Устройство для регистрации электрических сигналов

(51) С 01 Р. 2 ЕТЕНИЯВУ ЗОБ ТЕПЬСТ УС ВТОРС я входом автокалибо тли ч ающе нко,Н, 11 ты и интво СССР1974.о СССР978 дыустройстства соо и вход записино к второмука коррекцииматор, входык выходам пер памяти, а выхустройства.2. Устройсе е по п,1, отем, что в блок кор с яржит пе ч ающ рекции с чики сх и второи счет первый и втоения му ср ат ели чем выход первого вым входом вт рои нычи счетчика ьм вых является четвеподключен к пер авнения, второ первым входом ляется вройства,рого комму вому входу вход которой блока и соедиорого вычиявляется втоторо лока ихемы сВляетск с и вл тат ходамичитывания да адресаго блоками входамипервого ком ответственно,входы к са перв становки адре ателя,ым выхо рой вход вт чен к выход ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(54)(57) 1. УСТРО 11 СТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно включенные первый коммутатор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, пер, вый блок памяти, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй коммутатор, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к третьему входу первого коммутатора, первый вход которого яв ляется информационным входом устройства, вход записи-считывания первого блока памяти объединен с перрого коммутатора и явзаписи-считывания устй и третий входы втотактовой частоты запис амяти являются адреснь стройства, второй вход мутатора являетсровкй устройства,е с я тем, что, с целью повьичениябыстродействия устройства, оно содержит блок коррекции, первый и второйвходы которого подключены к выходуаналого-цифрового преобразователя ик входу автокалибровки устройства соответственно, третий и четвертьй вхотся входами тактовой частотыва и опорного кода устройтветственно, а первый вь 1 ходподключен к входу цифроаналоговогопреобразователя, третий коммутатор,входы которого подключены к входуавтокалибровки устройства, четвертому выходу блока коррекции и выходупервого блока памяти соответственно,второй блок памяти, адресный входкоторого подключен к выходу третьего коммутатора, а информационный входподключены соответствени третьему выходаМ блосоответственно, и сумкоторого подключенывого и второго блоковод является выходом ервым входом в вкход которог дом блока, втго вычьтателя полкл1051464 30 Э 5 40 второго счетчика и первому входупервого вычитателя, второй вход которого является четвертым входомблока, счетный вход второго счетчика является третьим входом блока,первый обнуляющий вход второго счетчика подключен к обнуляющему входупервого счетчика и является вторымвходом блока, выход переполнения первого счетчика подключен к второму Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано цля исследования, формы однократных электрических сиг - налов. 5Известно устройство для регистрации электрических сигналов, содержащее усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, преобразователь кодов, матричную индикаторную панель, распределитель, счетчик, дешифратор, делитель, двухчастотный генератор, блок управления, три коммутатора, два триггера, сумматор, блок запрета и переключа тель 1 .К недостаткам данного устройства относятся относительно высокие погрешности преобразования, обусловленные нелинейностью усилителя, анало го-цифрового преобразователя и дрейфом их параметров в зависимости от условий работы и времени, а также недостаточно высокое быстродействие устройства, ограничивающееся быст родействием блока памяти. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регистрации электрических сигналов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-циФровой преобразователь, первый коммутатор, блок памяти, преобразователь кодов, соединенный с горизонтальными шинами индикаторНой панели, вертикальные шины которой соединены с выходами распределителя, вход которого соединен с тактовым входом блока памяти и вы 1 ходом второго коммутатора, имеющет о обнуляющему входу второго счетчика,выход первого вычитателя подключенк информационному входу второго счетчика, выход схемы сравнения подклю -чен к счетному входу первого счетчика, установочному входу второгосчетчика и является третьим выходом блока, а выход второго счетчика является первым выходом блока,совместно с первым коммутатором несколько входов, два входа и выходкомпаратора кодов соединены с выходами аналого-цифрового преобразо -вателя, блока памяти и с одним извходов второго коммутатора, а двавыхода цифроаналогового преобразователя связаны соответственно через входной коммутатор с входом усилителя и с одним из входов первогокоммутатораОднако быстродействие известного устройства остается невысокими ограничивается тем, что автокалибровка производится после каждогоцикла регистрации и время ее прове -дения прямо пропорционально емкостиблока памяти.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет уменьшения времени перехода от режима за -пнси к режиму считывания и временипроведения автокалнбровки,уменьшение времени проведения автокалибровки достигается тем, что вотличие от известного предлагаемоеустройство осуществляет калибровку.не каждого отсчета, зарегистрированного в блоке памяти, а вычисляет поправки к каждому значению выходного кода аналогоцифрового преобразователя. Кроме того, в предлагаемом устройстве время,затрачиваемое на калибровку одной точки, существенно меныпе за счет использования априорной информации о диапазоне возможных отклонений калибруемого уровня квантования,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для регистрацииэлектрических сигналов, содержащеепоследовательно включенные первый коммутатор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, первый блок памяти, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй коммутатор, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к 10 третьему входу первого коммутатора, первый вход которого является информационным входом устройства, вход записи-считывания первого блока памяти объединен с первым входом вто 15 рого коммутатора и являетсявходом записи-считывания устройства, второй и третий входы второго коммутатора являются входами тактовой частоты записи и считывания. соответственно 20 входы кода адреса и установки адреса первого блока памяти являются адресными входами устройства, второй вход первого коммутатора является входом автокалибровки устройства, дополнительно содержит блок коррекции, первый и второй входы которого подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и к входу авто- калибровки устройства соответственно, третий и четвертьй входы являются входами тактовой частоты устройства и опорного кода устройства соответственно, а первый выход подключен к входу цифроаналогового преобразователя, третий коммутатор, входы которого подключены к входу автокалибровки устройства, четвертому выходу блока коррекции и выходу первого блока памяти соответственно, второй блок памяти, адресный вход которого подключен к выходу третьего коммутатора, а информационный вход и вход записи подключены соответственно к второму и третьему выходам блока коррекции соответственно, и сумматор, входы которого подключены к 1выходам первого и второго блоков памяти, а выход является выходом устройства.Кроме того, блок коррекции содер жит первый и второй счетчики, схему сравнения, первый и второй вычитатели, причем выход первого счетчика является четвертым выходом блока и подключен к первому входу схемы 55 сравнения, второй вход которой является первым входом блока и соединен с первым входом второго вычитателя, выход которого является вторымвыходом блока, второй вход второговычитателя подключен к выходу второго счетчика и первому входу первого вычитателя, второй вход которогоявляется четвертым вхоДом блока, счетный вход второго счетчика являетсятретьим входом блока, первый обнуляющий вход второго счетчика подключенк обнуляющему входу первого счетчика и является вторым входом блока,выход переполнения первого счетчикаподключен к второму обнуляющему входувторго счетчика, выход первого вычитателя подключен к информационному входу второго счетчика, выходсхемы сравнения подключен к счетному входу первого счетчика, установочному входу второго счетчика и является третьим выходом блока, а выход второго счетчика является первым выходом блокаНа фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг,2и 3 - диаграммы, поясняющие егоработу,Устройство для регистрации электрических сигналов содержит первыйкоммутатор 1, усилитель 2, аналого -цифровой преобразователь 3, первыйблок 4 памяти, сумматор 5, второйкоммутатор 6, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 коррекции,третий коммутатор 9 и второй .блок1 О памяти,Блок 8 коррекции (Фиг.1) содержит первый счетчик 11, схему 12 сравнения, первый вычитатель 13, второйсчетчик 14 и второй вычитатель 15Первый блок 4 памяти содержитфиг.1) распределитель 16, счетчик17 адреса, четвертый коммутатор 18,элементы памяти с первого 19 по. М 21,Устройство работает следующимобразом.Перед началом регистрации, какправило, производится автокалибровка устройства по команде "Автокалибровка. Отсутствие этой команды устанавливает первый 11 и второй 14счетчики в нуль, Подача команды "Автакалибродка" разрешает работу этимсчетчикам, подключает выход цифроаналогового преобразователя 7 к входу усилителя 2 через первый коммутатор 1, а адресный вход второгоблока 10 памяти - к выходу первогосчетчика 11 через третий коммутатор 9, Второй счетчик 14 начинаетсчитатять импульсы тактовой частотыКод второго счетчика 14 потрнтступает на цифроаналоговый преобразователь 7, с выхода которого снимается ступенчато нарастающее напря жение. Это напряжение проходит черЕз первый коммутатор 1, усиливается усилителем 2 и преобразуется в код аналого-цифровым преобразовате.лем 3, На первом счетчике 11 в это время стоит код 1, соответствующий первому уровню квантования ацалоготцифрового преобразователя 3. К ак тол ьк О код с ац злОГ О цифр ОБО ГО преобразователя 3 достигнет устацов ленцого зцачеция кода первого уровня квантовация, схема 12 сравцеция11КОДОЙ Бырабатывает сигнал Больше или равно . 1 торой вычитатель 15 определяет поправку, равную разности между кодом с аналого-цифрового преобразователя 3 и кодом с второго счетчика 14, соответс.твующего прецизиоццой калибровочной величине с выхода цифроаналогового прсобразова теля 7 в момент выдачи аналого в цифровым преобразователем 3 кода первого уровня квантования. Эта поправ 11 ка сигналом Больше или равно, вырабатываемым схемой 12 сравнения, заносится БО второй блок 10 памяти по адресу, определяемому состоянием первого счетчика 11подключенного через третий коммутатор 9 и соотВетствующему коду первого уровня кван 35 тования,Кроме того, сигнал Больше или равно" с выхода схеьпп 12 сравнения устанавливает во второй счетчик4 код, вырабатываемый первым вычитателем 13 что Вызывает умень 940 шение ступенчато нарастающего напряжения с Выхода цифроаналогового преОбразователя 7 на величину, соответствующую опорному коду 5 и выбранную исходя из максимальной величины45 дрейфа уровней квантования. Вследствие этих процессов схема 12 сравнения перестает вырабатывать сигналБольше или равно .Под действием заднего фронта сигнала Больше или равно" первый счет О чик 11 меняет свое состояние на соответствующее коду следующего уровня квантования аналого-цифрового преобразователя 3, Процесс автокалибров"т ки повторяется, посредством чего во второй блок 1 О памяти по адресу второго уровня квантования зацисывавтся поправка к второму уровню квацтования, Так процесс продолжается допоследнего М - го уровня квантования;после чего первый счетчик 11 переполняется и обнуляется. Сигнал переполнения первого счетчика 11 вызываетобнуление второго счетчика 14 и далее процесс автокалибровки циклически повторяется, пока це будет снятакоманда "Автокалибровка",Временные диаграммы, показывающиеуровни квантования, приведець квходу устройства, выходной сигналцифроаналогового преобразователя 7,импульсы тактовой частоты Ти1тонвыходной сигнал Больше или рдвно"схемы 12 сравнения приведены ца фиг,3,Быстродействие устроиства повышается вследствие того, что уменьшается время калибровки одного значения и число циклов калибровки, атакже вследствие тоо что калибровку можно производить как после,так и до измерения. Для перехода В режим регистрации снимается команда "Автокалибрг 1 вка" и ца Входе записи в считыВан устацаВ - ли ваетс я с и гн ал, с оотв етс твуюпьнй режиму записи, Этот сигнал 1 осту -пает ца элемецть памяти с первого 19 по И 21, устанавливая в них режим записи, и подключает вход так - тОВОЙ частоты записи Т.1 ря чеРез второй коммутатор 6 к распределителю 6, Распределитель 16 Осу 1 пествляет последовательное распределе ие импУльсов 1,С ОбеспечиваЯ ВРеменццй сдвиг Ь,Т между импульсами записи в элементы памяти с псрваго 19 по1.И 21ЬТ = - - "), где Т 1 - длительность цикла обращения базовых элементов 19-21 памяти ,И - число эле.ментов памяти). При этом возможна регистрация в первом блоке 4 памяти кодовых дискретных значений сигнала, поступающих с аналого-цифрового преобразователя 3 с временным интерваломТ, что повьппает быс тродействие первого блока 4 памяти в И раз по сравнению с известным, На фиг. 2 показано распределение импульсов обращения к элементам 9-21 памяти,С выхода распределителя ,6 импульсы частотойл /И поступают на счетчик 17 адреса, осуп,ествляющий адресацию всех .1 лементов 19 - 21 памяти, При этом информация регистрируется в том блоке памяти, в который поступает соответствукппий импульс запуска с расирс делителя,10514 7Переход в режим считывания осуществляется соответствующим сигналом на входе записи-считывания,который устанавливает режим считывания в элементах 19-21 памяти и 5подключает вход тактовой частотысчитывания 1через второй коммутатор 6 к распределителю 16. Распределитель 16 и счетчик 17 адресаработают так же, как и в режиме за Описи, Распределитель 16, кроме того,управляет четвертым коммутатором18, подключая на выход первого блока 4 памяти выход одного из элементов 19-21 памяти. Выходной код первого блока 4 памяти через третий коммутатор 9 поступает на адресный входвторого блока 10 памяти, работающегов режиме считывания, так как на еговходе записи отсутствует сигнал 20"Больше или равно" со схемы 12 срав-,64 8нения, Код значения поправки нз второго блока 10 памяти складывается с выходным кодом первого блока 4 памяти сумматором 5 и откорректированное значение выдается на выход устройства, Помимо последовательной адресации первого блока 4 памяти тактовой частотой 1 сц в устройстве может применяться внешняя адресация сигналами "Код адреса" и "Установка адрес аТехнико-экономический эффект при использовании предлагаемого устройства состоит в повышении быстродействия в режиме записи, что позволяет использовать более экономичную элементную базу для выполнения блоков памяти, а во-вторых, в повышении производительности труда оператора за счет уменьшения времени автокалибровки.одписноеСССР го комитета й и открыти б., д. 4/5 аушская П "Патент", г ул, Проектная,г или ал аэ 8658/44 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, МоскТира ствен брете фЪ