181388. lajstromszámú szabadalom • Analóg mintavételező berendezés szélsőérték keresésére és zavarkompenzálásra mintavételezett jelek feldolgozásánál
3 181388 4 menő jelet randszeresen mintavételezi és az így kapott egymást kővető mintavételi értékek logikai elemzésével szelektálja ki azokat a pozitív, vagy negatív csúcsokat, melyek zavar eredetűek. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a berendezés a pillanatnyi mintavételi érték, a megelőző mintavételi érték és a pillanatnyi kimenet közül mindig a nagyság szerinti középsőt fogadja el pillanatnyi mintavételi értéknek, úgy a rövid idejű zavarimpulzusok hatása teljesen kiküszöbölhető. A találmány tárgya berendezés szélsőérték keresésére és zavar kompenzálásra mintavételezett jelek feldolgozásához, mely kívülről vezérelhető és benne Sample-hold áramkörök vannak. A találmány abban van, hogy a berendezés bemeneté két párhuzamosan kapcsolt Sample-hold áramkörön keresztül középső jelszintet kiválasztó áramkör egy-egy bemenetéhez csatlakozik, ez utóbbi kimenete pedig egyrészt analóg komparátor egyik bemenetéhez (x), másrészt egy kimeneti Sample-hold áramkör bemenetéhez van kötve, míg ez utóbbi kimenete egyrészt a középső jelszintet kiválasztó analóg áramkör harmadik bemenetéhez, másrészt az analóg komparátor másik bemenetéhez (y) csatlakozik, továbbá a berendezés részét képezi még egy Z = A • (B+C) ■ (D+E) logikai függvényű kombinációs áramkör, melynek A bemenetéhez az ütemgenerátor második ütemjel-kimenete, B és D bemenetéihez az egész berendezés vezérlő bemenetei, C és E bemenetéihez az analóg komparátor kimenetei csatlakoznak, míg a kombinációs áramkör Z kimenete a kimeneti Sample-hold áramkör beírást vezérlő bemenetéhez van kötve, az ütemgenerátor első ütemjel-kimenete T-típusú billenőkör bemenetéhez csatlakozik, míg ez utóbbi ponált és negált kimenetei a bemeneti Sample-hold áramkörök beírást vezérlő bemenetelhez vannak kötve. A találmány fő előnye abban van, hogy az állandósult szélső érték pontos tárolását akkor is biztosítja, ha annak kialakulását megelőzően nagy amplitúdójú impulzusszerfi zavarjelek jutnak a bemenetére. A találmány kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük. A rajz a találmány szerinti berendezés elvi kapcsolási vázlatát szemlélteti. A rajzon látható kapcsolás bemenete az 1 és 2 Samplehold áramkörökön keresztül a 3 középső jelszintet kiválasztó áramkör első két bemenetéhez csatlakozik. A 4 ütemgenerátor első ütemjel kimenete az 5 T-típusú billenőkör bemenetéhez, második ütemjel kimenete pedig a 6 kombinációs áramkör „A” bemenetéhez csatlakozik. Az 5 T-típusú billenőkör két kimenete az 1, ill. 2 Sample-hold áramkörök vezérlő bemenetéihez csatlakozik. A 6 kombinációs áramkör „B” és „D” bemenetéihez a berendezés vezérlő bemenetei, „C” és „E” bemenetéihez pedig a 7 analóg komparátor kimenetei csatlakoznak, míg a 6 kombinációs áramkör „Z” kimenete a kimeneti 8 Sample-hold áramkör vezérlő bemenetéhez van kötve. A 3 középső jelszintet kiválasztó áramkör kimenete egyrészt a 7 analóg komparátor „x” bemenetéhez, másrészt a 8 Sample-hold áramkör bemenetéhez van kötve, míg ez utóbbi kimenete egyrészt a 3 középső jeiszintet kiválasztó áramkör harmadik bemenetéhez és a 7 analóg komparátor „y” bemenetéhez csatlakozik, másrészt az egész berendezés kimenetét alkotja. A rajz szerinti kapcsolás működése a következő: A 4 ütemgenerátor minden vezérlési ciklusban egy-egy impulzust ad először az első, majd a második kimenetén. Az első ütem hatására az 5 T-típusú billenőkör átbillen, és eredeti állapotától függően az 1 vagy 2 Sample-hold áramkörök közül valamelyik beírást vezérlő, élvezérlésű bemenetére beíró jel jut. Mivel az 5 T-típusú billenőkör minden vezérlési ciklusban átbillen, ezért az egymást követő ciklusokban felváltva íródik be az 1 és 2 Sample-hold áramkörök valamelyike, miáltal az egyik mindig a pillanatnyi mintavételi értéket, míg a másik a megelőző ciklushoz tartozó mintavételi értéket tárolja. A 4 ütemgenerátor második ütemjele megfelelő logikai feltételek teljesülése esetén a 6 kombinációs áramkörön keresztül a 8 Sample-hold áramkör vezérlő bemenetére jut, mire megtörténik a 3 középső jelszintet kiválasztó áramkör kimenetén lévő jelszint átírása a kimeneti 8 Sample-hold áramkörbe. A berendezés működési módja ezek után a 6 kombinációs áramkör B és D bemeneteire adott vezérlőjelkombinációtól függ. A 6 kombinációs áramkör logikai függvénye a következő: Z = A • (B+C) • (D+E) A „B” és „D” vezérlöbemenetekre adható négyféle jelkombináció esetén a berendezés működési módjai az alábbiak: B= 1, D = 1 esetén: Z=A lesz, vagyis a 4 ütemgenerátor ütemjele mindig eléri a 8 Sample-hóld áramkör vezérlő bemenetét, így a 3 középső jelszintet kiválasztó áramkör kimenő jele (x) minden ciklusban átiródik a kimeneti 8 Samplehold áramkörbe, miáltal a berendezés zavarszűrőként működik. B=0, D= 1 esetén: Z = A • C, vagyis a második ütemjel csak akkor vezérli a 8 Sample-hold áramkör beírását, ha C= 1, ami akkor teljesül, ha a kiválasztott középső jelszint nagyobb, mint a kimeneti jelszint (y), így a berendezés most maximum kiválasztó áramkörként működik. B = 1, D=0 esetén: Z = A • E, vagyis a középső jelszint (x) csak akkor íródik be a 8 Sample-hold áramkörbe, ha x kisebb, mint a pillanatnyi kimenet (y) és ezért E = 1. Látható, hogy a berendezés most minimum keresést végez. B=0, D=0 esetén: Z = A • C • E =0, ugyanis a C és E közül valamelyik mindig zérus, mivel nem lehet egyszerre x>y és x <y is igaz, ezáltal a kimeneti 8 Sample-hold áramkörbe újabb beírás nem történik. Ez a vezérlőjel-kombináció tehát a berendezés megállítására és a megállítás pillanatában érvényes kimenet megtartására szolgál. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy mivel a kiszűrt zavaró jelek amplitúdóját teljesen figyelmen kívül hagyja, így a zavarszűrő hatás független a zavarok tényleges nagyságától, mely eredményt a szokásos zavarszűrő megoldások nem szolgáltatják. További előny, hogy a rendszer nem tartalmaz exponenciális viselkedésű időállandót, hanem ehelyett a feldolgozandó jelet mindössze egyetlen mintavételi periódusidőnek megfelelően késlelteti; vagyis a ciklusidő helyes megválasztásával elérhető, hogy a holtidő megegyezik a kiszűrhető leghosszabb időtartamú zavarimpulzus időtartamával. Ez az információ-elmélet szerint elérhető minimális késleltetés a különböző működési elvű, de azonos szűrési hatékonyságú szűrők között. Ezért a berendezés zavarszűrés szempontjából optimálisnak tekinthető. Ezen túlmenően a találmány szerinti berendezés még ezt az optimális zavarkompenzálást szélsőérték kereséssel is párosítja. 5 10 ■4 .15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
