Устройство для регистрации однократных быстропротекающих процессов

п 167 О 947 ОП Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01,10.75 (21) 2178131/1851) М. Кл.зб 06 К 15/2 присоединением заявки сударственнык комит СССР о делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 30.06.79. Бурдаев, Р, А, Валитов и А. В. Шани 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВбретение относится к област вычислительной техники и для регистрации однокра автома- предназых проа являе трируем тики иначено тн цессов.Известны устройства для регистрации однократных быстропротекающих процессов 1, содержащие аналого-цифровой преобразователь, блок записи и считывания и вычислитель.Недостатком устройств тся большой объем излишне регис ой информации.Известны также устройства, содержащие блок перезаписи, блок памяти, ограничитель амплитуды сигнала, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, второй соединен с входом преоб,разователя напряжение в к, и с выходом регулируемого источника опорного напряжения, а выход его подключен к усилителю вертикального отклонения, соединенному через первый коммутатор с вертикальными отклоняющими пластинами запоминающей электронно-лучевой трубки, второй вход первого коммутатора подключен к выходу блока калиброванных разверток, который через второй коммутатор соединен с горизонтальными отклоняющими пластинами, запоминающей электронно-лучевой трубки. Второй вход второго коммутатора подключен к выходу. формирователя координаты времени. Выход преобразователя напряжение - код соединен с установочными входами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу время-импульсного преобразователя, причем входы коммутаторов, преобразователя напряжения - код и формирователя координаты времени соединены с соответствующими выходами блока упр авл ения 2 .Существенным недостатком известных устройств регистрации и анализа быстро- протекающих процессов, использующих запоминающие электронно-лучевые трубки, является появление при считывании зарегистрированного сигнала ложных импульсов- отметок. Это связано с тем, что из-за неоднородности начального потенциального рельефа мишени запоминающей электронно-лучевой трубки на ней, кроме потенциального следа зарегистрированного сигнала, существуют аномальные точки (шумящие участки мишени) с потенциалом, отличным от нуля. Таким образом, при сканировании мишени считывающим растром формируются как импульсы-отметки, соответствующие следу зарегистрированного сигнала, так и импульсы-отметки, соответствующие аномальным потенциальным точкам. Это приводит к появлению на интервале измерения, равном одному периоду считывающего пилообразного напряжения, нескольких импульсов-отметок.Цель изобретения - повышение достоверности анализа формы однократных быстро- протекающих процессов.Поставленная цель достигается введением дополнительного время-импульсного преобразователя, дополнительного счетчика, двух элементов сравнения, двух триггеров, двух элементов И, вычислительного блока и блока интерполяции, ключа, первый вход которого соединен с коллектором запоминающей электронно-лучевой трубки, второй его вход - с выходом первого триггера, а выход - с входом время-импульсного преобразователя и с нулевым входом второго триггера. Один вход дополнитель. ного время-импульсного преобразователя соединен с соответствующим входом время- импульсного преобразователя и с единичным входом второго триггера, его выход подключен к входу дополнительного счетчика, выход которого подключен к первым входам элементов сравнения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами вычислительного блока. Выход первого элемента сравнения подключен и единичному входу первого триггера, к второму входу дополнительного время-импульсного преобразователя и к первым входа л элементов И, второй вход первого элемента И соединен единичным выходом второго триггера, а выход - с входом блока управления, второй вход второго элемента И соединен с нулевым выходом второго триггера, а выход - с блоком перезаписи, соединенным со счетчиком, вычислительным блоком и блоком памяти, вход и выход которого соединены с блоком интерполяции. Входы вычислительного блока, блока интерполяции и блока памяти подключены к соответствующим выходам блока управления.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Выход ограничителя 1 амплитуды сигнала соединен с входом усилителя 2 вертикального отклонения, а вход - с регулируемым источником 3 опорного напряжения. Коммутаторы вертикального 4 и горизонтального 5 отклонения соединены с соответствующими выходами блока 6 калиброванных разверток и с выходом блока 7 управления, другой выход которого соединен с формирователем 8 координаты времени, выход подключен входом к коммутатору 5, Выходы коммутаторов 4 и 5 связаны с соответствующими входами запоминающей электронно-лучевой трубки 9 (ЗЭЛТ). Выходы регулируемого источника 3 опорного напряжения и блока 7 управления соединены с соответствующими входами преобразователя 10 напряжение - код, а коллектор ЗЭЛТ 9 через ключ 11, время-импульсный 5 10 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 бО 65 преобразователь 12 соединен со счетчиком 13. Дополнительный время-импульсный преобразователь 14 соединен с выходом блока 7 управления и с входом дополнительного счетчика 15 импульсов, выход которого соединен с входами элементов сравнения 16 и 17, выходы которых соединены с соответствующими входами триггера 18, выход которого соединен с управляющим входом ключа 11, выход которого соединен с первым входом триггера 19, второй вход которого соединен с выходом блока 7 управления. Первый вход вычислительного блока 20 соединен с блоком 7 управления, с которым соединен блок 21 интерполяции, Выход элемента 17 сравнения соединен с входом время-импульсного преобразователя 14 и первым входом первого элемента И 22, второй вход которого соединен с выходом триггера 19, а выход - с входом блока 7 управления, Первый вход блока 23 перезаписи соединен с выходом счетчика 13, а выход - с входами вычислительного блока 20 и блока памяти 24, второй вход которого соединен с блоком 7 управления, Блок памяти соединен с блоком 21 интерполяции. Один вход которого элемента И 25 соединен с выходом элемента 17 сравнения, а другой - с нулевым выходом триггера 19, выход второго элемента И 25 соединен с входом блока 23 переписи,Устройство работает следующим образом.При поступлении входного сигнала на ограничителе 1,выделяется вершина, изображение которой записывается на мишени ЗЭЛТ 9, Уровень ограничения, формируемый регулируемым источником 3 опорногэ напряжения по команде блока 7 управления, преобразуется в цифровой код преобразователем 10 напряжение - код, По окончании записи блок управления переключает при помощи коммутатора 5 пластины Х с выхода блока 6 калиброванных разверток на выход формирователя 8 координаты времени, с помощью которого по программе, задаваемой блоком управления, устанавливаются место выборок по временной оси и их темп.Одновременно с началом измерительной развертки считывания, формируемой блоком 6 калиброванных разверток и обеспечиваемой пластинами У, подключенными в этом режиме к выходу блока 6, блоком 7 управления запускаются основной 12 и до. полнительный 14 время-импульсные преобразователи и устанавливаются в единичное состояние триггер 19. В этот же момент времени сигналом с блока управления осуществляется считывание кода уровня ограничения в счетчик 13, а также запускается вычислительный блок 20.Вычислительный блок 20 предназначен для формирования чисел Лшах и Лш 1 п, пред ставляющих собой соответственно максимальное и минимальное ожидаемые значения очередной ординаты зарегистрированного процесса. Эти числа вычисляются согласно формуламгпах - -г+5 где У, 1 - измеренное значение (г - 1)-й 1 Оординаты процесса;ЛЮ - величина максимально возможного приращения (положительного или отрицательного) г-йординаты. 15Величина ЛМ определяется, исходя издинамического диапазона амплитуд входных сигналов и величины шага дискретизации по времени.С момента запуска время-импульсные 20преобразователи 12 и 14 начинают формировать на своих выходах импульсы с частотой , (с периодом Т,), которые подсчитываются счетчиками 13 и 15 соответственно. Как только число импульсов, заполняющих счетчик 15, станет равным Мг,элемент 16 сравнения нижней границыформирует на своем выходе импульс, который устанавливает триггер 18,в единичноесостояние, При этом разрешающий потеяциал с выхода триггера 18, поступая науправляющий вход ключа 11, открываетего для прохождения г-го импульса-отметки с коллектора ЗЭЛТ 9.В момент пересечения потенциальных 35рельефов вертикальной линии развертки иранее записанного контура вершины исследуемого процесса с коллектора ЗЭЛТ 9снимается импульс, который, проходя черезоткрытый ключ 11, блокирует время-импульсный преобразователь 12 и устанавливает триггер 19 в исходное (нулевое) состояние.В счетчике 13 формируется числог: огр + Уо:огр + "Iогде Ур - код уровня ограничения, считанный с преобразователя 10 вмомент запуска.т - временной сдвиг импульса-от 0метки относительно импульсазапуска, формируемого блокомуправления.В момент достижения счетчиком 15 числа Мсрабатывает элемент 17 сравнения верхней границы, импульс с выхода которого блокирует время-импульсный преобразователь 14, сбрасывает триггер 18, запирая тем самым ключ 11, и опрашиваетэлементы И 22 и 25,60Поскольку к данному ,моменту временитриггер 19 находится в нулевом состоянии,то открыт элемент И 25, Импульс опроса,пройдя через элемент И 25, опрашиваетблок 23 перезаписи, и код У;, характеризу ющий очередное мгновенное значение зарегистрированного процесса, переписывается в блок 24 памяти и в вычислительный блок 20 для формирования очередных значений Лти и УвахС появлением следующего импульса запуска цикл считывания повторяется. На каждом цикле считывания для очередного импульса-отметки формируется временной интервал ожидания Т=То 2 ЛУ, при попадании в который импульс-отметка считывается принадлежащим зарегистрированному сигналу.Поскольку моменты ,времени появления импульсов-отметок, принадлежащих реальному сигналу и шумовых импульсов некоррелированы, то попадание шумовых (ложных) импульсов-отметок в заданный временной интервал ожидания маловероятно, т. е. при наличии в одном цикле считывания на входе ключа 11 нескольких импульсов-отметок на выход ключа проходит только отметка от реального сигнала.Если среди совокупности импульсов-отметок на данном цикле считывания отметка от реального сигнала будет отсутствовать (подавлена шумами или по иной причине) или амплитуда импульса-отметки будет меньше порога срабатывания ключа 11, сигнал на выходе его не сформируется, Выходной сигнал ключа 11 не сформируется и в том случае, когда импульс-отметка, хотя и будет единственным, но не попадет в заданный интервал ожидания.В этом случае к моменту появления сигнала на выходе элемента 17 сравнения (сигнал конца интервала ожидания) триггер 19 остается в единичном состоянии,т.е. импульс с,выхода элемента 17 сравнения проходит через элемент И 22, соединенный с единичным выходом триггера 19 и поступает на вход блока 7 управления. При этом перезапись содержимого счетчика 13 в блок 24 памяти и в вычислительный блок 20 отсутствует, так как отсутствует само измеренное значение г-й ординаты зарегистрированного процесса. В случае пропадания измеряемого сигнала на выходе ключа 11 вычислительный блок 20 формирует коды Жг+г,и Жг+г используя значение (г - 1) -го (а не г-го) достоверного измерения, при этом от блока управления поступает удвоенное значение ЛЛг (2 ЛМ). Вообще. в случае последовательного многократного пропадания измеряемого сигнала величина КЛг последовательно увеличивается в (гг+1) раз, где и - число последовательно пропавших замеров. Таким образом, временной интервал ожидания в этом случае увеличивается от цикла к циклу до тех пор, пока не произойдет захват очередного импульса-отметки.Блок управления по импульсу элемента И 22 выдает команду обмена на блоки интерполяции 21 и памяти 24. При этом из блока 24 в блок 21 переписываются значения (К - 1)-го, а затем (К+1)-го достоверных замеров и осуществляется операция интерполяции 1-го значения ординаты зарегистрированного процесса по формуле1 - 1+ 1+1 510 15 20 25 30 35 40 45 Вычисленное значение 1-го замера переписывается в соответствующую ему ячейку блока 24 памяти.Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет анализ каждой текущей ординаты на ее принадлежность реальному зарегистрированному сигналу и в случае ее недостоверности производит интерполяцию пропавших точек, что значительно повышает достоверность анализа формы однократных быстропротекающих процессов,Формула изобретения Устройство для регистрации однократных быстропротекающих процессов, содержащее блок перезаписи, блок памяти, ограничитель амплитуды сигнала, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, второй соединен с входом преоббразователя напряжение в к и с выходом регулируемого источника опорного напряжения, а выход подключен к усилителю вертикального отклонения, соединенному через первый коммутатор с вертикальными отклоняющими пластинами запоминающей электронно-лучевой трубки, второй вход первого коммутатора подключен к выходу блока калиброванных разверток, который через второй коммутатор соединен с горизонтальными отклоняющими пластинами запоминающей электронно-лучевой трубки, второй вход второго коммутатора подключен к выходу формирователя координаты времени, выход преобразователя напряжение в к соединен с установочными входами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу время-импульсного преобразователя, причем входы коммутаторов,670947 Составитель Г. Сивин Заказ 1311/17 Изд. Ме 389 Тираж 780 ЦНИИПИ НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5