Специализированное вычислительное устройство

: на 8с ,;,:., ; н ОПИСАНИЕ р 423128 Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М, Кл. 6 06 15/20 ением заявкирис 32) Приоритетпубликовано 05.04,74 ата опубликования о Государственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретения А. Л. Гуревич, Л. А. Русино В. Иванова 71) Заявитель Ленинградский ордена Трудового Красного Знаминститут имени Ленсовета ехнологически ИЗИРОВАННОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬН УСТРОЙСТВО 4) СПЕ ожет лн ыи вход которого сших разрядовничный выходряжение, первого соединеныи блоком упрарших разрядоввторой элемены с выхода, а выход - сена структурная сх счетчика - с преый элес нулевления, счетчиент И, ми младнулевым алого-цифрового апливающего тиа усреднения и соедикод-натвует нау в счетстарших ов 4 равплитуды трометра целения Предлагаемое устройство предназначенодля первичной обработки данных масс-спектрометров с электростатической разверткой.Известны цифровые устройства, осуществляющие измерение амплитуды пиков ионных 5токов и вычисление массового числа.Эти устройства построены по схемам аналого-цифровых преобразователей с обратнойсвязью и нереверсивным счетчиком, включающие схему сравнения, преобразователь коднапряжение, счетчик и блок управления.Недостатком таких устройств является низкая помехоустойчивость: случайное увеличение сигнала на вершине пика, вызываемое помехами, фиксируется устройством как полезный сигнал.Известны устройства, содержащие блок усреднения с счетчиком, в которых для повышения помехоустойчивости использовано усред-,нение измеренного значения. 20Однако такие устройства сложны из-за применения в блоке усреднения реверсивного накопительного счетчика большой емкости в режиме параллельного сумматора,Целью изобретения является упрощение 25схемы устройства при помехоустойчивом измерении амплитуды масс-спектрометрическогопика.В предлагаемом устройстве эта ь достигается за счет проведения усредн лишь 30 тои части амплитуды пика, которая мменяться под действием помех.Для этого в устройство введенытельный тригер, счетндинен с выходом младпреобразователя, а едиобразователем код-напмент И, входы которвым выходом триггераа выход - с входом стака преобразователя, ивходы которого соединших разрядов счетчикавходом триггера.На чертежике изображустройства.Устройство состоит из апреобразователя (АЦП) накпа с обратной связью, блокблока управления.АЦП включает схему сравненияненную с выходом преобразователяпряжение (ПКН) 2, на котором дейспряжение К, пропорциональное кодчике 3 АЦП, связанном с ПКН кодовнами.Счетчик 3 состоит из младших 4 и5 разрядов. Емкость младших разрядна числовому эквиваленту двойной аодействующих на выходе масс-спек60 65 помех. Между младшими и старшими разрядами счетчика 3 установлен дополнительный триггер б, управляющий ячейкой ПКН 2 с весом, равным весу первого из разрядов о счетчика д, Нулевои выход триггера Ь связан с входом первого элемента И /, второи вход которого соединен с Олоком управления, а выход в с входом разрядов О счетчика 3 элемента И 8, соединенного с выходами младших разрядов сче 1 чикаи фиксирующего момент заноь 1 ннания их наполовину. 15 ыход разрядов 4 счегчикасоединен со счегным входом трнг 1 ера О, 1 актовые иьшульсы на счетчик д носгуна От но шине 9 из Олока унравлены 1 10,ьлок усреднения состоит из каскадно включенных счетчиков 11 и 12, 1 актовые импульсы в счетчик 11 подаются из Олока управления но шине 1,5. 15 ход счетчика 12 дополнительно связан с выходом элемента И 14, входы которого соединены с олоком управления. Код на регисграцшо выдается с выходов счетчика 12 и разрядов о счетчика 3. 11 ри этом единица из старшего разряда счетчика 12, аналогичная единице триггера б, перед регистрациеи передается на вход разрядов 5 счетчикано шине 15. Ълок управления 10, связанный по первому(шина 1,5) и второму выходам с блоком усреднения, но третьему 1 шина 9) с входом младших разрядов ч счетчика 3 и но четвертому с элементом И 7, а но входу со схемои сравнения 1, выполняет операции Оонаружения пика, нахождения его центра и фиксирует число циклов усреднения при измерении амплитуды пика.Устройство работает следующим образом.При запуске на левый вход схемы сравнения 1 подается напряжение Увх с выходного электрометрического усилителя масс-спектрометра. Импульсом сброса (цепь сброса на чертеже не показана) в разрядах 4 счетчика 3 устанавливается код порогового напряжения запуска.При превышении входным сигналом порогового значения (сигнал на шине 16) устройство переводится в режим поиска вершины пика и формирования числового эквивалента его амплитуды. При этом из блока управления 10 по шине 9 тактовые импульсы в моменты У) У,в поступают на вход разрядов 4 счетчика 3. Первое переполнение младших разрядов 4 устанавливает триггер 6 в 1, а при последующем их заполнении на половину их емкости на выходе элемента И 8 появляется сигнал, который возвращает триггер б в О, При этом единица переноса через элемент И 7 поступает на вход разрядов 5 счетчика 3. Так как веса единицы первого из старших разрядов 5 и триггера 6 одинаковы, то напряжение Упри этом не изменяется.Очередное переполнение разрядов 4 счетчика 3 вызывает переход триггера 6 в 1, а сиг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4нал элемента И 8 возвращае его в О ит. д.В моь 1 ент достижения вершины ника, определяемый олоком управления 10, элеь 1 е 11 т к 17 запирается, и на разряды 4 счетчика 3 итриггер О, изолированные теперь от остальноичасти счетчика д, независимо от состояниясхемы сравнения 1 подаются по шине э тактовые иьшульсы. 11 ри этом осуществляегся развергывающее преооразование изменяемои части амплитуды, г 1 а счетчики 11 и 12 иьшульсыпроходят но шине 1 О лишь нрн наличии сигнаЛа На ШИНЕ 10 при Овх) 1 ос1 аким ооразом, за вреь 1 я заполнения разрядов 4 1 с учетом триггера б на его выходе),определяющее ингервал между очереднымиизмерениями амплитуды, на накапливающиисчетчик поступает число импульсов, соответствующее числовому эквиваленту изменяемойчасти амплитуды пика,1 ак как емкость младших разрядов 4 вдвоепревышает амплитуду помех, а триггер запасает единицу при заполнении блока перед на.чалом усреднения менее, чем наполовину, топри возможном уменьшении сигнала на максимальную величину помехи, занимать единицу переноса из старших разрядов 5 счетчика3 не требуется. Если зафиксированное значение сигнала в младших разрядах 4 превышает половину коэффициента заполнения, тотриггер б находится в положении О и передавать единицу переноса в старшие разряды5 при возможном увеличении сигнала на величину помехи также не требуется.Емкость счетчика 11 равна числу цикловизмерения амплитуды, поэтому в счетчике 12накапливается усредненное значение младшихразрядов числового эквивалента амплитудыпика.При вычислении массового числа реализуется схема вычислительного аналого-цифровогопреобразователя, в котором выполнение операции деления совмещается с аналого-цифровым преобразованием. Для этого на левыйвход схемы сравнения 1 подается напряжениеУов, а ПКН 2 запитывается от напряженияразвертки Ур. В момент равновесия имеетместо равенство где У - код в счетчике 3, М - коэффициент заполнения счетчика; С - постоянная, т. е, при соответствующем выборе С код в счетчике соответствует массовому числу.Для удобства регистрации при вычислении массового числа счетчик 12 включается через разрешенный блоком 10 элемент И 14 на параллельную работу с младшими разрядами 4 счетчика 3,423128 Предмет изобретения Составитель Г. ИвановаТехред Л. Богданова Редактор Л. Утехина Корректор Е. Миронова Заказ 2305/11 1 Лзд.695 Тираж 624 Подписное Ц 141 ЛИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Специализированное вычислительное устройство, содепжащее схему сравнения, соединенную с преобразователем код-напряжение и входом блока управления, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам блока усреднения, а третий - к младшим разрядам счетчика преобразования, выход старших разрядов которого подключен к преобразователю код-напряжение, а вход - к выходу блока усреднения, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью упрощения устройства, в него дополнительно введены триггер, счетный вход которого соединен с выходом младших разрядов счетчика преобразования, а единичный выход - с преобразователем коднапряжение, первый элемент И, к одному 5 входу которого подключен четвертый выходблока управления, к другому - нулевой выход триггера, а к выходу - вход старших разрядов счетчика преобразователя, и второй элемент И, входы которого соединены с выхо дами младших разрядов счетчика преобразования и соответствующим входом преобразователя код-напряжение, а выход - с нулевым входом триггера.