Устройство для обработки и регистрации сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН б 94 С 0171 2 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ ода ения санали шиф- одов а в н описец, формировател а, состоящий из пере ре ьченк лючателя ратора, второи схемыи первого счетчика, суправления, состоящийтриггера, схемы 2 И-ИЛИтеля импульсов, второвходную шину тактовыханализатор кода экстрвходят второй, третий равнения ему И, бл из первограспред а счетчик о СССР1978.СССР1986.КИ ИР импульсов. Вмума также триггеры, м геофизи- егистраи может ических и реги ества ре определения экстих вреьно начаво с азова Изобретение отн ке, а именно к устр ции геофизических быть использовано исследованиях для рации аналоговых с лов. ции их тельноНа ит йс к геофизиам регистраов, и может йсмических игнал предл Усрибра тки и регистеских сигнасм Цечествопр едления ь 8, шиГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относитсяке, а именно к устройствамции геофизических сигналов,быть использовано при сейсмисследованиях для обработкистрации аналоговых сигналовизобретения - повышение качгистрации сигналов за счетния, упорядоченного накоплеремумов сигнала и фиксациименного положения относителла цикла измерения. Устройсдержит аналого-цифровой пре изобретения - повышение ка регистрации сигналов за сче ения, упорядоченного накопкстремумов сигнала и фиксатель, входную шину, анализаэкстремума с первой схемойкодов, запоминающее устройс типлексор, регистры сдвига, дополнительный регистр, ш-разрядный счетчики входная шина импульсов синхронизации, Изобретение обладает следующими преимуществами. увеличиваетсяточность измерений сигналов, осуществляется привязка регистрируемыхсигналов во времени, обеспечиваетсяобработка в большем интервале времени, при этом объем памяти остаетсяпрежним, а количество анализируемойинформации увеличивается. 1 ил. временного положения относи начала цикла измерениячертеже приведена блок-схема агаемого устройства.тройство содержит аналого-циф ой преобразователь (АЦП) 1, входую шину 2, анализатор 3 кода экст емума, первую схему 4 сравнения одов, запоминающее устройство (ЗУсамописец 6, формирователь ремени анализа, переключателз14фратор 9, вторую схему 10 сравнениякодов, первый счетчик 11, схему И12, блок 13 управления, первый триггер 14, схему 2 И-ИЛИ 15, распределитель 16 импульсов, второй счетчик17, входную шину 18 тактовых импульсов, второй 19 и третий 20 триггеры,мультиплексор 21, регистры 22.122.1 сдвига, дополнительный регистр23, ш-разрядный счетчик 24, входнуюшину 25 импульсов синхронизации,выходы 26 1-26.д АЦП, первые информационные входы 27.1-27.д мульти"плексора, первые входы 28,1-28,йпервой схемы сравнения кодов, выходы29.1"29,1 мультиплексоров, первыевыходы 30, 1-30.1 регистров сдвига,входы 31.1-31.1 запоминающего устройства, вторые выходы 32.1"32,1регистров сдвига вторые информаци"онные входы 33. 1-33.1 мультиплексора, входы 34,1 34.1 дополнительного регистра, выходы 35. 1-35.1 дополнительного регистра, третьи информационные входы 36.1-36.1 мультиплексора и вторые входы 37.1-37,д первойсхемы сравнения кодов,АЦП соединен с входной шиной 2,подключен через анализатор кода экстремума 3 с первой схемой 4 сравнениякодов изапоминающее устройство 5к самописцу 6. Формирователь 7 времени анализа, включает в себя переключатель 8, шифратор 9, вторую схему 10 сравнения кодов и первый счетчик 11, включенные последовательно,причем первый выход первого. счетчи"ка 11 соединен с вторым входом схемы 10 сравнения кодов, выход которойчерез схему И 12 и блок 13 управления подключен к второму входу запоминающего. устройства 5. Блок управления 13 содержит первый триггер 14и последовательно включенные схему2 И-ИЛИ 15, распределитель 16 импульсов и второй счетчик 17, выход которого соединен с входом самописца 6и входом триггера 14, счетный входкоторого соединен с входной шинойтактовых импульсов 18. Анализаторкода экстремума включает в себя второй 19 и третий 20 триггеры, мультиплексор 21, 1 регистров сдвига, дополнительный регистр 23 и ш-разрядный счетчик 24, соединенный с входношиной 25, первый выход счетчика 24соединен с тактовым входом АЦП 1,второй - с входом первого счетчика 58845411 формирователя 7 времени анализа,а третий - с установочным входомтретьего триггера 20. Установочныевходы регистров 22 сдвига и первогосчетчика 11 соединены с первым выходом второй схемы 10 сравнения кодов. Входная шина 25 импульсов синхронизации соединена с С-входом второго триггера 19, тактовыми входамирегистров 22 сдвига 1-разрядногодополнительного регистра 23 и первымвходом схемы И 12, второй вход которой соединен с вторым выходом второйсхемы 10 сравнения кодов. Первые выходы второго 19 и третьего 20 триггеров соединены с первым и вторым адресными входами мультиплексора 21соответственно. Первый выход третьего триггера 20 соединен также с установочным входом второго триггера 19,С-вход. третьего триггера 20 соединенс выходом первой, схемы 4 сравнениякодов. Обратный выход первого триг 25 гера 14 блока управления соединен сустановочными входами первого и шразрядного счетчиков, Первые д-информационных входов 27. 1-27.Й мультиплексора 21 подключены к й выходам 26,126.д АЦП 1 и Й первымвходам 28.1-28 Апервой схемы 4 сравнения кодов,а остальные входы 27.И+1-27.1 - к выходампервого счетчика 11 формирователя 7времени анализа соответственно. Первый выход 29. 1 мультиплексора 21,сое 35динен с входом последовательной записи первого регистра 22.1 сдвига, а1-й выход 29,1 мультиплексора 21с входом последовательной записи1-го регистра сдвига 22.1 соответственно. Первые 1 выходов 30.1-30,1регистров 22.1-22.1 сдвига соединеныс входами 31.1-31.1 запоминающегоустройства 5, вторые 1 выходов 32.14532.1 регистров 22 сдвига -с вторыми1 информационными входами 33.1-33,1мультиплексора 21 и 1 параллельнымивходами 34.1-34.1 дополнительногорегистра 23 соответственно, 1 выходов 35.1-35.1 которого подключенык третьим информационным входам36.1-36,1 мультиплексора 21 соответственно, при этом вторые д выходов 32.1-32.Й регистров 22,1"22.дсдвига соединены также с Й входами й 55 37,1-37.й первой схемы сравнениякодов .4 соответственно.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Тактовый импульс, поступающий повходной шине 18, устанавливает триггер 14 блока 13 управления в единичное состояние, которое снимает сигнал начальной установки с первого.схемой И 12 и импульсами синхронизации, идущими по шине 25. Сформированные импульсы переключают ЗУ врежим записи.Триггеры 19 и 20 служат для управления мультиплексором 21, К моменту оцифровки аналогового сигналатриггеры 19 и 20 и регистры 22,122.1 сдвига устанавливаются в исходное состояние, при этом мультиплек 20сор 21 обеспечивает подключениевыходов регистров 22.1-22.1 сдвигак входам их последовательной запи-,си.Входной аналоговый сигнал, подле 25жащий записи на самописец, поступает на АЦП 1 по входной шине 2, гдепреобразуется в цифровой код. Частота дискретизации АЦП задается ш-разрядным счетчиком 24, на входкоторого подаются импульсы синхронизациипо входной шине 25.Коды с выхода (1-й) АЦП 1 одновременно поступают на входы мультиплексора 21 и первой схемы 4 сравнениякодов, где сравниваются коды с выхода АЦП 1 и коды с ш"х разрядоврегистров 22.1-22.1 сдвига, таккак последние находились в исходномсостоянии (код, хранящихся в регистрах,сдвига, меньше кода на выходе 40АЦП) срабатывает первая схема 4сравнения кодов, выходная командакоторой с задержкой устанавливаеттриггер 20 в единичное состояние,в результате чего через мультиплексор 21 происходит запись выходногокода 1-й с АЦП 1 на входы последовательной записи регистров 22.122.д сдвига, а на входы последовательной записи регистров 22,0+1- , яО22,1 сдвига - информации с выходовпервого счетчика 11, установленного в исходное состояние.Таким образом, по окончании первого импульса синхронизации происходит запись в регистры 22,1-22,1сдвига выходного кода АЦП 1 и коданомера АЦП от начала цикла обработки,По переднему фронту очередного импульса синхронизации триггер 19 устанавливается в единичное состояние, изменяя адрес мультиплексора 21,так, что он подключает выходы 35.1-35.1 дополнительного регистра 23 к входам последовательной записи регистров 22,1-22.1 сдвига через входы 36.1-36,1 мультиплексора 21,С приходом шимпульсов синхронизации по их заднему фронту происходит шциклический сдвиг кодов, записанных в регистрах 22 сдвига и дополнительном регистре 23. Этим обесйечивается запись экстремального кода в шразряды регистров 22 сдвига, которые соответствуют самому большому весу. С приходом в+1 импульса синхронизации происходит следующая оцифровка аналогового сигнала АЦП 1, при этом триггеры 19 и 20 устанавливаются в исходное состояние.Алгоритм обработки для очередного аналого-цифрового преобразования (кроме последнего в данном цикле), следующий.Если первая схема 4 сравнения кодов анализатора 3 экстремумов не срабатывает, то по заднему фронту импульсов синхронизации происходит сдвиг кодов в регистрах 22 сдвига, Если код аналого-цифрового преобразо. вания не превысил коды, записанные в щ разрядах регистров 22 сдвига, то после ш-го сдвига происходит новая оцифровка, соответствующая следующему периоду сравнения. Если код аналого-цифрового преобразования превысил один из кодов, записанный в каком-то разряде регистров 22 сдвига после 1-го сдвига, то срабатывает первая. схема 4 сравнения кодов, выходная команда которой аналогично описанному устанавливает третий триггер 20 в единичное состояние, переключая мультиплексор 21 в режим приема выходного кода. с АЦП 1 на входы последовательной записи регистра 22,1-22,й сдвига, а с выходов 6+1 1 первого счетчика. 11 - на входы 0+1 1 последовательной записи регистров 22 сдвига соответственно, при этом код первого счетчика 11 соответствует номеру кода аналого-цифрового преобразования от начала цикла. По. заднему фронту импульсов синхронизации происходит запись и сдвиг информации с регистрах 22 сдвига ирегистре 23, поступающей с АЦП 1 и первого счетчика 11. Далее по перед" нему фронту импульса синхронизации второй триггер 19 устанавливается в единичное состояние, подключая через мультиплексор 21 выходы дополнительного регистра 23 к входам последовательной записи регистров 22 сдвига, при этом с приходом ш-1 импульсов синхронизации происходит (ш-1)-й циклический сдвиг кодов, записанных в регистры 22 сдвига и дополнительный регистр 23, т.е. происходит вставка кода. АЦП 1 в соответствии с рангом максимумов с вытеснением младшего разряда в допол" нительный регистр 23, Далее процесс повторяется.20Каждому шагу оцифровки соответствуют импульсы, формируемые ш-разрядным счетчиком 24, которые поступают на вход первого счетчика 11 формирователя 7 времени анализа. Выходной 25 код первого счетчика 11 подается на первык вход второй схемы 10 сравнения кодов,.на второй вход. которой поступает код с выхода шифратора 9, задаваемый переключателем 8. Изме няя положение. переключателя 8, изменяется интервал времени.в течение которого устройство обработки выделяет ш экстремальных значений входного сигнала. В момент равенства кодов на первом выходе второй35 схемы сравнения кодов 10 формируется сигнал разрешения импульсов синхронизации через схему И 12, служа 40 щую для формирования импульсов записи, которые прекращаются в момент превьппения кодов на выходе второй схемы 10 сравнения кодов, выходная команда которой устанавливает в исход". ное состояние первый счетчик. 11 и регистры 22 сдвига, Импульсы записи через схему 2 И-ИЛИ 15 и распределитель 16 импульсов записывают выделенные ш значений. сигналов. с выхода регистров 22 .сдвига в запоминающее устройство 5. Выходной код второго счетчика 17, содержимое. которого изменяется по импульсам распределите" ля 16, определяет текущий адрес, в который производится запись выделен"с 5 ных значений экстремумов с выхода .регистров 22 сдвига. При повторном срабатывании второй схемы сравнения кодов 10 очередные ш значений. выделенного сигнала в следующие адреса запоминающего устройства 5.После записи информации во все адреса запоминающего устройства 5 срабатывает второй счетчик 17 блока 13 управления, первый триггер 14 устанавливается в "0", переключая запоминающее устройство 5 в режим считывания, подключая через схему 2 И-ИЛИ. 15 выходную частоту самописца б к распределителю 16 импульсов, который управляет вторым счетчиком 17 и запоминающим устройством 5. По заполнению второго счетчика 17 самописец б отключается. Поступлением тактового импульса по входной шине 18 начинается новый этап обработки и регистрации сигналов.Устройство для обработки и регистрации сигналов по сравнению с известным обладает следующими преимуществами: увеличивается точность обработки и измерений сигналов за счет получения н регистрации ш экстремумов эа один анализируемьй период времени; привязка регистрируемых сигналов по времени позволяет проводить качественный анализ информации, обработка аналогового сигнала может производиться в большем интервале времени с сохранением качественных характеристик, при этом объем памяти остается прежним, а количество информации увеличивается. Формула изобретенияУстройство для обработки и регистрации сигналов,.содержащее аналогоцифровой преобразователь, соединенный с входной шивой, первую схему сравнения кодов анализатора экстремумов, формирователь времени анализа, выполненный в виде последовательно соединенных переключателя, шифратора, второй схемы сравнения кодов и первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения кодов, блок управления, выполненньй в виде последовательно соединенных схемы 2 И-ИЛИ, распределителя импульсов,.второго счетчика и первого. триггера, счетный вход которого подключен к входной шине тактовых. импульсов, а прямой и обратный выходы соединены с первьщи вхо-. дами элементов И схемы 2 ИИЛИ соот 3458845ветственно, запоминающее устройство,первый вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, второйвход запоминающего устройства соединен с прямым выходом первого триггера, третий вход запоминающегоустройства соединен с выходом распределителя импульсов, и самописец,первый вход которого подключен квыходу запоминающего устройства,второй вход самописца соединен свторым выходом второго счетчика ивходом первого триггера, выход самописца соединен с вторым входом первого элемента И схемы 2 И-ИЛИ, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения качества регистрациисигналов за счет определения и упорядоченного накопления экстремумов,фиксации их временного положенияотносительно начала цикла, в анализатор кода экстремумов введены второй, третий триггеры, 1 регистровсдвига, мультиплексор, дополнительный регистр и ш-разрядный счетчик,первый выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифровогопреобразователя, второйс входомпервого счетчика Формирователя времени анализа, а третий выход ш"разрядного счетчика соединен с установочным входом третьего триггера,при этом входная шина импульсов синхронизации соединена со счетным. вхо 1дом щ-разрядного счетчика, входомвторого триггера, тактовыми входами 1 регистров сдвига, дополнительного регистра и первым входом схемыИ, установочные входы регистровсдвига и первого счетчика соединеныс гервым выходом второй схемы сравнения кодов, причем первые выходывторого и третьего триггеров соединены с первым и вторым адреснымивходами мультиплексора соответственно, первый выход третьего триггерасоединен также с установочным входомвторого триггера, а вход третьеготриггера соединен с выходом первойсхемы сравнения кодов, кроме того,первые д информационных входом муль типлексора подключены к о выходаманалого-цифрового преобразователя ид входам первой схемы сравнения кодовсоответственно,остальные 6+11 информационных входов мультиплексора подключены к 6+1,1 выходампервого счетчика формирователя време.ни анализа соответственно, при этомпервый выход мультиплексора соединенс входом последовательной записи первого регистра сдвига, а 1-й выходмультиплексора - с входом последовательной записи 1-го регистра сдвига соответственно, первые 1 выходов регистров сдвига соединены с 1 входами запоми 2 б нающего устройства, вторые й выходоврегистра сдвига соединены с й входами первой схемы сравнения кодов, приэтом вторые 1 выходов регистра сдви"га соединены также с вторыми 1 инфорЗ 0 мационными входами мультиплексорасоответственно и 1 параллельнымивходами дополнительного регистра соответственно, 1 выходов которогоподключен к третьим 1 информационным входам мультиплексора соответственно, кроме того, второй выход второй схемы сравнения кодов формирователя времени анализа подключен к вто,рому входу схемы И, выход которой 40соединен с вторым входом второгоэлемента И схемы 2 И-ИЛИ, а обратныйвыход первого триггера блока управления соединен с установочными входами первого и ш-разрядного счетчиков,1458845Составитель А.Володи Редактор Л.Пчолинская Техред М.ХоданичКорректор В.Бутяг Заказ 370/52 Тираж 483 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4