Устройство для анализа структурной характеристики показателя преломления атмосферы

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 800426 А 1 19) мА 3. 6/ 1/00 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) НТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е относитзобретения одержащее ы, блок упосигнала и льно введеблоком соадреса и ильтр, форала и видеми око уча О С) одержит первый 11, втолючевые узлы (поразряду входом и выходом), й из узлов имеет десятитатор 3 с етий 13 ки межд 4. Каждь ные инв(56) Авторское свидетельство СССРМ 934427, кл. О 01 Ю 1/00, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СТРУКТУРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано в системах для сбора, анализа и визуализации информации о состоянии атмосферы.Цель изобретения - повышение точности путем учета многообразия изменений амплитуды и ширины спектра излучений источника.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - коммутатор; на фиг. 3 - блок управления; на фиг, 4 - фильтр сигнала; на фиг. 5 - блок сопряжения.Устройство для анализа характеристики атмосферы содержит входы 1 для датчика сканирования атмосферы, преобразователь 12 видеосигнала, коммутатор 3, запоминающий блок 4, блок 5 управления, корректор 6 адреса; фильтр 7 сигнала, формирователь 8 телевизионного сигнала, видеоконтрольный блок 9, и блок 10 сопряжения с внешним устройством.К входам 1 подключается датчик сканирования атмосферы, который содержит сопряженные последовательно линзу, объектив, призму, расщепляющую входной(57) Использование: изобретени ся к метеорологии, Сущность и состоит в том, что в устройство, с датчик сканирования атмосфер равления, преобразователь виде запоминающий блок, дополните ны коммутатор, соединенный с пряжения с ПЭВМ, корректор соединенные последовательно фрователь телевизионного сигн нтрольный блок. 5 ил,и ок излучения атмосферы на четыре пучк, формируя четыре канала передачи информации, которые через интерференционный фильтр связаны с входами фотоэлектронных усилителей, выходы которых через аналоговый коммутатор обьединеныв один канал для передачи информации с временным уплотнением каналов. Выход коммутатора является информационным выходом датчика. Датчик также содержит узел, обеспечивающий сканирование сканера датчика в одной плоскости, выход которого является выходом сигнала синхронизации крайнего положения сканера.Преобразователь 2 видеосигнала между входом и выходом имеет соединенные последовательно усилитель, аналого-цифровой преобразователь и регистр на десять разрядов, а второй вход преобразователя 2 соединен с аналого-цифровым преобразователем.Коммурой 12 итрразрядные параллельные вход, выход, которые объединены шинами входа, выхода коммутатора и вход управления, которыесвязаны через шину с блоком 10 сопряжения, 5На фиг, 2 - 5 входы и выходы узлов обозначены цифрами блоков по чертежу фиг. 1,с которыми эти входы и выходы связаны.Запоминающий блок 4 содержит по числу каналов датчика четыре листа памяти. 10Формат листа памяти 180 элементов в строке на 512 строк с разрядностью, равной десяти, Выходы листов памяти являютсявыходамй блока 4 и дополнительно соединены с информационными входами коммутатора, выход которого соединен черездругой выход блока 4 с входом коммутатора3. Управляющий вход коммутатора черезвходную шину блока 4 соединен с выходомузла 16 блока 5. 20Блок 5 управления содержит синхронизатор 15, узел 16 управления записью, счетчик 17 записи, счетчик 18 отображения,коммутатор 19 адреса.Синхронизатор 15 выполнен по схеме, 25которая содержит включенные между входом и выходами последовательно генераторимпульсов с внешней синхронизацией,счетчик импульсов и формирователь сигналов тактовой частоты, формирователь сигналов строчной и кадровой синхронизации.Счетчик импульсов имеет дополнительныйвыход сигналов частоты записи данных, который соединен с узлами 16 и 17.Узел 16 управления записью содержит 35дешифратор, входы которого соединены ссинхронизатором 15, а выход является выходом сигналов записи узла 16 и другойдешифратор, входы которого соединены свыходами синхронизатора 15 и выходом регистра 23 блока 10, а выходы - с выходомсигнала управления, сигнала подтверждения готовности и сигнала управления коммутатором блока 4,Корректор 6 адреса выполнен по схеме 45параллельного сумматора двух десятиразрядных кодов, поступающих по двум десятиразрядным шинам от блока 5. Входуправления сумматором соединен с выходом узла 16 блока 5, 50Фильтр 7 содержит сумматоры 20 - 22,входы которых соединены шинами с отдельными листами памяти блока 4, а выходы - свыходами фильтра,Формирователь 8 телевизионного сигнала содержит подключенные между входами и выходом три цифроаналоговыхпреобразователя, выходы которых соединены с тремя входами смесителя. Тактовыевходы цифроаналоговых преобразователей параллельно и четвертый вход смесителя соединены с выходами синхронизатора 15 блока 15.Блок 10 сопряжения содержитрегистр 23 команд, регистр 24 данных, регистр 25 адресов строк и столбцов и связи, указанные на чертеже.Принцип работы предлагаемого устройства заключается в преобразователе аналоговых сигналов четырех частей спектра излучения, поступающих с временным уплотнением, в цифровой код данных, последовательным накапливанием данных в объеме телевизионного кадра и визуализации в цветном изображении накопленного объема данных,Устройство работает следующим образом.Видеосигнал с информационного,выхода датчика сканирования через вход 1 устройства поступает на вход преобразователя 2, В преобразователе видеосигнал усиливается, преобразуется в цифровой десятиразрядный код и через регистр последовательно в виде параллельных кодов (цифровых данных) поступает на выход преобразователя 2. Затем через открытый ключевой узел 11 коммутатора 3 цифровые данные поступают на вход запоминающего блока 4 для их записи и хранения,Запись цифровых данных осуществляется последовательно в первые затем во вторые, третьи и так далее до последней ячейки памяти всех листов запоминающего блока 4, На этом заканчивается первый период сканирования атмосферы. Второй, третий и т,д, периоды сканирования характеризуются обновлением цифровых данных во всех ячейках блока 4 приведенным выше порядком их записи в этот блок.На каждом из листов запоминающего блока 4 хранится информация о состоянии атмосферы, воспринятая датчиком в соответствующей части спектра излучения источника. Считывание данных и выдача их на выходы запоминающего блока 4 осуществляется параллельными кодами одновременно со всех четырех листов памяти.Для визуального отображения информации о состоянии атмосферы считывание цифровых данных из блока 4 и дальнейшие операции над ними осуществляются в соответствии с параметрами выбранного телевизионного стандарта,Процессом записи и считывания данных управляет блок 6 с учетом сигнала синхронизации датчика, который поступает в блок 5 через входы 1 устройства при крайнем положении сканера. Сигналы крайнего положения сканера поступают на входы узлов5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 15, 17 блока управления. Синхронизатор 15 выделяет сигналы тактовой частоты для управления работой блоков 2, 8 и 18 и сигналы строчной и кадровой частоты дляблока 8 и узлов 16 и 18 блока б, а также сигнал частоты записи данных для узлов 16 и 17.Узел 16 управления записью формирует сигнал управления коммутатора 19 адреса и корректором 6 адреса, а также сигнал записи и управления коммутатором блока 4, подаваемые через шину на запоминающий блок 4, и сигнал подтверждения готовности, подаваемый в блок 10,В режиме записи информации счетчик 17 под воздействием входн ых сигналов формирует адреса ячеек памяти блока 4, в которые синхронно со сканированием атмосферы записывается значения данных, При этом адреса столбцов поступают в блок 4 через коммутатор 19, а адреса строк - через коммутатор 19 и корректор 6 адреса, В момент записи данных сигнал управления узла 16 переключает корректор 6 на работу в режим трансляции адреса записи.В режиме считывания для отображения информации счетчик 18 под воздействием входных сигналов последовательно формирует адреса ячеек памяти в соответствии со скоростью выбранного телевизионного стандарта. При этом адреса столбцов поступают в блок 4 через коммутатор 19, а адреса строк - через коммутатор и корректор 6 адресов. Для развязки времени записи и считывания информации, а также снижения помех запись данных в блок 4 осуществляется в течение гасящих импульсов телевизионного стандарта,Корректор 6 адреса строки обеспечивает считывание информации таким образом, что наиболее новая информация всегда находится в определенной части экрана видеоконтрольного блока 9, например на последней строке растра. Этим обеспечивается четкость последовательности событий, регистрируемых датчиком,Поскольку емкость памяти блока 4 ограничена одним кадром телевизионного стандарта, то данные, хранящиеся в блоке 4, обновляются с периодом записи кадра, В результате этого в блоке 4 постоянно хранится часть обновленных данных текущего кадра записи и часть данных предыдущего кадра записи, причем на границе обновления данных время между записью равно периоду записи кадра, Чтобы обеспечить четкую последовательность считывания данных в телевизионном кадре для визуализации, корректор 6 начало предыдущего телевизионного кадра фазирует с границей обновления данных путем операции сложения текущего адреса строки телевизионногокадра, поступающего от счетчика 18 черезкоммутатор 19, с адресом строки, в которуюпроизводится запись поступающего от счетчика 17. Сложение адресов в корректореобеспечивает сдвиг данных предыдущегокадра к его началу по строкам со скоростьюза и и си дан н ых в блок 4.Фильтр 7 цифровые данные, которыепоступают от первых трех листов памятичерез сумматоры 20 - 22, корректирует кодами, которые хранятся в четвертом листе памяти блока 4, например соответствующимифоновыми помехам атмосферы. Этимобеспечивается снижение погрешностейданных о состоянии атмосферы,Формирователь 8 преобразует цифровые коды данных в аналоговый сигнал, замешивает в него сигналы строчной икадровой синхронизации, формируя структуру полного телевизионного сигнала выбранного телевизионного стандарта,Отображение информации наблюденийатмосферы осуществляется на экране видеоконтрольного блока 9 с цветным кинескопом.При этом изображение составляющиханализа как бы "скользит" по экрану вдолькадра и обновляется полностью в течениепериода записи кадра в запоминающийблок 4.Блок 10 сопряжения осуществляетсвязь предлагаемого устройства с внешними устройствами, например с персональнойэлектронной вычислительной машиной (начертеже не показана), для повышения точности анализа и возможной обработки результатов анализа состояния атмосферы.Регистр 23 команд предназначен дляхранения кадра команд, определяющих режим сопряжения, например считывания информации из блока 4, через открытыйключевой узел 13 и регистр 24 в ПЭВМ илизапись информации из ПЭВМ через регистр24, ключевой узел 12 в блок 4.При записи данных в ПЭВМ коммутаторзапоминающего блока 4 выделяет на выходе сначала все десятиразрядные коды данных, хранящиеся в первом, затем во втором,третьем и четвертом листах блока 4. Коды этихданных через открытый узел 12 коммутатора3 поступает на регистр 24 и затем в П Э В М длязаписи. Узлы 11 и 13 в этом случае закрытысигналом от регистра 23 блока 10.Регистр 25 фиксирует адреса ячеек запоминающего блока 4 при записи или счи. тывании данных по команде от ПЭВМ черезрегистр 23.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает более высокой1800426 Уиг. 1 точностью анализа параметров атмосферы, поскольку анализ выполняется одновременно в четырех частях спектра излучения, а визуализация производится в цветном изображении,Предлагаемое устройство с более высокой точностью обеспечивает оперативный контроль с учетом ретроспективы наблюдений,В устройстве предусмотрена возможность сопряжения с внешними устройствам для обработки накопленных данных, ввода в предлагаемое устройство априорных и других данных для коррекции накопленных данных или отображения их на экране видеоконтрольного блока. Это повышает производительность устройства при исследованиях атмосферы,Формула изобретения Устройство для анализа структурной характеристики показателя преломления атмосферы,содержащее датчик видеосигнала, блок управления с входом и выходом, блок сопряжения с вторичной аппаратурой и схему анализа, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, схема анализа выполнена в виде преобразователя видеосигнала с первым и вторым входами, коммутатора с первым и вторым входами, блока памяти с первым, вторым, третьим входами и первым и вторым выходами, фильтра сигнала, формирователя телесигнала с первым и вторым входами, видеоконтрольного блока, корректора адреса с первым, вторым и третьим входами,блок сопряжения с вторичной аппаратурой выполнен с первым и вторым сопряженным входом-выходом, а блок управления допол- нительно содержит второй, третий, четвер тый и пятый выходы и объединенныйвход-выход, при этом первый вход преобразователя видеосигнала соединен с датчиком видеосигнала, второй вход преобразователя видеосигнала соединен с вторым выходом 10 блока управления, выход преобразователявидеосигнала соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом блока памяти, первый, второй и третий входы которого 15 соединены соответственно с выходом коммутатора, первым выходом блока управления и выходом корректора адреса, а второй выход блока памяти соединен с входом фильтра сигнала, выход которого соединен 20 с первым входом формирователя телесигнала, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход соединен с входом видеоконтрольного блока, вход блока управления соединен с датчи ком видеосигнала, объединенный вход-выход блока управления соединен с объединенным третьим выходом-входом блока сопряжения с вторичной аппаратурой, третий и четвертый выходы блока уп равления соединены соответственно спервым входом и объединенными вторым и третьим входами корректора адреса, второй объединенный вход-выход блока сопряжения с вторичной аппаратурой соединен с 35 объединенным выходом-входом коммутатора., ул. Гагарина, 1 изводствен аказ 1164 ВНИИПИ Госуда оставитель В.Абрамовех ед М,Мо гентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Рэушская наб., 4/5