Масштабно-временной преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(51) Н 03 К 5 04 НИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ,04.80 ННОЙ ПРЕОБ- оследовательразвертки, лучевую ания, блок и запоминаблок калибй развертки ния,ло-. ЮЩР ГОСУДЮфСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 3417886/18-2101.04. 82 .. Масштабно-временные преобразоли коротких однократных импулМ., ЦНИИавтоминформ. 1977, с.2. Авторское свидетельствоУ 728093, кл, 6 01 Р 29/02, 1(54)(57) МАСШТАБНО-ВРЕМЕРАЗОВАТЕПЬ, содержащийно соединенные генератозапоминающую электроннотрубку, усилитель считывцифрового преобразованияее устройство, а такжовкн, генератор строчн 801052127 А и блок управления, первый выход кото рого соединен с первым входом блока калибровки, выход последнего подключен к выходу генератора строчной развертки и второму входу запоминающей электронно-лучевой трубки, второй выход блока управления соединен с входом генератора строчной разверт ки и с вторым входом блока цифрового преобразования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью новьппения быс родействия и надежности преобразователя, в него введены генератор стробирующнх импульсов и блок линейного пропускания, выход которого соединен с третьим входом запоминающей электронно-лучевой трубки, выход генератора стробирующих импульсов подключен к входам генератора развертки, блока линейного пропуска блок управления и второму входу б ка калибровки.Изобретение относится к электро- .измерительной технике и может бытьиспользовано для регистрации и пре-.образования в цифровой вид однократных или каждого из паследовательности редкоследующих импульсных электрических сигналов микро-наносекундного диапазонов длительностей,.Известен масштабно-временной преобразователь (МВП), содержащий запо Оминающую электронно-лучевую трубку,генератор кадровой развертки, генератор строчной развертки, блоки,обеспечивающие режимы записи, считывания и преобразование в цифровой 15код импульсных электрических сигналов 1 .Недостатком известного устройстваявляется наличие двухлучевой труби,один луч которой - для записи, второй луч - для считывания, Наличиедвухлучевой трубки приводит к усложнению преобразователя и снижениюбыстродействия преобразователя,Наиболее близким техническим реше нием .к изобретению является масштабно-временной преобразователь, содержащий запоминающую электронно-лучевую трубку (ЗЭЛТ), к горизонтальноотклоняющим пластинам которой подключен генератор развертки, к первойпаре вертикально-отклоняющих пластинподключен генератор строчной развертки и генератор калибровочных синусоидальных меток времени, к сигнальной 5пластине ЗЭЛТ подключены последовательно соединенные усилители считывания, блок цифрового преобразователя и запоминающее устройство, первыйвыход блока управления соединен с перщвым входом генератора калибровочныхсинусоидальных меток времени, второйвыход - соединен с входом генераторастрочной развертки и управляющим входом блока цифрового преобразования,вход блока управления соединен с первым управляющим входом преобразователя, а также коммутатор,. элементИЛИ, триггер реверса строчной развертки Г 23.50Недостатками устройства-прототипаявляются низкое быстродействие и невысокая надежность, обусловленнаятем, что в известном устройстве используется коммутатор, осуществля"ющий переключение отклоняющих пластин ЗЭЛТ при переходе из режима записи в режим считывания и наоборот.Тк 1 - Тк 2 Тк фгде Т - время записи исследуемого3сигнала на мишени ЗЭЛТ Т 10 ф10с;Т- время коммутирования отклоняющих пластин ЗЭЛТ припереходе из режима записик считыванию;Т и - время считывания записаннаго рельефа с мишени ЗЭЛТ;Т - время коммутирования отклоняющих пластин ЗЭЛТ припереходе из режима считывания в режим записи,Очевидно, что Т 1 Т= Т- время коммутирования отклоняющих пластин ЗЭЛТ определяется временем переключения коммутатора.Характерные времена переключения современных широкополосных коммутаторов составляет 40-100 мс, Время считывания Т ч можно оценить следующим образом:(2) Тсц 11 фсч 1 ТСц где И - число строк считывания; Р ц - частота строк считывания,Подставляя в выражение .(2) характерные значения Ю = 200, Р=10 кГц (1), получимТсч = 200/10 10 = 2.10 2= 20 мс.Таким образом, минимальное время преобразования известного устройства может быть оценено согласновыражению (1):Т = 20 мс + 2 40 мс = 100 мс10-1 с,а максимальная частота следования регистрируемых сигналов составит1 1Рдкс Т 0 = 10 ГцТ 0,1 с Большое время преобразования ведет также к снижению надежности регистрации исследуемых сигналов, так как существует возмоЖность частичного или полного разрушения запи. санной информации при малых собст=. венных временах хранения заряда мишенью ЗЭЛТ, что имеет место при Время преобразования Т известноиго устройства будет складываться изследующих составляющих;Т и Тз + Тк 1+ Тсч+ Тк Тз + еЧ2 Т - Т ц+ 2 Тк, так как127 з .1052использовании микроканальных плас-,:;тин в качестве накопителя заряда.Целью изобретения является повышение быстродействия и надежнбстипреобразователя.5Поставленная цель достигаетсятем, что в масштабно-временной преобразователь, содержащий последовательно соединенные генераторразвертки, запоминающую электрон Оно-лучевую трубку, усилитель считывания, блок цифрового преобразования и запоминающее устройство, атакже блок калибровки, генераторстрочной развертки и блок управления, первый выход которого соединен с первым входом блока калибровки, выход последнего подключен квыходу генератора строчной развертки и второму входу запоминающей 20электронно-лучевой трубки, второйвыход блока управления соединенс входом генератора строчной развертки и с вторым входом блока цифрового преобразования, введены .генератор стробирующих импульсов и блоклинейного пропускания, выход которого соединен с третьим входом запоминающей электронно.-лучевой трубки,выход генератора стробирующих импульсов подключен к входам генератора развертки, блока линейного пропускания, блока управления и второму входу блока калибровки,На фиг. 1 изображена структурнаясхема масштабно-временного преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работьц на фиг. 3 -диаграмма, иллюстрирующая режимсчитывания; на фиг, 4 - временные 40диаграммы, иллюстрирующие запись калибровочной синусоиды; на фиг. 5 -движение луча ЗЭЛТ при записи калибровочной синусоиды и продольном счи-,тывании. Номер диаграммы совпадаетс позицией блока устройства, представленного на фиг. 1. фиг. 3.При считывании по заднему фронту стробирующего импульса вырабатываемому генератором 9, запускается блок 7 управления, вырабатыва-,. ющий серию импульсов временной синхронизации работы преобразователя,По каждому импульсу блока 7 управления запускается генератор 3 строчной развертки, вырабатывающий напряжение треугольной формы с одинаковыми временами нарастания и спада. Преобразователь содержит запоминающую электронно-лучевую трубку 50 (ЭЗЛТ) 1, генератор 2 развертки, генератор 3 строчной развертки, блок 4 калибровки,.усилитель 5 считывания, . блок 6 цифрового преобразования, блока 7 управления, запоминающее устройство 8, генератор 9 стробиру-. ющего импульса, блока 10 линейного 1 пропускання. Работа преобразователя происходитследующим образом (см.временные диаг-раммы на фиг. 2),По сигналу внешнего запуска, поступающему с клеммы "Пуск".на входгенератора 9 стробирующего импульса,вырабатывается прямоугольный импульс,длительность которого определяет время нарастания переднего фронта импульса треугольной формы, вырабатываемого генератором развертки, равноевремени-записи исследуемого сигналана мишени запоминающей электроннолучевой трубки 1,При этомдлительность спада импульса, вырабатываемого генераторомразвертки, выбирается равным времени считывания электронного изображения исследуемого сигнала с мишениЗЭЛТ.Таким образом, управление движения луча ЗЭЛТ вдоль горизонтальнойоси Х в плоскости мишени как при записи, так и при считывании иселедуемого сигнала осуществляется напряжением, вырабатываемым одним узломпреобразователя: генератором 2 раз-вертки.Выходной импульс генератора 9стробирующего импульса поступаеттакже на вход блока 10 линейногопропускания, разрешая прохождение исследуемой части регистрируемого сигнала на вертикальноотклоняющую систему ЗЭЛТ преобразователя (см. фиг, 2). При. этом происходит запись регистрируемого сигнала на мишени ЗЭЛТ в виде электронного (зарядового) изображения, после чего преобразователь сразу же переходит в режим считывания.Движение луча в плоскости мишени ЗЭЛТ в режимах записи и считывания исследуемого сигнала показано наИмпульсы с выхода генератора 3строчной развертки поступают на первые вертикально-отклоняющне пластины ЗЭЛТ 1 преобразователя и осущест-.вляют управление перемещением луча 5вдоль вертикальной оси в режиме считывания записанной информации с мишени ЗЭЛТ 1. При этом мишень ЗЭЛТсканируется растром со взаимнопротивоположным направлением считывания соседних строк, число которыхопределяется количеством импульсов,вырабатываемых генератором 3 строч"ной развертки за время спада напряжения блока горизонтальной разверт-. 15ки (см. фиг, 2, фиг, 3),При движении луча вдоль вертикальной оси Ч в плоскости мишени ЗЭЛТ 1происходит считывание мгновенныхзначений записанного сигнала при 20каждом пересечении луча линии электронного изображения (см. фиг. 3),При этом в цепи сигнальной пластиныЗЭЛТ 1 возникают импульсы тока, вре"менное положение которых относительно начала движения луча пропорционально соответствующим мгновенным амплитудам записанного сигнала.Далее импульсы тока усиливаютсяусилителем 5 считывания и вместе с 30импульсами запуска генератора 3строчной развертки поступают. навход блока 6 цифрового преобразования, осуществляющего кодированиесчитанных ординат регистрируемогосигнала,Цифровая информация иэ блока 6цифрового преобразования переписывается в запоминающее устройство 8,откуда она может быть выведена влюбое время на устройство визуального отображения формы исследуемогосигнала или на внешнее устройствообработки (например, ЭВМ).Другой особенностью предлагаемого 45устройства является использованиепродольного считывания калибровочной синусоиды с целью повышения точности определения масштаба преобразованного сигнала в единицах реального 50времени.Работа предлагаемого масштабновременного преобразователя при этомпроисходит следующим образом,По внешнему сигналу Автоматика 55блок 7 управления блокирует генератор 3 строчной развертки и запускает блок 4 калибровки, вырабатывающий напряжение синусоидальной формы, поступающее на вертикально"отклоняющиепластины ЗЭЛТ.При поступлении на вход устройства сигнала "Пуск" происходит запись синусоиды на мишени ЗЭЛТ, какбыло описано (см, также временныедиаграммы на фиг, 4),Считывание происходит сразу жепосле записи во время обратного ходалуча ЗЭЛТ 1 под управлением блока горизонтальной развертки, На фиг, 5показано движение луча ЗЭЛТ при записи (луч движется слева направо последу синусоиды) и продольном считывании (луч движется справа налево, пересекая оставленный им ранеепотенциальный рельеф синусоиальнопотенциальный рельеф синусоидальногоизображения),Временные интервалы Г. (11,2 , И; М, - число пересечений),соответствующие началу движениялуча ЗЭЛТ при считывании, до каждого пересечения с линией потенциального рельефа записанной синусоиды,кодируются блоком 6 цифрового преобразования и записывается в запоми-нающее устройство 8 для использования при восстановлении реальных соотношений исследуемых сигналов при ихобработке на ЭВМ,Таким образом, в предлагаемомМВП благодаря исключению временикоммутирования отклоняющих пластинЗЭЛТ из общего времени преобразования, позволит снизить его до. значений Т20 мс и повысить частотурегистрируемых сигналов до 50 Гц,что в 5 раз превышает быстродействиеизвестного преобразователя.Как отмечалось, время срабатыванияблока линейного пропускания пренебрежимо мало (единицы-десятки наносекунд)по сравнению со временем считывания.Вторым преимуществом предлагаемого МВП по сравнению с прототипом является более высокая надежность регистрации одиночных или редкоповторяющихся .импульсов; обусловленнаятем,. что считывание производитсясразу после записи информации, в товремя, как .в МВП-прототипе.считывание может быть начато через время,необходимое для коммутации отклоняющих пластин, т.е. через 40 мс, в течение которого может произойти разрушение информации,1052127 Редактор С. Титова . Техред Ч,Кузык Черни орректор аказ 4499/ Тираж 872 Государственно елам изобретен Москва, Ж, Р одписно го комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4 п 11303