  разности сравниваемых сигналов на входе нуль-органа 20 в момент изменени  масштаба преобразовани . Формула изобретени  1. Устройство дл  интегрировани  пикообразных сигналов, содержащее след щий аналого-цифровой преобразователь , подключенный информационным входом к входу устройства,.шинами сложени  и вычитани  - к входам блока определени  экстремумов, а цифровым выходом - к входу преобразовател  код-частота, соединенного выходом с первым входом элемента И, выхдд которого подключен к входу счетчика результата ,; а второй вход соединен с пр мым выходом блока определени  экстремумов , подключенного инверсным выходом к блокирующему входу след щего аналого-цифрового преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  диапазона изменени  входных сигналов, инверсный выход блока определени  экстремумов соединен с входом управлени  масштабом преобразовани  след щего аналого-цифрового преобразовател . 2. Устройство по п.1, отличающее с   тем, что след щий аналого-цифровой преобразователь содержит масштабирующие резисторы, ключ, узел токовой компенсации, реверсивный счетчик , одновибрато  л, элементы И и ИЛИ, генератор тактовых импульсов и нульорган , подключенный входом через первый масштабирующий резистор к информаионному входу след щего аналого-цифового преобразовател , а выходами к первым входам первого и второго эле-. ентов И, соединенных вторыми входаи с выходом генератора тактовых импульсов , причем выход первого элемента И подключен к шине сложени  след шего аналого-цифрового преобразовател , первому входу третьего элемента И И через первый одновибратор - к входу управлени  сложением реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен через второй одновибратор с выходом элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам второго и третьего элементов И, а вход управлени  вычитанием реверсивного счетчика соединен через третий одновибратор с шиной вычитани  след щего аналого-цифрового преобразовател  и выходом второго эле мента И, причем второй вход третьего элемента И подключен к блокирующему входу след щего ангшого-цифрового пре образовател , а выходы разр дов ревер сивного счетчика соединены с цифровым выходом след щего аналого-цифрового преобразовател  и с выходами узла токовой компенсации, выход которого через параллельно соединенные второй масштабирующий резистор и ключ подключен к входу нуль-органа, причем управл ющий вход ключа соединен с входом управлени  масштабом преобразовани  след щего анашого-цифрового преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ;№ 544975, кл. Q 06 q 7/18, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2618898/18-24, кл. q 06 Q 7/18, 1978.
3. 3. Авторское свидетельство СССР по за вке 2580505/13-24, кл.С 06 G 7/18, 1978 (прототип).