Устройство регистрации импульсных сигналов

,с) ( 0) Я 29/п г)судлРственный кг)митг: ГпО изОБРГтсниям и ОткпьТиямПРИ Гкнт СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ гК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к регистрацииоднократных быстропротекающих процес- .сов. Цель изобретения - повышение точно Ы 3 7 рд 2 4. А сти, Цель дости ается тем, что воспрОИЗво димый на экране ЗЛТ 2 сигнал оптич.,ски усиливается, проектируется с помощью линзы 3 на прибор-матрицу 4, где оптический сигнал преобразуетгя в электрический с последующим кодированием и ог)г)еделением цен) ра считываемОГО импульса. Кроме ТОГО, на чертеже приведены датчиккомпаратор 5, триггер 6, генератор 7. Формирователь 8 импульсов опроса, счетчик 9, дец)ифр)тор 10, сумматор 11, делитель 12, элемент 13 задержки, регистр 14, вычислитель 15, формирователь 16 импульсов записи. 1 з.п, флы, 1 ил.,Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации импульсных сигналов с длительностью несколько наносекунд,Цель изобретения - повышение точности регистрации импульсных сигналов.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит измерительный датчик 1, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 2, линзу 3, фотоприемную матрицу(ФПМ) 4, компаратор 5, триггер 6, генератор 7, формирователь 8 импульсов опроса, счетчик 9, дешифратор 10, сумматор 11, делитель. 12, элемент 13 задержки, регистр 14, вычислитель 15 и формирователь 18 импульсов записи, который включает инвертор 17, одновибратор 18, элементы И 19 и 20 и триггер 21.В качестве измерительного датчика 1 может быть использован любой(индукционный, тензорезисторный, полупроводниковый и т.д,) датчик, способный преобразовывать входной импульсный сигнал в электрический; Тип датчика выбирают в за- висимости от типа входного воздействия, которое необходимо регистрировать,ФПМ 4 выполнена на приборах с зарядовой связью и содержит М Р ячеек (фотоэлементов), опрос которых производится сверху вниз (от 1 до М) и слева направо (от 1 до Р). 8 качестве вычислителя может быть использована любая ЭВМ,Устройство выполняет следующие фун. кции: формирование электрического сигнала из входного импульсного сигнала (датчик 1, ЭЛТ 2, линза 3, ФПМ 4, генератор 7, формирователь 8); определение максимально засвеченных световым потоком ЗЛТ 2 ячеек ФПМ 4(триггер 6, генератор 7, компаратор 5, Формирователь 16, счетчик 9, де" шифратор 10, сумматор 11, делитель 12); рекистрацию порядковых номеров ячеек (элемент 13, регистр 14), вычисление крутизны фронтов импульсных сигналов и Формирование выходного сигнала (вычислитель 15). 15 20 25 30 35 40 45 50 Формирование электрического сигнала из входного импульсного происходит следующим образом.На вход датчика,1 поступает импульсный сигнал, который характеризуется фронтом, спадом и другими участками. На выходе датчика 1 при этом формируется электрический сигнал, пропорциональный входному сигналу, Он воспроизводится на экране ЭЛТ 2.Сфокусированный линзой 3 оптический сигнал с ЭЛТ 2 переносится на ФПМ и активизирует работу тех ячеек матрицы, которые попадают под световой поток.В идеальном случае форма импульсного сигнала, воспроизведенная ячейками матрицы, должна опислгваться узкой кривой, соответствующей движению луча по экрану ФПМ 4, Однако вследствие оптических несовершенств линзы 3, а также возможной расфокусировки луча ЭЛТ 2 световое пятно на ячейках ФПМ 4 от луча при движении формирует область с размытыми краями. Вцентральной части области засветка ячеек ФПМ 4 максимальная, так как световой поток Е в этих местах максимален,По мере удаления от центральной части области засветка периферийных явек уменьшается по кривой Е =- 1 (и), При эком число одновременно засвеченных ячеек при движении луча характеризуе размер й области, Он определяется степенью расфокусировки луча; чем область больше, тем больше ячеек активизируется лучом, В идеальном случае Ь,Определение и регистрация порядковых номеров Й 1 максимально засвеченных ячеек ФПМ 4 происходят следующим образом.В момент появления импульсного сигнала триггер 6 опрокидывается и своим высоким потенциалом дает команду юнератору 7 на формирование импульсов, С помощью формирователя 8 осуществляется построчный опрос ФПМ 4 сверху вниз (от 1 до М), а затем слева направо (от 1 до Р)При опросе незасвеченные ячейки формируют на выходах нулевые сигналы, а засвеченные - единичные, При этом чем больше засветка ячейки, тем больший по амплитуде сигнал она формирует на своем выходе,На выходе компаратора 5 формируются импульсы, соответствующие моментам появления импульсов с ячеек ФПМ 4,Число импульсов в каждой пачке может регулироваться подбором уровня порогового напряжения, подаваемого на опорный вход компаратора 5, Его значение определяется экспериментально по величине входных импульсных сигналов и зависит от типа используемой ЭЛТ 2, фокусирующих свойств линзы 3 и т.д,Одновременно счетчик 9 начинает просчет импульсов, гступающих на его вход с выхода генератора 7. Дешифратор 10 это число дешифрирует, и каждый раз по команде с компаратора 5 оно записывается в сумматор 11, Таким образом в сумма 1 оре фиксируется сумма порядковых номеров ячеек ФПМ 4, засвеченных овсовым потоком с ЭЛТ 2.1Определение среди них ячейки с максимальной засветкой осуществляется по сиг налу, формируемому формирователем 16 в делителе 12 на два. Сигнал с максимальной амплитудой располагается практически в центре пачки импульсов, формируемой ФПМ 4, Это свидетельствует о том, что из всех засвеченных ячеек в опрашиваемой строке центральная ячейка имеет максимальную засветку, Ее порядковый номер й 1 определяется делением на два числа импульсов, поступивших на вход сумматора 11 в момент записи,После появления последнего импульса с компаратора 5 в опрашиваемой строке ФПМ 4 формирователь 16 формирует сигнал, по заднему фронту которого происходит указанное деление делителем 12. Через некоторое время, определяемое элементом 13 задержки, результат деления записывается в регистр 14, Таким образом в регистр 14 заносится порядковый номер максимально засвеченной ячейки опрашиваемой страки,Работа формирователя 16 заключается в определении моментов начала и конца появления импульсов с компаратора 5. В исходном состоянии, при котором на выходе компаратора 5 импульсов нет, триггер 21 на своем выходе формирует нулевой потенциал, Он поддерживается сигналом с выхода элемента И 19, управление которыМ осуществляется импульсами с одновибратора 18 и инвертора 17,При появлении на выходе компаратора первого импульса на время его длительности элемент И 20 по одному входу открывается. На другой вход продолжают поступать импульсы с одновибратора 18, открывающие элемент И 20 по другому входу, при этом триггер 21 опрокидывается,В момент прекращения импульсов с компаратора 5 элемент И 20 закрыаается и- первый импульс с генератора открывает элемент И 19 и возвращает.триггер 21-а исходное состояние,Одновибратор 18 формирует импульсы такой длительности, чтобы они совпадали во времени с импульсами с компаратора 5, крторые могут иметь некоторую задержку после прохождения через большее количество цепей по сравнению с импульсами с компаратора 5. При опросе следующей строки ФПМ 4 в регистр аналогично записывается порядковый номер й 2 следующей максимально засвеченной ячейки. Процесс опроса Р строк ФПМ 4 осуществляется до тех пор, пока в управляющем выходе счетчика 9 не сформируется импульс переполнения, возвращающий триггер 6 в исходное сосгояние.Формирование импульсов опроса генератором 7 и формирователем 8 прекращает ся. Одновременно этим же сигналом даетсякоманда вычислителю на обработку информации, записанной в регистре 14.Вычисление крутизны др импульсногосигнала в вычислителе 15 происходит дз по этапно следующим образом.1) в память вычислителя 15 вводитсякоэффициент масштабирования (К) и при необходимости заданное (требуемое) значение крутизны д фронта импульсного сигнала, 15 Коэффициент масштабирования определяется геометрическими размерами,ФПМ 4, числом ячеек матрицы и т,д2) из регистра 14 в вычислитель 15 вводятся порядковые номера й ячеек ФПМ 4, 20 3) вычисляются разности 6 в порядковых номерах последующих и предыдущих максимально засвеченных ячеек по формуле Ь-М+1 - й 1;4) сравниваются значения Ь и 6 +1, 25 при этом если 4 - 4+ 1, то вычислениедр не производится (этап обработки информации на участке, где сигнал отсутствует), если 44 + 1, то вычисляется крутизна З 0 по формуле др К 4, если 44 +1, товычисление др не производится,5) вычисляется среднее значение кру.тизны по формуле где и - число засвеченных ячеек ФПМ 40 (число измерений);6) сравнение расчетного значения др сзаданным дэ,,Ч,выдача информационного сигнала орезультатах расчета и управляющего сигна 45 ла в случае, еслидр дз,й) снятие управляющего сигнала по ис.течении времени Т 1Тг,где Т 2- время, в течение которого ожидает.ся приход следующей серии импульсных50 сигналов,При необходимости в вычислителе 15может быть рассчитана длительность импульсного сигнала и аналогично крутизнасигнала нэ участке спада,При регистрации импульсных сигналовпротивоположной амплитуды его рвсиссрация и обработка происходят аналогицнс, эаисключением изменения условий в и 4 алгоритма работы вычислителя 15 и устанс 1 вкисоответствующего уровня срабатыванияСоставитель Н,КриновТехред М.УОргентал Редактор А,Огар Корректор С,Черни Заказ 423 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КН 1 СССР 1 3035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно издан:.Льский комбииа "Патент", г, Ужгород, ул,Гзаринз 101 компаратора 5. Если устройсгво предназначг.но тОлькО для формирования информации О з Рачении крутизнь 1 фронтов импульсных сигналов, то пп,6 и 8 из алгоритма работы вычислителя 15 могут быть исключены.УгРравля Рощий сигнал на выхОде вычислителя 15 формируется при превышении расчетной крутизной др импульсных сигналов заданной крутизны дэ . Наличие этого сигнала свидетельствует о том, что данная серия импульсов может привести к дестабилизации работы аппаратуры или системы и требуется приняты меры защиты аппаратуры или системы от воздействия этих импульсных сигналов.Формула изобретения 1. Устройство регистрации импульсных сигналов, содержащее формирователь входного сигнала, компаратор, генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, дешифратор и регистр, о т л ич а ю щ е е с я тем., что, с целью повышения точности, в него введены триггер, формирователь опросных сигналов, сумматор, делитель, элемент задержки и формирователь импульсов записи. а формирователь входного сигнала выполнен оптоэлектронным и содержит измерительный датчик, выход которого соединен с входом электронно-лучевой трубки и управляющим выходом формирователя, оптический выход электронно-лучевой трубки соединен через линзу С ВХОДОМ фОтОПРИЕМНОй МатРИЦЫ, ВЫХОД КО. торой соединен с информационным выходом формирователя, а опросный вход - с соответствующим входом формирователя, управляРОщий выход формирователя входного сигнала соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого соединен через формирователь опросных импульсов с опросным входом формирователя входного сигнала, управляющий выход счет 5 чика соединен с вторым входом триггера, а группа выходов соединена с группой информационных входов дешифратора, выходы которого соединены с группой информаци. онных входов сумматора, управляющий10 вход которого соединен с выходом компаратора, а группа выходов соединена с группой информационных входов делителя, управляющий вхбд которого соединен с входом элемента задержки и с выходом формирова 15 теля импульсов записи. выход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра, группа информационных входов которого соединена с выходами делителя, выход регистра соединен с выходом устрой 20 ства, выход компаратора соединен с первым управляющим входом формирователя импульсов записи, второй управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов,25 2, Устройство по п.1, о т л и ч-а ю щ е ес я тем, что формирователь импульсов записи содержит инвертор, одновибратор, два элемента И и триггер, вход инвертора и первый вход первого элемента И соединены сЗО первым входом формирователя, вход одновибратора соединен с вторым входом формирователя, выход одновибратора соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И,35 второй вход которого соединен с выходом инвертора, выходы первого и вто; ого элементов И соединены с входами Рриггера, выход которого является выходом формирователя,