Устройство для выделения экстремумов

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть инср.Вмд UвJ использовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов. Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот. Устройство содержит генератор импульсов 1, амплитудно-импульсный модулятор 2, блок вычитания 8, RS-триггеры 5 и 10, Т- триггер 24, элемент запрета 4, усилитель-ограничитель 6, четыре элемента задержки 3, 12, 13, 16, блок 7 сравнения , пять элементов И 9, 14, 15, 22, 23, два запоминающих элемента 18, 19, два ключа 20, 21 и блок 11 задания порогового уровня. Устройство позволяет обнаружить экстремумы случайного процесса в широком диапазоне обрабатываемых сигналов. 1 ил. с (О W со со со сл со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5и 4 С 06 G 7/52

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 3 „

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ БИБ ".:. „. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМУМОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть (21) 3243059/24-24 (22) 02.02.81 (46) 23.09.87. Бюл. - 35 (72) С.М.Куренков, В.Г.Воеводин

H А.В ° AHAUlKHH (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 362281, кл.G 05 В 13/02, 1970.

Блохин А,В. Измерение характеристик экстремумов случайных процессов.—

Приборы и техника эксперимента, 1970, и 3, с. 171-172

Л0„„1339596 А 1 использовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот. Устройство содержит генератор импульсов 1, амплитудно-импульсный модулятор 2, блок вычитания 8, RS-триггеры 5 и 10, Ттриггер 24, элемент запрета 4, усилитель-ограничитель 6, четыре элемента задержки 3, 12, 13, 16, блок 7 сравнения, пять элементов И 9, 14, 15, 22, 23, два запоминающих элемента 18, 19, два ключа 20, 21 и блок 11 задания порогового уровня. Устройство позволяет обнаружить экстремумы случайного процесса в широком диапазоне обрабатываемых сигналов. 1 ил.

133

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 2, третий элемент 3 задержки, элемент 4 запрета, первыи КБ-триггер

5, усилитель-ограничитель 6, блок 7 сравнения, блок 8 вычитания, первый элемент И 9, второй RS-триггер 10, блок 11 задания порогового уровня, первый элемент 12 задержки, четвертый элемент 13 задержки, второй 14 и третий 15 элементы И, второй элемент 16 задержки и блок 17 адаптивной выборки, содержащий первый 18 и второй 19 запоминающие элементы, второй 20 и первый 21 ключи, четвертый

22 и пятый 23 элементы И и Т-триггер

24.

Устройство работает следующим образом.

Весь процесс функционирования устройства можно разделить на два этапа. Первый этап начинается с момента начала функционирования устройст ва и кончается установлением схемы в рабочее состояние, определяемое исследуемым случайным процессом. Исследуемая реализация случай:ohio процесса модулирует в амплитудно-импуль сном модуляторе 2 импульсы .генератора 1 по амплитуде. Образующаяся последовательность импульсов поступает на первый вход блока 8 и на информационный вход блока 17. На входе блока 8 образуется сигнал разности llU величина которого пропорциональна разности между величиной напряжения, записанной в блоке 17 ("0" в исходном состоянии) и величиной амплитуды импульсов, поступающих на его первый вход. Сигнал разности 8 U с выхода блока 8 поступает на вход усилителяограничителя 6 и первый вход блока

7 сравнения. Сигнал на выходе блока 7 описывается выражением

1,, если hUI U

О,, еслидП!а U где U — величина порогового напряО жения, задаваемого блоком 11 задания порогового уровня, т.е. разрешающее

9596 единичное напряжение будет возникать лишь в том случае, когда модуль величины сигнала разности А П превысит величину порогового напряжения 0 с, О

В исходном состоянии на управляющий вход устройства действует низкий потенциал, в результате чего элемент

9 закрыт. Поэтому первый RS-триггер

5 не изменяет своего состояния независимо от входного сигнала, а второй

RS-триггер 10 находится в состоянии

"0" и, следовательно, второй 14 и третий 15 элементы И закрыты. Выходной сигнал устройства не наблюдается.

При поступлении сигнала на управляющий вход устройства открывается элемент 9 и высокий потенциал подается через первый элемент 12 задержки на второй вход RS-триггера 10. Если при этом на выходе блока 8 модуль сигнала разности превышает величину порогового напряжения U, то на выходе блока 7 появляется импул.ьс, который проходит через открытый элемент 9 и поступает на тактирующий вход RS-триггера 5, тактируюций вход

Т-триггера 24 и на первый вход триггера 10. При этом триггер 5 занимает положение, определяемое знаком реализации исследуемого процесса в данный момент времени. Величина задержки элемента 12 выбрана равной периоду следования импульсов генератора 1.

Поэтому в момент слецования следующе35 го за подачей сигнала на управляющий вход устройства тактового импульса сигнал на втором входе второго триггера 10 отсутствует, следовательно он не изменяет своего состояния, элементы 14 и 15 закрыты и сигнал на входе устройства отсутствует.

Влок 17 адаптивной выборки запоминает величину амплитуды исследуе4Б мого процесса в данный момент и в следующий такт его выходное напряжение соответствует величине этого записанного значения. Если и в этот момент величина сигнала на выходе блока 8 по модулю больше порогового значения, то вновь вырабатывается импульс блоком 7, который поступает на тактирующий вход первого триггера

5 и он зан пчает положение, определяемое уже приращением амплитуды исследуемого процесса. (положение триггера остается прежним, если знак приращения совпадает со знаком исследуемого процесса, и изменяется на противопо5

25 о ш

30 з 1 ложный — в противном случае). Кроме того, этот импульс с выхода 7 поступает на второй установочный вход второго триггера 10. Так как на первом установочном входе второго триггера 10 уже есть высокий потенциал, то он переходит в другое состояние, вследствие чего на его выходе появляется высокий потенциал, который задерживается в элементе 13 и поступает на вторые входы элементов 14 и 15.

Блок 13 предназначен для исключения возможности выработки выходного сигнала в момент установки триггера в положение, определяемое приращением амплитуды исследуемого процесса. Выходы устройства открываются и все последующие перебросы триггера 5 отображаются появлением импульсов на первом или втором выходе утройства (если переброс "1" — "0", что соответствует максимуму, то наблюдается импульс на первом выходе устройства, если "0" — " 1", что соответствует минимуму — на втором).

На этом первый этап функционирования заканчивается и начинается второй этап — этап работы °

Если исследуется достаточно высокочастотный процесс, то при каждом такте величина амплитуды импульсов на выходе блока 8 Л Ц по модулю превосходит значение порогового напряжения U, и блок 7 сравнения вырабатывает импульсы, при поступлении которых на тактирующий вход T-триггера 24 блок 17 с каждым тактом запоминает значения амплитуды входного сигнала и в последующий такт выдает это значение на выход, т.е. работает в режиме задержки входного сигнала на один такт. В этом режиме работы устройство работает следующим образом. В амплитудно-импульсном модуляторе 1 по закону анализируемого случайного процесса модулируют по амплитуде тактовые импульсы. Промодулированная последовательность тактовых импульсов поступает на вход блока 8 непосредственно и через блок

17 — на второй вход блока 8. После вычитания получается пачка импульсов, временное положение и длительность которых определяется с точностью до одного такта интервала времени, в течение которых производная случайного процесса не меняет свой знак.

Импульсы пачек, усиленные и ограни339596 а ченные по амплитуде блоком 6, ïîñтупают на установленный вход триггера 5, на первый вход которого поступают импульсы с выхода элемента 4 запрета. Первый импульс пачки, поступая на триггер 5, переводит его в положение "1", в котором триггер

5 находится до тех пор, пока на него не поступит импульс с выхода элемента 4 запрета. Импульсы на выходе элемента 4 запрета формируются при отсутствии импульсов на выходе усилителя-ограничителя 6. Следовательно, переход триггера 5 из положения "0" в положение "1" соответствует временному положению максимума, а переход

"1" — "0" — временному положению минимума. При исследовании медленно меняющихся (низкочастотных) процессов задержка импульсов с выхода амплитудно-импульсного модулятора на один такт недостаточна, чтобы величина на выходе блока 8 d U была больше значения порогового напряжения U задаваемого блоком 11. Величина порогового напряжения U, задаваемая блоком 11, выбирается из условия где U - напряжение шума на выходе блока 8.

Следовательно блок 7 не формирует управляющего импульса и амплитуда импульса на выходе блока 17 не изменяется. Устройство функционирует таким образом до тех пор, пока за счет увеличения интервала между мо40 ментом выборки импульса записанного в блоке 3, и моментом прихода очередного импульса с выхода блока

2, величина напряжения на выходе блока 8 BU по абсолютной величине не превысит значения порогового нап45 ряжения U . В момент превышения модулем величины d U значения порогового напряжения tJ, блок 7 вырабатывет импульс, который поступает на такти50 рующий вход первого RS-триггера 5 и на тактирующий вход блока 17. Под действием его блок 17 запоминает значение амплитуды импульса, действующего в этот момент на его информационный вход, и в следующий такт

55 величина импульса на выходе блока 17 будет равна амплитуде вновь записанного в нем импульса. Последующее функционирование устройства аналогич1339596 но описанному. Триггер 5 может изменять свое состояние лишь при значениях выходного напряжения блока 8

DU„ обеспечивающих надежную работу блоков 6 и 4.

Устройство завершает функционирование при снятии напряжения с управляющего входа. При этом закрывается первый элемент И 9, триггер 5 переводится в состояние "0" и на второй установочный вход триггера 10 действует низкий потенциал, исключающий возможность его перехода в другое состояние.

Блок 17 адаптивной выборки работает следующим образом.

На входы элементов И 22 и 23 поступают тактовые импульсы, которые, в зависимости от состояния триггера

24, проходят на выход элементов И 22 и 23. Пусть триггер 24 находится в состоянии "0", в этом случае элемент

И 23 открыт, а элемент И 22 закрыт, поэтому тактовые импульсы поступают на вход разрешения запоминания второго запоминающего элемента 19 и управляющий вход ключа 20. Под действием этих импульсов элемент 19 запоминает величину каждого из импульсов, поступающих на информационный вход блока 17. Одновременно с этим на выходе блока наблюдаются импульсы, сформированные ключом 20, с амплитудой., равной величине записанной во втором запоминающем элементе 19. При приходе на тактирующий вход блока 17 импульса он поступает на вход трИггера 24, под действием которого он переходит в другое состояние, вследствие чего элемент И 23 закрывается и открывается элемент И 22.

Поэтому тактовые импульсы поступают на вход разрешения запоминания элемента 18 и управляющий вход модулятора 2, теперь уже элемент 18 запоминает величину каждого из импульсов, поступающих на информационный вход блока 17, а на его выходе образуются импульсы, амплитуда которых равна величине, записанной в элементе 19.

Дальнейшее функционирование схемы аналогично описанному.

Формула изобретения

Устройство для выделения экстремумов, содержащее амплитудно-импульсный модулятор, блок вычитания RSтриггер, элемент запрета, первый элемент задержки„ усилитель-ограничитель и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом

5 элемента запрета и с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора, информационный вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к входу вычитаемого блока вычитания, выход которого через усилитель-ограничитель соединен с установочным входом первого триггера и с вторым входом элемента запрета, выход которого подключен к входу сброса первого триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, в него введены блок сравнения, пять элементов И, три элемента задержки, второй RSтриггер, Т-триггер, два запоминающих элемента, два ключа и блок задания порогового уровня, выход которого подключен к входу задания порога блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом запуска устройства и соеди30 нен с входом сброса второго RS-триггера и через первый элемент задержкис первым установочным входом второго

RS-триггера, второй установочный вход которого подключен к выходу первого элемента И и к тактирующим входам Т-триггера и первого RS-триггера„ прямой и инверсный выходы первого RS-триггера через второй и третий элементы задержки подключены к первым входам соответственно второго

40 и третьего элементов И, прямой выход второго RS-триггера через четвертый элемент задержки соединен с вторыми входами. второго и третьего элементов

И, прямой и инверсный выходы Т-триг45 гера подключены к первым входам соответственно четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, выходы четвертого и пятого элементов И соединены с управляющими входами и входами разрешения запоминания соответственно первого ключа и первого запоминающего элемента и второго ключа и вто55 рого запоминающего элемента, информационные входы запоминающих элементов объединены и подключены к выходу амплитудно-импульсного модулятора, 1339596

Составитель Е.Куртин

Техред В.Кадар Корректор M.Ïoæo

Редактор А,Ворович

Заказ 4225/41 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 выходы первого и второго запоминаюцих элементов подключены соответственно к информационным входам второго и первого ключей, выходы которых соединены с входом уменьшаемого блока вычитания, выход которого подключен к информационному входу блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И являются выходами устройстВ ва.