Устройство для накопления аналоговой информации

1111 Я 2723 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Сова Советских Социалистических Республик(32) 29.09.67Япония .76. Бюллетень М тосудлрственный комитет Совета Министров СС по делам иаобретени публиковано 30 53) УДК 681,333.001.5(72) Автор изобретения Иностранец Сигео Минами(Япония) ностранная фир Хитати Лимитед(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКОПЛЕ ИНФОРМАЦИИНАЛОГОВОЙ Изобретение относится к области вычислительной техники.Известны устройства для накопления аналоговой информации, содержащие блок записи на магнитной ленте, вход которого через низкочастотные фильтры и сумматор подключен к источнику аналоговых данных.Предложенное устройство отличается тем, что, с целью увеличения отношения уровня полезного сигнала к шумам, в пего введены подсоединенные к блоку записи на магнитной ленте цепи одновременного и последовательного накопления аналоговых данных с выхода сумматора и цепи одновременного и последовательного считывания указанных данных, которые через дополнительные переключатель каналов, инвертор и низкочастотный фильтр подключены к соответствующим входам сумматора и самопишущего прибора, а через цепь формирования импульсов - к входу источника аналоговых данных и к соответствующесму зажиму перекл 1 очателя каналов,На фиг.,1 представлена блок-схема аналогового накопителя; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства; на фиг. З,приведены графики, иллюстрирующие обработку данных, полученных аналоговьгм накопителем.Аналоговый накопитель (фиг. 1) содержит источник 1 аналоговых данных, низкочастотный фильтр 2 аналоговый сумматор 3, низкочастотный ф 11 льтр 4, которые последовательно соелинены друг с другом в перечисленном порядке. Аналоговый и точнцк 1 может быть взят сцобым так, чтобы обеспечивалось повториое ио "тупленис аналоговых данных. Например, им может быть масс-сиектрометр, спе 1 строфотсметр, гиромагнцтный резонансный прибор или элсктроэнцефалограф. Накопитель включает в себя такжс блок 5 для запцси на 0 ленту с каналами 1, В, С и О, к которьгмподключены записывающис и воспроизводящие головки (на фиг. 1 не показаны), переключатель 6 каналов, инвертор 7, цепь 8 формирования импульсов, нцзкочастотнь 1 й фильтр 5 9 и самописец 1 О.Выход инвертора 7 соединен с входом аналоговсго сумматора 3 и самописецем,10. Переключатечь 6 каналов снабжен зажимами 11 - 18. Переключатель обеспечивает псреключе ние между по,1 Ожсииями. указанными спло 1 нными стрелками 19 - 22, и положениями, указанными пунктирными стрелками 23 - 26.Зажимы 11 - 14 сослинсны с выходом низкочастотного фильтра 4, выхолом формировате ля импульсов, который, в свою очередь, связан с источником 1 аналоговой информации, каналамц С и В соответственно, а зажимы 15 - 18 - с каналами Л, В, входом инвертора 7 и входом формирующей цепи 8 соответствен 1 но, Вход низкочастотного фильтра 9 соединенс входом формирующей цепи 8, а выход фильтра 9 - с входом самописца 10 и с входом сумматора 3.Каналы А и В блока 5 служат каналами хранения, а каналы С и Р - каналами воспроизведения, если положение переключателя 6 таково, как указано сплошными стрелками :19 - 22, и, наоборот, при положении переключателя, определяемом пунктирными стрелками 23 - 26, каналы С и Р используются в качестве каналов хранения информации, а каналы Л и В - для воспроизведения.На фиг. 2 изображена принципиальная схема аналогового накопителя, Схема содержит входные зажимы 27, 28 и 29, инвертор, со,стоящий из резисторов 30 и 31 и усилителя 32, аналоговый сумматор на резисторах 33 - 36 с усилителем 37, первый низкочастотный ,фильтр, образованный резисторами 38 и 39, конденсатором 40 и диодом 41, второй низкочастотный фильтр, образованный только конденсатором 42, ограничительную цепь, выполнепную из диодов 43 и 44 и резисторов 45 - 48, и выходной зажим 49, Инвертор, аналоговый сумматор, первый низкочастотный фильтр и второй низкочастотный фильтр соответствуют на фиг. 1 инвертору 7, аналоговому сумматору 3, низкочастотному фильтру 9 и низкочастотному фильтру 4, входные зажимы 27 - 29 (фиг. 2) образуют вход инвертора 7, выход фильтра 2 и вход фильтра 9 соответственно, а выходной зажим 49 соответствует зажиму 11 переключателя 6 каналов, Фильтр 2 и формирующая цепь 8 (фиг. 1) не показаны на фиг. 2, так как они могут быть обычного типа.Устройство работает следующим образом.Первая аналоговая информация от источника 1 (фиг. 1) поступает на фильтр 2, через который проходит только низкочастотная составляющая аналоговой информации (например, 10 гц) и подается на фильтр 4 через аналоговый сумматор 3, если переключатель 6 находится в положении, указанном стрелками 19 - 22, то низкочастотная аналоговая информация с выхода фильтра 4 записывается в канал А блока 5 записи на ленте,Предположим, что вканале В в то же самое время, как начинает работать источник 1, записывается синхронизирующий инпульсный сигнал.По завершении записи первой аналоговой информации в канале А переключатель переводят в положение, указанное пунктирными стрелками 23 - 26, с помощью сигнала завершения. В этом положении воспроизводит. ся синхронный сигнал, находящийся в канале В, и формируется с помощью цепи 8. Сформированный синхросигнал возбуждает источник аналоговой информации, который вырабаты вает вторую аналоговую информацию. Эта информация подается на сумматор 3, как описано для первой информации. Синхроимпульс, который появляется на выходе формирующей цепи 8, поступает не толико в источник 1, но 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 бО 65 также записывается в канал Р как сигнал, ге. нерирующий аналоговую информацию, вызывая третью аналоговую информацию от источника 1. С другой стороны, первая аналоговая информация, хранимая в канале Л, после изменения ее полярности инвертором 7 подается на сумматор 3, Следовательно, первая и вторая аналоговые информации синхронно с ммирются в сумматоре 3 и затем записываются в канале через фильтр 4. По завершении записи просуммированной информации переключатель 6 устанавливается сигналом завершения в положение, указанное стрелками 23 - ,26. В это время воспроизводится синхросигнал, находящийся в канале Р, и, как описано, поступает на формирующую цепь 8, выход которой запускает источник 1 для подачи третьей аналоговой информации через фильтр 2 на сумматор 3, Выходной сигнал формирующей цепи 8 записывается в канале В как аналоговая информация, вырабатывающая сигнал для запуска источника 1, с целью получения четвертой аналоговой информации. С,другой стороны, аналоговая информация, полученная добавлением к второй информации и записанная в канале С, воспроизводится и подается на сумматор 3 после инвертирования инвертором 7. Следовательно, информация, образованная добавлением к вторым данным, и третья информация складываются в сумматоре 3 и через фильтр 4 записываются в канале Л.Повторяя упомянутую операцию, можно последовательно накапливать отдельные аналоговые данные, вырабатываемые источником 1, и в конце концов записать накопленную информацию самописцем 10 (графопостроителем). Составляющие сигналов накопленной информации, записанной самописцем 10, представляют собой Л составляющих сигналов единичной информации (Л - количество накоплений), а составляющая шумов становится равной 1 Л от составляющейсдиничной информации. Следовательно, выигрыш отношения сигнала к шуму в накопленной информации пропорционален )Ь. Таким образом, составляющая сигналов накопленных данных достаточно выделяется на фоне составляющей шума.Шумы, вызванные ускорением или замедлением ленты вследствие, например, неравномерности ее движения, неравномерности вращения ведущего вала, приводят к увеличению ошибок в результате операций накопления аналоговой информации, так как большин.ство таких шумов содержат низкочастотные шумы меньше 10 гц. Система на фиг. 1 решает эту проблему использованием каналов В и Р синхронизации без дополнительного компенсирующего канала, Таким образом,:шумы выделяются вместе с синхронизирующими сигналами с канала Р, когда переклвчател 6 находится в положении, указанном сплошными стрелками 19 - 22 из канала В, копдапереключатель занимает положение, указанное пунктирными стрелками 23 - 26, и подаются через фильтр 9 на сумматор 3, где шумы вычитаются из аналоговой информации в течение каждого накопления с целью устранения составляющей шума.В действительности, лента блока 5 записи перематывается каждый раз,при переключении переключателя 6. Поэтому может быть применена лента, в которой или необходимо стереть хранимые сигналы, или в которой хранимые сигналы исчезают самопроизвольно.На фиг, 3, а - г показаны результаты процесса накопления аналоговой информации системы фиг. 1, использующей цепь фиг. 2. Представлены случаи для У (где У - количество накоплений, равных, соответственно 1, 4, 20, 100.Из фиг. 3 видно, что котда Л равно 1, суммирования нет, сигнал и шум едва различимы. Но как только Ь становится больше 1, составляющие сигнала и шумы могут быть значительно легче разделены.Результаты, приведенные на фиг. 3, а - г, были получены при следующих условиях. В качестве ленты использовалась лента типа Ясо 1 сй ЭМ 488, Характеристики ленты такие: верхний уровень + 1 - + 10 в, выходной уровень +1 в, отношение силнала к помехе 40 дб, скольжение -+3% (без компенсации), входной импеданс 5,ком, коэффициент усиления 41 - 160 дб.5Фор мул а изобретенияУстройство для накопления аналоговой ин формации, содержащее блок записи на магнитной ленте, вход которого через низкоча стотные фильтры и сумматор подключен к источнику аналоговых данных,и самопишущий прибор, отличающееся тем, что, с 15 целью увеличения отношения уровня полезного сигнала к шумам, оно содержит подключенные к блоку записи на магнитной ленте цепи одновременного и последовательного накопления аналоговых данных с выхода сумма тора и цепи одновременного и последовательного считывания указанных данных, которые через дополнительные переключатель каналов, инвертор и низкочастотный фильтр подключены к соответствующим входам суммато ра и самопишущего,прибора, и через цельформирования импульсов присоединены к входу источника аналоговых, данных л к соответствуютцему зажиму, переключателя каналов,Заказ 1451,3ЦНИИПИ Подписноев СССР ипографпи, пр. Сапунова, 2 Изд. М 1410 Государственного комитета по делам изобретений и 3035, Лтосква, )К, Рауш