Динамическое запоминающее устройство

(23) 6 11 С 21/50 Гесударствеииьй комитет СССР пв делам изобретеиий и открытий,327.67 (088,8) Дата опубликования описания 05,02,80 В. И, Иванов, И, А. Малевич и В, И. Губский(72) Авторы изобретенияНаучно-исследовательский институт прикладных физическихпроблем Белорусского государственного университетаимени В, И. Ленийа(54) ДИНАМИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕУСтРОЙСтВО Изобретение относится к импульсной. технике и может быть использовано вблоках динамического кодирования и за- ".,поминания аналого-цифровых вычислительных устройств, а также в аппаратуре прецизионного анализа и измерения параметров сигнала быстропротекающих случайных процессов,Известны динамические запоминаютпиеустройства (ЗУ), позволяющие хранитьвременные интервалы и амплитуды и со- .держащие линию задержки, усилитель, блоки квантования, формирования и синхронизации 1.Наиболее близким к изобретению техни.ческим решением является динамическоезапоминающее устройство, содержащееблок синхронизации, выход которого соединен с входом усилителя считывания и входом накопительного алемента, выход которого подключен к первому входу блока.синхронизации, ключ, цитны записи и считывания, информационную и выходную шины 21,Известное устройство имеет, во-первых, малый диапазон запоминаемых дискретных амплитуд сигналакоторый определяется количеством последовательно включениых туннельпых диодов, с увеличением числа которых повышаются требования к мощности циркулирующих импульсов возрастает неравномерность шага квантования, что приводит к вырождению характеристики квантования, а также падает помехоустойчивость, приводящая к полной потере работоспособности устройства; во-вторых, .низкую разрешающую способность, из-за существующей неопределенности, обусловленной большим шагом квантования, который определяется характеристиками туннельпых диодов, а также неравномерностью шага квантования из-за неидентичности их параметров, в-третьих, минимальную информационную емкость так как в известном устройстве невозможно одновременное хранение информации об амплитудах потока импульсов, а хранится лишь амплитуда одного импульса.01 4времени и вь 1 ходом фиксатора первого импульса, пятый вход первого коммутаторасоепипен с выходом усилителя счит 1 лвания и с одним из Вхопов фиксатора первоГо импульса 1 Выход первоГО комл 1 утаторасоединен с входом преобразователя времякоп и одним из входов элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходомформирователя, Вторым входом блока синхронизации и другим входом фиксаторапервого импульса, вход СВЧ - генераторасоединен с третьим входом блока синхронизации и четверть 1 м входом формирогателя,На фиг, 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временная диаграмма еГО ра боть 1,ПостаВленная цель дОстиГается тем что В устройство ВВедены датчик времени коммутаторы, блок выборки, блок цифровой памяти, распределитель, компаратор И преобразователь Время - коп счетчикгенератор линейно-изменяющегося наприкения, формирователь, СВЧ-генератор, фиксатор первого импульса и элемент ИЛИ, выход которого через счетчик со епинен с первым входом блока цифровой . памяти, второй вход блока цифровой памяти соединен с первым входом ключа и щиной записи, третий вход - с одним из входов блока выборки, четвертый ЗО вход - с выходом преобразователя время - код и первым входом первого коммутатора, пятые входы блока цифровой памяти подключены к первым входам формирователя, а выход - к выходу устрой ства, одни из входов комнаратора соединены с выходом генератора линейно-изменяющегося напряжениядругие входыс выходами распределителя, одни из входов которого соединены с первым выходом блоО ка выборки и одним из входов генератора линейно-изменяющегося напряжения,другие входы - с выходами которого коммутатора, вход которого подключен к выходу ключа, к второму входу формирова тели и к одному Ьз входов датчика време ни, другой вход которого соединен с од,ним из входов блока выборки и входом СВЧ - генератора, второй выход блока выборки соепинеи с другил 1 входом генера тора линейно-изменяющегося напряжения, с вторым входом ключа и с третьим входом формирователя, третий вход блока .выборки подключен к второму входу пер 55 3 7145Кроме того, в известном устройстве отсутствует возможность, наряду с хранением амплитуды импульса, одновременно хранить информацик о моменте его появления относительно реально текуще- РО астрономического временир а также 0 врел 4 енном положении импульса в потоке сигнала, что является весьма важным нри измерении и анализе параметров высокоинтенсивных стохастических потоков, 10 ящихс оснвной областью использования аналого-динамических ЗУ и служащих причиной для их разработки,Цель изобретения, - увеличение информационной емкости устройства, 15 вого коммутатора, третьи входы которого соединены с шинами счить 1 вания соответственно, четвертый Вход первого коммутатора соединен с другим входом датчика Устройство содержит блок 1 синхронизации, выход которого соединен с усилителем 2 считывания и входом накопитель-ного элемента 3, ключ 4, датчик 5 времени, соединенный с блоком 6 выборки, который подключен к генератору 7 линейно-изменяющегося напряжения, связанному с распределителем 8 и компаратором 9, соединенным с блоком 10 цифровой памяти и формирователем 11, соепиненным с фиксатором 12 первого импульса и элементом 13 ИЛИ, попключенпь 1 м к счетчику 14, СВЧ - генератор 15, коммутаторы 16 и 17, первый из которых соединен с преобразователем 18 время - код, Ключ 4 соединен с информационной шиной 19 и шиной 20 записи, коммутатор 16 - с шинами 21 и 22 считывания, блок 10 цифровой памяти - с выходной шиной 3,Полный цикл работы устройства включает:а) выборку конкретной реализации потока сигналов с случайными амплитудно- временными параметрами;б) определение и 1 иксаци 1 о координат временного положения первого регистрируемого импульса потока относительно шкалы текущего астрономического времени;в) преобразование случайного двухпараметрического потока сигналов и опнопарачетрический поток-носитель информации о параметрах исходного потока и его привязку к фазе опорного СВЧ-сигнала;г) запись однопараметрического потока-носнтеля в долговременную аналоговую память, а также кола групповых признаков равных амплитуд импульсов потока и их поряпковых координат в цифровое ЗУ;5 71450д) хранение информации;е) считывание;ж) накопление,При этом, стохастический поток, подлежащий запоминанию, поступает на информационную шину 19 ключа 4, которыйпо сигналу запись с шиной 20 открывается, в результате чего по первому импульсу потока, прошедшему через ключ 4,синхрошю запускаются блок 6 выборки, фа.3 озируемый СВЧ-генератор 15 и происходит запись с выхода датчика б временитекущего значения реального времени,соответствующего моменту появления первого регистрируемого сигнала и определяющего координаты временной привязкисигналов потока в цифровой блок 10 паМЯТИПри этом, поток сигналов.с выходаключа 4 поступает на вход коммутатора17, который осуществляет рассортировкуИ сигналов потока по 11 выходам коммутатора 17 с установлением связи междуК-м импульсом потока и К-м выходом коммутатора 17, в результате чего 11 им 25пульсов потока с выходов коммутатора17, в порядке их следования, распреде-ляются на входы распределителя 8, который фиксирует амплитуду поступившегона него импульса и расширяет его на атомзоуровне, Импульсы с выходов раснределителя поступают на входы компаратора 9. Одновременно двухпараметрический .случайный поток с выхода ключа 4 поступает на вход формирователя 11, который Осуществляет формирование и стандартизацию пришедших на его входы сигналов с привязкой каждого к 4 еэе колебания40 СВЧ-генератора 15, в результате чего входная последовательность сигналов с случайными амплитудами и временем их следования преобразуется в Опнопараметрический поток, имеющий равные дли 15 тельности и амплитуды сигналов и несущий информацию только о времени их следования, При этом опнопараметрический 1 поток-носитель с выхода формирователя 11 через блок 1 синхронизации постуиа 5 О ет на хранение в зону 24 фиг. 2) накопительного элемента 3, представляющего собой замкнутый рециркуляциоиный контур, Образованный элементом 25 задержки и линейным усилителем 26,55При поступлении импульса с выхода 27 блока 6 закрывается кщоч 4, запускается генератор 7 линейно-изменяющегося налряжейия, в результате чего линейно-растущее напряжение на его выходе поступаетна вторые входы компаратора 9, где о 1 ю сравнивается с уровнями напряженийпоступающих с выходов распределителя 8, В момент равенства напряжений на выходах появляются импульсные сигналы, моменты формирования передних фронтон которых совпапакт с моментами равенстванапряжений на входах компаратора. Приэтом интервалы времени между импульсомзапуска генератора 7 и выходными снгналами компаратора являются результатом кодирования амплитуд импульсов потокав времен 1 юй интервал, Далее импульс запуска генератора 7и импульсы с выходов компаратора 9 поступают на вход формирователя 11, который Осуществляет преобразование входных сигналов, поступающих по параллельным каналам, во временную послеповательность, а также формирование и стандартиэацию импульсов последовательности с Одновременной привяэкой их к фазе опорного колебания СВЧ-генератора 15, что обеспечивает их жестку 1 о,временную дискретизацию, обуславливаюшую высокую разрешающую способность устройства,Одновременно, выходные сигналы компаратора 9 в виде и -раэряпных словпоступают а Вхопь 1 записи кода цифровОгоблока памяти 10, При атом, записьюслов кода амплитудного распределенияпотока в блок 1 О управляет временнаяОпнопараметрическая послеповательность,являющаяся временным эквивалентом перекопиргванных амплитуп сигналов потока, с выхода формирователя 11, кажпыйимпульс которой соответствует моментусрабатывания компаратора 9 и являетсясигналом записи его 6 ь 1 ходных сигналов,существующих в этот момент, также,поступая через элемент ИЛИ 13 11 а вхопсчетчика 14, каждый импульс атой ПОслеповательности однозначно определяетадреса записи-разрядных слов копаамплитудногО распределения потока, Одновременно, Оцнопараметрическая последовательность импульсов, являющаяся временным аквиг.,але 11 том перекопированных амплитуп сигналов потока, с выхода формирователя 11, через блок 1 синхронизации по-, сту 11 ает 11 а хранение в зону 28 накопи- тельнОгО алементв 3 памяти, в зоне 24 ИОТОрого находится ранее поступившая Опнопараметрическая послепователы 1 ость, несущая информацию о временном распрепелен 1 ш случайного пОтока, С прихопом на входы сброса компаратора и генератора 7 линейно-изменяющегося напряжения импульса с выхопа 29 блока6 выборки последние разряжаются по исхопного состояния, а цикл копирования изаписи информации на этом заканчивается. Таким образом, за время, равное периоду циркуляции ТЧ,вся исходная информация, распределенная по зонам 24 и 28,оказывается в аналоговой памяти и с 10момента Т начинается ее циркуляция позамкнутому рециркуляционному контуру,т,е. начинается процесс хранения,Стабилизация каждого цикла рецирку-.ляции (хранения) опнопараметрического .5потока-носителя осуществляется путемвынужпенной синхронизации периопа циркуляции каждого импульса потока-носителя опорным колебанием СВЧ-генератора15, поступающим на управляющий вход 20блока 1 синхронизации замкнутого рециркуляционного контура, который обеспечивает жесткую привязку временногоположения каждого импульса хранимогопотока-носителя к фазе опорного СВЧколебания на кажпом цикле рециркуляции,В результате, все флюктуации периопа,возникающие в рециркуляционном контуре,компенсируются синхронизацией его периопа высокостабильным колебанием СВЧгенератора 15. При этом, осуществляется полный перенос исходной стабильности СВЧ-генератора на стабильность шкалы устройства, Считывание хранимой информации начинается в момент Т и осуществляется при наличии на вхопах коммутатора 16 опного из сигиалов "Считывание зоны 24 ф или фСчитывание зоны 28 ф по шинам 21 и 22. При поступ Оленин сигнала "Считывание зоны 24коммутатор 8 последовательно на каждомцикле считывания осуществляет выборкусоседних пар импульсов зоны 24 циркулирующего потока-носителя, Синхронизация начала выборки на каждом цикле считывания зоны 24 осуществляется первымимпульсом потока-носителя, поступающимна вход коммутатора 16 с выхода фиксатора первого импульса 12,В результате; ътечение цйкла считывания на вхоп преобразователя 1 8 поступает один из временных интерваловхранимой временной последовательностиэоны 24, цифровой коп величины которого с выхода преобразователя 18 записывается в блок 10, При этом конец преобразования текущего интервала времени 7 714501 . 8в цифровой коп фиксируется преобразователем 18, выходной сигнал которого, поступая на вход коммутатора 16, разрешает слепующий цикл считывания, началокоторого соответствует выходному сигналу фиксатора 12,Считывание зоны 28 происходит аналогично считыванию зоны 24, отличиесостоит в том, что при наличии сигналафСчитывание зоны 28" на вход преобразователя 18 послеповательно на каждомцикле считыв;чия зоны 28 поступаютне интервалы хранимой временной последовательности, а интервалы времени, образованные импульсом-меткой, которымявляется циркулирующий импульс запуска генератора 7 и каждым импульсом потока-носителя зоны 28. При этом навход преобразователя 18 поступают интервалы времени, являющиеся временными эквивалентами перекодированных амплитуп сигналов потока, общей точкой отсчета которых является импульс-метка,а сигналами, ограничивающими эти интервалы, являются импульсы потока-носителя зоны 28, порядковые номера которыхсоответствуют номеру цикла считыванияи однозначно опрепеляют апреса записикода информации об амплитупах сигналовв блок 10, которые совпадают с адресами ранее записанных н -развяпных слокода амплитупного распределения сиг.налов, несущих информацию о поряпковыхномерах сигналов потока с амплитупой,цифровой коп величины которой записывается по совпадающим с ними адресам.В результате считывания зон 24 и 28вся информация о параметрах амплитупно временных распределений зарегистрированной реализации потока сигналов оказывается записанной в блоке 10 по соответствующим адресам, номера которыхи Н-разряпные слова кода амплитудного распределения сигналов потока позволяют независимо от времени хранения опнозначно противопоставить кажпому сигналу потока его амплитудно-временные параметры, а также коорпинаты появлениякяжпого сигнала относительно шкалыреального времени по координатам привязки момента появления регистрируемого сигнала потока, коп которых такжехранится в блоке 10.После окончания считывания информации из полговременной аналоговой памяти, яналоговая информация гасится, а процсссв 1 запоминания о преобразовании информации многократно повторяются пля9 7145новых реализаций случайного потока сиг-,налов, информация о параметрах которыхнакапливается в блоке 10,Следует заметить, что синхронизациякаждого цикла считывания зоны 28 также определяется выходными сигналамификсатора 12 и преобразователя 18, начало которых определяется сигналом свыхода 30 блока 6, который работает врежиме однократного внешнего запуска 10по сигналу с выхопа фиксатора 12, Привязка начала каждого цикла считываниязоны 24 и зоны 28 к фазе первого ци.ркулирующего импульса потока-носителя, атакже работа блока 6 в режиме опнокраьного внешнего запуска позволили обеспечить четкую синхронизацию работы устройства в режимах считывания независимо от времени хранения аналоговой информации и масштаба ее преобразования 20преобразователем 1 8,фо рм ула изобретения Диамическое запоминающее устройство, содержащее блок синхронизации, выход которого соединен с входом усилителя считывания и входом накопительного элемента, выход которого подключен к первому входу блока синхронизации, ключ э шипел записи и считИванияф информв ционную и выходную шины, о т л и ч вю щ е е с я тем, что, с целью увеличения информационной емкости устройства, в него введены датчик времени, комму- З 5 твторы, блок выборки, блок цифровой памяти, распределитель, компаратор, преобразователь время-коп, счетчик, генератор линейно-изменяющегося напряжения, формирователь, СВЧ-генератор, фиксатор пер 4 О вого импульса и элемент ИЛИ, выход которого через счетчик соединен с первым входом блока цифровой памяти, второй вход блока цифровой памяти соединен сю Я первым входом ключа и шиной записи, третий вход - с одним из входов блока выборки, четвертый вход - с выходом преобразователя время-код и первым входом 01 1 опервого коммутатора, пятне вход, блока цифровой памяти подключены к пери м входам формирователя, а вьхоп - к вьходу устройства, огни из входов компарвтора соепинень с выходом генератора линейно- изменяющегося напряжения, другие вхопы - с выхопами распределителя, одни из входов которого соепинень с первым выходом блока выборки и одним из вхопов генератора линейно-изменяющегося напряжения, другие входы- с выходами второго коммутатора, вход которого подключен к выхопу ключа, к второму входу формирователя и к одному из входов датчика времени, другой вход которого соединен с одним из входов блока выборки и входом СВЧ-генератора, второй выход , блока выборки соединен с другим входом генератора линейно-изменяющегося напряжения, с вторым вхопом ключа и с третьим входом формирователя, третий вход блока выборки подключен к второму вхопу первого коммутатора, третьи входы которого соединены с шипами счит.вания соответственно, четвертый вход первого коммутатора соединен с другим входом датчика времени и выходом Фиксатора первого импульса, пятнй вход первого коммутатора соединен с выхопом усилителя считывания и с одним из входов фиксатора первого импульса, выход первого коммутатора соединен с входом преобразователя время - код и одим из хопо элемента ИЛИ другой вход которого соединен с выхопом формирователя, тор м входом блока синхронизации и пругим ходом фиксатора первого имлулг,са, тихоп СВ"1-генератора соединен с третьим хо пом блока синхронизации и четерт м входом формирователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свипетельство ГССР% 245181, кл, 6 11 С 21/00, 196,2, Авторское свипетелство ССГР Мо 233017, кл, О 11 С 21/00, 1960Составитель А, Воронинедактор А. Герцен Техред О, Легеза Корректор С раж рственнизобрете Жилиад ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 аз 9301/52 Т ЦНИИПИ Госу по делам 113035 Моск662 Подписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб д, 4/5