Устройство для регистрации информации

1 ити1гА Й Союз Советских Социалистицеских РеспубликОП ИС ИЕ и)634313 ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19,0 1) 2 06 К 11/О ием заявкирис Государственный комит Совета Министров ССС оо делам иэаоретений(45) Дата опубликования описания 25.11.72) Авторы изобретен В. Г, Абакумов, Е ешевников и А. Р. Павлен а Ленина политехнический институтВеликой Октябрьской социалистическойреволюции Киевский имени 50-л(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМА 1 ИИ стройство не позвО- гналы субнаносек.вверхнй предел поло. ы Ограничен постоянных процессов на ми. Однако описанноеляет регистрировать сдиого диапазона. т. к.сы пропускания системной времени перезарядшени трубки. Изобретение относится к устройствам регистрации и обработки однократных и редко- повторяющихся процессов наносекундного и субнаносекундного диапазонов, представленных электрическими сигналами с малой амплитудой, и может быть использовано в ядерной физике, исследовании плазмы, анализе радиолокационных сигналов, применении электронных методов поиска неисправностей и т. п.Известно устройство для регистрации информации, представляющее собой электроннолучевой преобразователь с использованием запоминающей электроннолучевой трубки (ЗЭЛТ) 1 .Однако известное устройство не позволяет регистрировать сигналы нано- и субнаносекундного диапазона, так как верхний предел полосы пропускания устройства ограничен постоянной времени перезарядных процессов при записи информации на поверхности диэлектрика, а уменьшение постоянной времени принципиально ограничено физической сущностью перезарядных процессов.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для регистрации информации, содержащее запоминающчо электроннолучевую трубку, соединенную с олоком подсвета, усилителями отклонения по координатам Х и Ъ и формирователем напряжения сгнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, последовательно подключенные блок индикации, логический блек, детектор видеосигнала и видеоусилитель, связанный с запоминающей электроннолучевой трубкой, генератор разверткч спи гывания, соединенный с формирователем сигнала запуска и логическим блоком, формирователь сигналов записи и считывания, свя. занный с генератором развертки считываия, блоком подсвета и формировагелем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой тв бкн, и генератор горизонтальной развертки, соединенный с блоком подсвета и формирователем напряжения сигнальнсй пластины за 5 оминающей электроннолучевой трубки 26343 311 ль изобрстеия - повышение быстро- .1 йстви 51 стройства.Это достигается тем, что в устройство ввлены последовательно соединенные регул ирумы й блок питания, дополнительная элс ктронцолучевая трубка, формирователь замедляющих сигналов и элемент задержки, связанный с генератором горизонтальной развертки, два блока коммутации, усилитель сигналов и цифроаналоговый преобразователь, дополнительная электроннолучевая трубка соединена с усилителем сигналов, первый коммутатор подключен к усилителю сигналов, генератору развертки считывания и усилителю отклонения по координате У, второй коммутатор связан с усилителем отклонения по координате Х, генератором горизонтальной развертки и цифроаналоговым преобразователем, подключенным к формирователю сип 1 алов записи и считывания и формирователю сигналов запуска.СуНнкгь предлагаемого рцсния поясН 55 сгду 10 Н 1 ими фигмрах 1: ф 1 1 фуц кциНа,1 ьцая схема устройства; фиг. 2 сх матичке устройство дополнительной элктроцнолучевой трубки с замедляющей сстс мой; фиг. 3 - мишень запоминающей электроннолучевой трубки с условным обозначением линии потенциального рельефа, строк ргтра считывания, точек возникновения импульсов-откликов,Ус гройство для регистрации информации (фиг.) содержит запоминаюгцую электрошолу 1 евую трубку 1, соединенную с блоком подсвета 2, усилителями отклонения по координатам Х 3 и координатам У 4 и форми рователем наиряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки 5, последовательно подключеццыблок индикации 6, логический блок 7, детектор видеосигнала 8, и видео) сцлитель 9, св 51 занный с запоминающей электроцно,1 учевой трубкой 1, генератор развертки счипявания 10, соединенный с формировате,м сиНала запуска 11 и логически олоком 7, формирователь сигналов запис:. и счит 1 ННия 12,связанный с гецераторсо рази ргки счит 1 вания 10, блоком подсвета 2 и фрмцроватлем напряжения сигнальной .Нны запоминающей электроннолучвой трубки 5, и генератор горизонтальной развертки 13, соединенный с блоком подсвета 2 и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки 5, последовательно соединенные регулируемый блок питания 14, дополнительная электроннолучевая трубка 15, формироват,ь замедляющих сигналов 16 и элемнт з;држки 17, связанный с генератором горизонтальной развертки 13, два блока коммутации 18 и 19, усилитель сигналов 20 и цифроаналоговый преобразователь 21, дополнительная электроннолучевая трубка 15 соединена с усилителем сигналов 20, первый коммутатор 18 подключен к усилителю сигналов 20, генератору развертки считы 5 1 О 5 20 21 ЗО 35 40 45 50 55 13 вания О и усилителю отклонция цо координате 1 4, второй коммутатор 19 связан с усилителем отклонения по координате Х 3, генератором горизонтальной развертки 13 и цифроаналоговым преобразователем 21, подключенным к формирователю сигналов записи и считывания 12 и формирователю сигналов запуска 11.Схематическое устройство дополнительной электроннолучевой трубки с замедляющей системой (ЭТЗС) (фиг. 1 позиция 15) показано на фиг. 2. ЭТЗС состоит из катода 22, около которого расположен, как в обычной осциллографической трубке, модулятор 23, осуществляющий модуляцию электронного луча исследуемым сигналом; экрана 24, предохраняющего модулятор 23 от воздействия замедляющего импульса: трубы дрейфа 25, предназначенной для растягивания (в физическом смысле) промодулированного электронного пучка; металлического цилиндра 26, образующего совместно с трубкой дрейфа 25 отрезок коаксиальной линии передачи; сопротивления К 27, величина которого согласована с волновым сопротивлением линии; электронного умножителя 28, Все вышеперечисленные элементы заключены в стеклянный вакуумный баллон 29, расположенный внутри соленоида 30, создающего продольное магнитное поле, удеркиваюшее электроны на оси трубы. На выходе электронного умножителя 28 установ.и нагрузочный резистор 31.В исходном состоянии . устройство находится в режиме Запись. Выход электронного умножителя ЭТЗС 28 соединен со входом усилителя сигналов 20, выход которого соединен со входом усилителя отклонения по координате У 4 посредством коммутатора 8. Выход генератора горизонтальной развертки 13 соединен со входом усилителя отклонения по координате Х 3 юсредством блока коммутации 19. На сигнальную пластину запоминающей электроннолучевой трубки 1 с выхода формирователя напряжения сигнальной пластины запоминашей ЭЛТ 5 подается соответствующее режиму записи напряжение,Далее иоследовательность работы устройства такова,В электроннолучевой трубке с замедляющей системой фиг. 2) осуществляется предварительное изменение масштаба времени исследуемого сигнала, позволяющее увеличить эффективную ширину полосы пропусканця устройства и, таким образом, повышающее быстродействие устройства.Это обеспечивается слсду 1 ошим образом.Исследуемый сигнал, модулирукщий электронный пучок, подается ца модулятор 23 ЭТЗС.Промодулированный электронный пучок растягивается (в физическом смысле) при прохождении его через полый металлический цилиндр - трубу дрейфа 25, к которой приложен уменьшающийся во времениимпульс напряже ия, выр бягьВяем, й .1 Ормирователсм зяхОд(яших сигналов 6, начало которого синхронизировано с моментом входа в трубу модулированного участка пучка. Таким образом, электроны входят в трубу дрейфа 25 с постоянно снижающим ися энергиями и, следовательно, пролетают через нее с постепенно уменьшающимися скоростями.По мере выхода электронов из трубы дрейфа 25 промодулированный участок пучка оказывается все более растянутым, т. к. после входа электрона в трубу дрейфа 25 с некоторой скоростью он оказывается экранированным от всех внешних электрических полей и продолжает двигаться в трубе дрейфа 25 с той же скоростью независимо от изменения потенциала трубы относительно катода. Для удержания электронов на оси трубы используется продольное магнитное поле, создаваемое в стеклянном вакуумном баллоне 29, расположенном внутри соленоида 30,Труба дрейфа 25 помешена в металлический цилиндр 26 большого диаметра, совместно с которым она образует отрезок коаксиальной линии передачи. Замедляющий импульс, вырабатываемый формирователем замедляюших сигналов 16, распространяется по этой линии и поглошается в сопротивлении К 27, величина которого согласована с волновым сопротивлением линии.После выхода из трубы дрейфа 25 электроны поступают в электронный умножитель 28, напряжение с нагрузочного резистора 31 которого подается на вход усилителя сигналов 20.Сигнал, получаюшийся после растяжения пучка, аналогичен входному, но растянут по оси времени. Линейная зависимость между длительностью входного и выходного сигналов обеспечивается выбором замедляющего импульса соответствующей форм ы.При поступлении на вход услителя сигналов 20 исследуемого сигнала с измененным масштабом времени сипхроимпульс, поступающий ня запуск генератора горизонтальной развертки 13 из формирователя замедляющих сигналов 16 через элемент задержки 17 запускает развертку по оси Х.Импульс подсвета прямого хода развертки записи, поступающий из блока подсвета 2 на модулятор ЗЭЛТ 1, открывает нормально запертый электронный луч ЗЭЛТ 1, а на вертикально-отклоняюгцие пластины ЗЭЛТ 1 поступает исследуемый сигнал с измененным масштабом времени из усилителя отклонения по координате У 4, вход которого соединен с выходом усилителя сигналов 20 посредством первого блока коммутации 8 в режиме Запись. На мишени ЗЭЛТ 1 записывается потенциалограмма исследуемого сигнала с измененным масштабом времени (фиг. 3). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ОКОНЧЯН ,. Я ЗЯПСИгенератора горизонтальной развертки 13, соответствующим по временному положению заднею фронту импульса подсвета записи, устройство переводится в режим Считывание.При этом на сигнальной пластине ЗЭЛТ устанавливается напряжение, соответствуюшее режиму Считывание, выход генератора разверток считывания 10 подключается ко входу усилителя отклонения по координате У 4 посредством первого блока коммутации 18, а выход цифроаналогового преобразователя 21 подкгпочается ко входу усилителя отклонения по координате Х 3 посредством втооого блока линейной коммутации 19.Запуск генератора развертки считывания 10 осушествляется формирователем сигнала запуска 11. Пилообразное напряжение, вырабатываемое генератором развертки считываия 10 через первый блок коммутации 16 поступает на вход усилителя отклонения по координате Ъ 4, выход которого соединен с вертикально-отклоняюши 5 и пластинами ЗЭЛТ 1, и отклоняет луч по вертикали; луч последовательно развертывает ординать записанной потенциалограммы, начиная свое движение всякий раз от нижней границы мишени фиг. 3).Нормально запертый луч ЗЭЛТ 1 открывается импульсом подсвета прямого хода развертки считывания, вырабатываемого блоком подсвета 2.Одновременно с началом движения луча считывания сигналом Начало счета, Вырабатываемого генератором развертки считывания 10, лается разрешение на прохождение мерных импульсов на вход счетчика (Оги еского б,Ока (. Генератор мерных импульсов входт в состав логического блока При пересечени лучом считывания линии потенциального рельефа потенциалограммы в цепи сигнальной пластины ЗЭЛТ 1 возникает импульс-отклик, который усиливается видеоусилителем 9, дифференцируется и стяндартизируется детектором видеосигнала 8, а затем поступает на логический блок 7, запрегцяя прохождение мерных импульсов на вход счетчика логического О,О- ка 7; в счетчике блока У выраоатывяеся код, соответствуюший времени движения,- ча считывания от поступления сигнала Начало сцстя до момента пересечения его с линией потенциального рельефа.Импуьсом генератора развертки сч 11. Ва 5 О, соотВетствюшим по Временно", положению заднему фронту мпульса Одсветя прямого хода развертки считывания, сгроопруется передача информяцсо сцт. чпкя логического блока 7 в блок нд.:ц, 6.ФО;ироватс,ь сигналов зяу";,;. де 1 мц, 1в б Ок ц 1 йоо 1 1 ц ц; цОоразОВателя 21, няряжее с вь.Од; которого поступает на вход усилителя отклонения по координате Х 3 посредством второго блока коммутации 3; луч смещается на один шаг по оси Х.Производится очередной запуск генератора развертки считывания 10, Считывание производится в описанном выше режиме.Таким образом, код счетчика логического блока 7 будет изменяться от строки к строке по закону изменения ординат ис 1 О следуемого сигнала.Обработка информации производится блоком индикации 6, По окончании операции считывания импульсом, вырабатываемым цифроаналоговым преобразователем 21, устройство переводится в режим Подготовка. Процесс подготовки мишени ЗЭЛТ 1 к записи производится аналогично операции Считывание, однако связь логического блока 7 с блоком индикации 6 запрещена. В результате процесса подготовки мишени ЗЭЛТ 1 снимаются остатки потенциаль ного рельефа ранее считанной потенциалограммы; блоком цифроаналогового преобразователя 21 вырабатывается импульс, переводящий систему в режим Запись.25Формула изобретения Устройство для регистрации информации, содержащее запоминающую электроннолучевую трубку, соединенную с блоком 30 подсвета, усилителями отклонения по координатам Х и У и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, последовательно подключенные блок индикации, логический блок, детектор видеосигнала и видео 35 усилитель, связанный с запоминающей электроннолучевой трубкой, генератор развертки считывания, соединенный с формирователем сигнала запуска и логическим блоком, формирователь сигналов записи и считывания, связанный с генератором развертки считывания, блоком подсвета и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, и генератор горизонтальной развертки, соединенный с блоком подсвета и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные регулируемый блок питания, дополнительная электроннолучевая трубка, формирователь замедляющих сигналов и элемент задержки, связанный с генератором горизонтальной развертки, два блока коммутации, усилитель сигналов и цифроаналоговый преобразователь, до полнительная электроннолучевая трубка соединена с усилителем сигналов, первый коммутатор подключен к усилителю сигналов, генератору развертки считывания и усилителю отклонения по координате у, второй коммутатор связан с усилителем отклонения по координате Х, генератором горизонтальной развертки и цифроаналоговым преобразователем, подключенным к формирователю сигналов записи и считывания и формирователю сигналов запуска,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Денбновецкий С. В., Зинченко В. Я., Черевко Ю. М. Регистрация кратковременных одиночных импульсов перфоратором и самописцем. Приборы и техника эксперимента,2, 1969, с. 133 - 135.2. Миллс, Трис. Цифровая система для регистрации наносекундных процессов.Электроника,25, 1971, русск. перевод, с, 38 - 45.Тонлц БпанплнпБелнмпульспБ- алкпилп Составителришвили Техред О. ЛуТираж 784 Государственногопо делам из3035, Москва, Жл ППП Патент комитетабретений.35, Рауш г. Ужго 1;орректор Н. ТупиПодписноеСовета Министров СССРоткрытийкая наб., д. 4 5од, ул. Проек 1 ная.