Устройство для считывания осциллограмм

О П И С А Н И Е 218546ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Саеетских Социалистических Республик,Ч 11 К 6 061 риоритет Комитет по дел зобретений и открытипри Сосете УЛинистроеСССР,1 К 681.327,12 (088.8 7,7.1968, Бюллетень1 публикова Дата опубликования тсапия 14196 Авторыизобретени Ф, Г. Мильнер и Н. Н. Самуйл 1. М. Чеголин, 3. Леонов Заявитель Н Белорусской ССР ститут технической кибернети РОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ОСЦ ГРАММ 2 1Известны устройства для считывапия осциллограмм, содержащие оптпко-механическую систему развертки с диском синхронизации и фотоэлементами, генератор импульсовзаполнения, счетчики, дешифраторы, триггеры и логические схемы,Предложенное устройство отличается тем,что выходы генератора импульсов заполненияс фиксированными частотами, соответствующими зонам поля считывания, подключены к 10импульсным входам вентилей соответствующих зон, один из управляющих входов каждого из которых соединен с единичным выходом триггера начала считывания, вторые управляющие входы - с единичными выходами триггеров зон, а выходы вентилей подключены ко входам схемы ИЛИ, выход которой подключен ко входу счетчика величиныординаты и через лшппо задержки - к импульсному входу вентиля выдачи ординат. 20Выходы триггеров зон через диодную разделительную схему соединены с выходом вентиля начала считывания и выходами последовательно соединенных линий задержки.Предложенное устройство отличается также тем, что содержит оперативное запоминающее устройство, числовые входы которогосоединены с выходами счетчика величины ординаты, входы управления записью и выдачей накопленной информации в электронную 30 вычислительную машину - с выходамп дешифратора счетчика графиков, а входы записи - с выходом вентиля выдачи ординат. Импульсные входы опроса ячеек оперативного запоминающего устройства соединены с шиной опроса устройства управления электронной вычислительной машины. Выходы оперативного запоминающего устройства подключены к приемному регистру вычислительной машины.Кроме того, устройство отличается тем, что выход схемы, вырабатывающей сигнал конца сканирования, соединен с единичным входом триггера запоминания этого сигнала. Едпнпчньш выход этого триггера подключен к управляющему входу вентиля, импульсный вход которого соединен с клеммой шины окончания очередной команды независимой программы вычислительной машины, а выод этого вентиля - с шиной прсрывання работы вычислительной машины и через схему ИЛИ - с переключателем числа графиков на ленте. Выход шины опроса устройства управления вычислительной машины соединен с импульсными входами опроса ячеек оперативного запоминаюшего устройства и через линию задержки - с импульсным входом вентиля ввода прочитанной информации в вычислительную машину. Управляющий вход этого вентиля соединен с нулевым выходомдешцфратора счетчика графиков, а его выход - с шиной ввода прочитанной информации в вычислительную машину и через схему ИЛИ - с цулсвыч входом триггера запоминания сигнала конца сканирования, В предложенном устройстве выходы дешцфратора счетчика величины ордцнаты, соответсг. вующце кодам границ зон, подключены через разделительную схему ко входам триггеров зоц.Указанные отличия позволяют упростить конструкцию устройства считывания, повысить надежность при считывании пересекающихся и близко расположенных кривых, сократить время ввода информации в электронную вычислительную машину (ЗВМ) и обеспечить возможность задания зон квазилипсйного сканирования при отсчете ординат графиков от фиксированной базы.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема формирования кратковременного запоминания и выдачи ординат; па фцг. 3 - схема формирования сигналов окончания сканирования для лент различной ширины; на фцг. 4 - схема управления блоком генерации при считывании ординат от фиксированной базы.Блок-схе.ца устройства содержит поле считывания лепты-носцтеля 1, разделенное па зоны 1, квазилипейного сканирования, в пределах которых частота импульсов заполнения принята фцксцооваппой, исходя из заданной погрешности формирования ординат, фотоэлемент 2 для восприятия меток времени на ленте и зеркало 3 с двучя отражающими поверхностямц. На оси синхронного двигателя 4 закреплен диск 5 с отверстиями, по одну сторону от которого расположен источник 6 света, и по другую - фотодцоды 7 и 8. В блок-схему входит также объектив 9, диафрагма 10, фотоумножитель 11, электронный регистратор 12 ординат, схема 13 привязки ординат к меткам времени ц механизм 14 перемещения ленты-носителя.Схемы формирования и выдачи ординат состоит пз блока 1 запуска и останова, назначение которого - синхронизация устройства с вычислительной машиной. Для этой цели клемма 15 сигнала запуска подсоединена к единичному входу триггера 16, который своим единичным выходом управляет вентилем 17. Импульсный вход последнего подсоединен к выходу фотодиода 7, а выход через линию задержки 18 - к единичному входу триггера 19, управляющего по едицц шочу выходу вентилями 20 блока генерации импульсов. Выход вентиля связан также с диодной разделительной схемой 21, с цепочкой 22 линий задержки, с нулевым установочным входом счетчика 23 величины ординаты и с соответствующими входами остальных триггеров схемы для установки их в исходное состояние. Выход фотоумножителя 11 подключается переключателем 24 либо через диодную сборку 25 к единичному входу триггера 26,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 определяющего необходимость выдачи кода, либо ко входам вентилей 27 и 28. Первый цз этих вснтцлсц управляется по потенциальному входу единичным выходом триггера 29, а второй - нулевым выходом того же триггера. Выход вентиля 27 через диодную сборку 25 подключен к единичному входу триггера 26. Выход вентиля 28 подключен через ссорку 30 ко входу сброса в нуль счетчика 23 ц через линию задержки 31 - к единичному входу триггера 29, Единичный выход триггера 26 подключен к управляющему входу вентиля 32, импульсный вход которого через линию задержки ЗЗ соединен с выходом блока 11 генерации импульсов заполнения (выход сборки 34).Для останова устройства клемма 35 сигнала останова подключается к нулевым входам триггеоов 16, 29 и 26.Блок 11 генерации импульсов заполнения вырабатывает импульсы определенной частоты в соответствии с положением сканирующего луча в поле считывания. Зоны квазилинейного сканирования задаются при помощи цепочки 22 линий задержки. Для последовательного включения генераторов цлц подключения к одному генератору различных 1.С-цепочек одного генератора выход вентиля 17 подключен и разделительной схеме 21, с котороц соединены также выходы всех линий задержки цепочки 22. Разделительная схема ц линии задержки обеспечцваот последовательное прохождение едцицы по всем триггерам регистра Зб. В результате достигается подключение через вентили 20, которые управляются по второму входу выходом 1 триггера 19, каждого выхода схемы генерации 37 на вход сборки 34 и через пеев на счетный вход счетчика 23,Блок 1 П предварительного запоминания ординат является промежуточным звеном между устройством считывания и вычислительной машиной, Наличие этого блока дает возможность считывать пересекающиеся и близко расположенные друг к другу графики (если время записи кода со счетчика 23 в ЗВМ значительно) и производить выдачу ор. динат в ЗВМ по окончании полного сканирования ширины ленты. С этой целью единичный выход каждого триггера счетчика 23 соединен с соответствующими разрядами запоминающего устройства 38. Количество ячеек последнегс определяется исходя из максимального числа графиков на ленте с учетом возможных визуальных помех. Адрес ячейки определяется кодом счетчика 39 графиков. Для этого каждая шина дешифратора 40 счетчика 39 подключена к управляющему входу записи кода соответствующей ячейки. Входы сигналов записи подсоединены к вентилю 32 выдачи ординаты. Входы, управляющие считыванием запоминающего устройства (ЗУ), также подсоединены к соответствующим шинам дешифратора 40. Вход сигнала считывания ЗУ соединен с клеммой 41 шиныопроса из устройства управления ЭВМ, выходы ЗУ - с соответствующими входа ми триггеров приемного регистра ЭВМ.Блок 1 Р предназначен для контроля работы канала восприятия графиков, выработки сигналов их сближения, индикации разрывов в графиках и помех на носителе. Выход веня иля 32 подключен к входу + счетчика графиков, выходы триггеров которого соединены с дешифратором 40, а входы через разделительную схему 42 - с контактами переключателя 43. Схема 42 обеспечивает выдачу на счетчик 39 кода, определяемого положением переключателя 43, Нулевая шина дешифратора подключена к управляющему входу вентиля 44 и инвертору 45, выход которого подключен к одному из управляющих входов вентиля 46. Второй управляющцй вход вентиля 46 соединен с единичным выходом триггера 47, единичный вход которого подключен к вентилю 17, а нулевой - через сборку 48 к клемме 15 запуска. Импульсный вход вентиля 46 через линию задержки 49 соединен с выходом схемы ограничения ширины ленты клемма 50. Выход вентиля 46 через соорку 51 соединен с единичным входом триггера 52, управляющего своим единичным выходом вентилем 53, импульсный вход которого подсоединен к клемме 41, а выход - к клемме 54 сигнала сбоя. Нулевой вход триггера 52 соединен с выходом вентиля 17 начала считывания. Для определения пересечения кривых выход фотоумножителя 11 подключен к импульсному входу вентиля 55, управляемому по потенциальному входу единичным выходом триггера 56, а также - к его единичном входу н грез линию 57 задержки и сборку 58 - к нулевому входу того же триггера.Блок Г прерывания работы ЭВМ совместно с блоком 111 обеспечивает ввод графиков в машину в режиме прерывания ее работы по независимой программе. Для этой цели импульсный вход вентиля 59 подсоединен к клемме 60 сигнала окончания каждой операции машины. Вентиль 59 управляется единичным выходом триггера 61, к единичному входу которого подсоединена клемма 50, а к нулевому через сборку 62 - выход вентилей 17 и 44, Выход вентиля 59 подключен к клемме 68 сигнала о необходимости включения операции считывания из ЗУ. Клемма 41 сигнала опроса ЗУ из ЭВМ соединена со входами считывания ЗУ, со входом-счетчика сигналов выдачи ординат и через линию задержки 64 - с импульсным входом вентиля 44, управляемого по потенциальному входу нулевой шиной дешифрятора 40. Выход вентиля 44 подключен к клемме 65 сигнала окоччания считывания из ЗУ, по которому ЭВМ возвращается к выполнению прерванной программы.Ня схеме формирования сигнала окончания сканирования шириной ленты выход фотодиода 7, определяющего начало сканирова 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65:шя, соединен с переключателем бб. Контакты последнего при помощи разделительной схемы 67 подключены к едгшичным входам тех триггеров счетчика 68, едипц иные состояния которых образуют код, который дополняет код номера контакта, соответствующего определенной ширине ленты, до числа 2" (гг - количество триггеров в счетчике 68). Выход фотодиода 8, определяющего конец сканирования, соединен со счетным входом счетчика 68. Момент появления сигнала на клемме 50 определяет окончание сканирования ленты данной ширины.При вращении двигателем 4 зеркала 3 в плоскости катода фотоумножителя 11 последовательно проходит сечение ленты-носителя 1. Диафрагма 10 выделяет из сечения точечную окрестность диаметром около 0,4 лгм. Таким образом, в поле зренця фотоумножителя 1 проходит точечное разложение сечения ленты с графикамц. Синхронно с зеркалом вращается диск 5, при этом фотодцоды 7 и 8 выдают импульсные сигналы, Сигнал с фото- диода 7 молулирует начало отсчета ординаты, сигнал с фотодиодя 8 служит для фиксирования окончания сканирования для лент различной ширины. Сигнал с фотодиода 7 поступает в электронный регистратор 12 ординат, где включает (при наличии сигнала запуска )блок генерации на формирование в двоичном коде величины ордцнаты. Ппи перекрытии точкой графика диафрагмы 10 срабатывает фотоумножитель 11, и по его сигналу код из счетчика 23 величины ординаты передается в ЗУ. После окончания сканирования по сигналу со схемы ограничения ширины ленты (клемма 50) в зоне холостого хо.чя все ординаты выдаются в ЭВМ.Перед включением в работу электронного узла устройства считывания на клемму 85 почается сигнал, устанавливающий в нуль управляющие триггеры 16, 29, 19, 26, Работа устройства начинается с поступления сигналя запуска па клемму 15. Этот сигнал устанавливает в едишщу триггер 16 запуска и в исходное нулевое положение триггер 47. Триггео 16 пречназначен для синхронизации системы развеотки с работой электронного узла. Своим единичным выходом триггер 16 оттгывает вентиль 17, подготавливая схему к работе. При положени зеркала, соответствующем началу отсчета ординат, на вентиль 17 поступает сигнал от фотодцодя 7. Пройдя вентиль 17, этот сигнал производит необходимые установки на триггерах 47, 56, 52, 61, сбрасывает в нуль счетчик 23, устанавливает при помощи диодной разделительной схемы 21 в единицу первый триггер регистра 36, а остальные - в нуль, выдает на счетчике 89 код 1 и через линию задержки 18 устанавливает в единицу триггер 19. Последний своим единичным потенциальным выходом управляет группой вентилей ЗУ на выходе блока 11 генерации, При совпадении единичных состояний триггера 19 и одного из триггероврегистра 36 открывается один цз вентилей 20, и через выходную сборку 34 на счетчик 23 начнут поступать сигналы с частотой, соогветствующей данной зоне сканирования.В описываемом устройстве предусмотрены два возможных способа отсчета ординат: от фиксированного положения (одного из краев ленты) и от базовой линии, нанесенной на ленте. Каждый способ отсчета задается при помощи переключателя 24, Последний при отсчсте от фиксированной базы устанавливается в положение а, при отсчете от базовой линии - в положение в. В первом положении сигналы от фотоумножителя П поступают непосредственно через сборку 25 на единичный вход триггера 26, а во втором - на вентили 27 и 28, управляемые соответственно единчным и нулевым выходами триггера 29. Сигнал от первой линии (линии базы) проходит через открытый вентиль 28 и сбрасывает в нуль счетчик 23, после чего отсчет производится от этой линии. Этим же сигналом через линию задержки 31 триггер 29 устанавливается в единицу. Остальные сигналы от фотоумножителя 11 поступают через вентиль 27 и сборку 25 на триггер 26,При поступлении сигнала от фотоумножителя 11 на трипер 26 в момент перекрытия диафрагмы 10 изображением линии графика открывается вентиль 32, Очередной импульс заполнения (после поступления ца счетчик 23 через линию задержки 33 и вентиль 32) поступает на выдачу кода счетчика 23 в запоминающее устройство, сбрасывая при этом триггер 26 в нуль. Сигнал с вентиля 32 поступает на счетный вход + счетчика 39, чем обеспечивается выбор ячейки ЗУ для записи ординаты следующего графика.Поочередное подключение соответствующих выходов фиксированных частот схемы генерации достигается при помощи цепочки 22 линий задержки, каждая из которых рассчитана на задержку сигнала от вентиля 17 на время, равное времени сканирования одной зоны поля считывания. По мере продвижения сигнала от вентиля 17 по цепочке при помощи разделительной схемы 21 поочередно устанавливаются в положение 1 управляющие триггеры регистра 36, подключая тем самым к сборке 34 соответствующие выходы схемы генерации 37.Счетчик 39 с дешифратором 40 используется также для контроля наличия сбоев, визуальных помех и пересечений кривых, Перед началом работы переключатель 43 устанавливается в положение, соответствующее количеству записей на ленте, После окончания каждого сканирования схемой ограничения ширины ленты вырабатывается сигнал, поступающий ца общую точку переключателя 43, через линию задержки 49 на опрос вентиля 46 и на единичный вход триггера 61. Последний запоминает сигнал конца сканирования ленты, тождссгвсццый сигналу готовности ординат. При наличии разрывов линий графиков,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 пересечений цх цлц наличии помех ца ленте код счетчика 39 це совпадает с кодом номера контакта переключателя 43, Сигнал конца сканирования через переключатель и разделительную схему 42 посылает на счетчик 39 код, соответствующий количеству графиков на лецтс. При этом ца счетчике производится сложение по модулю 2. Если число на счетчике 39 равно числу графиков на ленте, то счетчик принимает нулевое состояние, в противном случае - его состояние отлично от нуля.Тогда инвсртор 45 нулевой шины дешифратора 40 открывает вентиль 46, и сигнал через линию задержки 49 проходит вентиль 46, сборку 51 и устанавливает триггер 52 в единичное состояние, фиксируя наличие помехи, пересечения или разрыва линии графика. Для обнаружения точки пересечения кривых, размеры которой меньше шага считывания, сигнал с фотоумножителя 11 подается на опрос вентиля 55, одновременно ца установку триггера 56 в единицу и через линию 57 задержки ц сборку 58 - на сброс того же триггера в нуль. Так как в начале считывания триггер 56 находится в нулевом состоянии, то первый сигнал от фотоумножителя не проходит через вентиль 55. Но ссли за этим сигналом последует второй через время, меньшее времени задержки на линии 57, то следующий сигнал проходит вентиль 55, свидетельствуя о сближении кривых ня критическое расстояние, после которого с большой вероятностью можно ожидать пересечение или слияние кривых. Это положение также запоминается на триггере 52 установкой последнего в единицу.Выдача ординат в ЗВМ из устройства считывания происходит после окончания сканирования. Схема формирования сигнала окончания сканирования рассчитана на восемь возможных размеров ширины ленты, задаваемых переключателем бб. В начале сканирования на переключатель поступает сигнал от входа фотодиода 7 и устанавливает при помощи разделительной схемы 67 на счетчике 68 код, дополняющий код номера контакта, соответствующего определенной ширине ленты. Каждому рязмерч ленты соответствует отверстие на диске 5. При вращении зеркала с фотодиодя 8 па счетчик 68 поступают сигналы. Сигнал переполнения счетчика, очевидно, соответствует моменту прохождения отверстия, ограничивающего заданный размер ширины лентьь Этот сигнал разрешает выдачу кода ординат (и помех) из ЗУ в ЗВМ. Машина приступает к перезаписи ординат в свою память. До момента выработки сигнала она может работать по произвольной программе, причем время выполнения любой операции меньше времени холостого хода зеркала. Для такого режима совместной работы устройства с чцт гияция ц ЗВМ необходимо после окоцчация каждой операции машины опрашивать со тояццс триггера 61. Это делается сигналом, поступающим от клеммы 60 через вентиль 59, 2185 ч 69Если триггер 61 установлен в единичное с.- стояпис, то формируется сигнал, который устанавливает на регистре команд ЗВМ клоперации обращения к устройству считывания, сбрасывает в нуль триггер 47 и черсз переключатель 43 восстанавлигаст на счет пгкс 39 код количества считанных в данном сечении ординат. При выполнении команды обращения к устройству считывания маши. на вырабатывает сигнал опроса ЗУ, который выдает код ячейки в ЗВМ. Кроме того, этот же сигнал (сигнал с клеммы 41) через вентиль 63 опрашивает триггер 62 наличия сбоев или пересечений и при наличии последних в виде сигнала с клеммы 54 поступает в определенный разряд (например, знаковый) машинного слова, Сигнал с клеммы 41 уменьшает на единицу код счетчика 39 и через линию задержки 64 опрашивает вентиль 44, управляемый нулевой шиной дешифратора 40, Если код счетчика 39 отличен от нуля, то вентиль 44 закрыт, и машина повторяет обращение к устройству, если же он равен нулю (все ординаты выданы в ЗВМ), то вентиль 44 выдает сигнал на клемму 66, который возвращает на регистр команд ЗВМ команду, на которой была прервана программа.Обработке введенного с ленты материала с целью распознавания пересекающихся графиков, восстановления разрывов в графиках и исключения помех может осуществляться одновременно с вводом по специальной программе. Однако при этом эффективное использование машинного времени будет только в том случае, если цикл работы машины занимает все время между двумя считываниями информации из ЗУ, в связи с этим рекомендуется вначале ввести информацию с огдельного участка ленты и лишь потом без перерывов на обращение к устройству считывания производить распознавание пересечения кривых и выделение помех, а во время ввода графиков производить работу по независимой программе. Один из возможных вариантов блока П генсрации импульсов заполнения показан на фиг. 4, Его целесообразно использовать, если счет ординат производится только от фиксированной базы. Тогда положение сканирующего луча однозначно определяется кодом счетчика 23 ординаты, Границы зон квазилинейного сканирования при этом задаются сигналами на выходных шинах дешифратора 69 счетчика 23. Шинам соответствуют коды счетчика, граничные для двух смежных зон. С этой целью выход вентиля 17 подключен к разделительной схеме 21, с которой соединены также выходы триггеров счетчика 23. Выходы разделительной схемы подаются на необходимые входы триггеров регистра 36, обеспечивая поочередно установку в единицу всех его триггеров. Соединение остальных элементов блока О аналогично описанному ранее. 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 При сканировании поля считывания сигналл с вентиля 17, пройдя разделительную схему 21, устанавливает в единицу первыи триггер регистра 36, а остальные - в нуль. Г 1 ри этом подключается на сборку 34 гснератор, соответствующий первой зоне считывания, Когда код счетчика 23 достигнет граничного значения, между зонами на первой шпнс дешифратора 69 Возникает сигнал, которгяй через разделительную схему 21 устанавливает в единицу второй триггер (остальные в нуль), подключая следующий гснератор и т. д. Предмет изобретения 1. Устройство для считывания осциллограмм, содержащее оптико-механическую систему развертки с диском синхронизации и фотоэлементами, генератор импульсов заполнения, счетчик величин ординат, дешпфраторы, триггеры и логические схемы, от.гачающееся тем, что, с целью упрощения констркции устройства, выходы генератора импульсов заполнения с фиксированными частотами, соответствующими зонам поля считывания, подключены к импульсным входам вентилей соответствующих зон, олин из управляющих входов каждого из которых соединен с единичным выходом триггера начала считывания, вторые управляющие входы - с единичными выходамп триггеров зон, а выходы вентилей подключены ко входам схемы ИЛИ, выход которой подключен ко входу счетчика величины ордпнаты и через линию задержки - к импульсному входу вентиля выдачи ординат; выходы триггеров зон через диодную разделительную схему соединены с выходом вентиля начала счптывания и выходами последовательно соединенных линий задержки.2. Устройство по п. 1, отгичаюигееся тем, что, с целью повышения надежности при считывании пересекающихся и близко расположенных графиков с использованием вычислительной машины, оно содержит оперативное запоминающее устройство, числовые входы которого соединены с выходамп счетчика величины ординаты, входы управления записью и выдачей накопленной информации в электронную вычислительную машину - с выходами дешифрагора счетчика графиков, а входы записи - с выходом вентиля выдачи ординат; импульсные входы опроса ячеек оперативного запоминающего устройства соедпненгя с шиной опроса устройства управления электронной вычислительной машины; выходы оперативного запоминающего устройства подключены к приемному регистру вычислительной машины.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени ввода информации в вычислительную машину, выход схемы, вырабатывающей сигнал конца сканирования, соединен с единичным входомтриггера запоминания этого сигнала, единичный выход этого триггера подключен к управляющему входу вентиля, импульсный вход которого соединен с клеммой шины окончания очередной команды независимой программы вычислительной машины, а выход этого вентиля - с шиной прерывания работы вычислительной машины и через схему ИЛИ - с переключателем числа графиков на ленте; выход шины опроса устройства управления вычислительной машины соединен с импульсными входами опроса ячеек оперативного запоминающего устройства и через линию задержки - с импульсным входом вентиля ввода прочитанной информации в вычислительную машину, управляющий вход этого вентиля соединен с нулевым выходом дешифратора счетчика графиков, а его выход - сшиной ввода прочитанной информации в вы 5 числительную машину и через схемуИЛИ - с нулевым входом триггера запоминания сигнала конца сканирования.4, Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью обеспечения возможности зада 10 ния зон квазилинейного сканирования при отсчете ординат графиков от фиксированнойбазы, выходы дешифратора счетчика величины ординаты, соответствующие кодам границзон, подключены через разделительную схему15 ко входам триггеров зон,218546 17 Составитель В. А. КиселевСеманова Текред А, А, Камышникова Коррсктср Н. И, Быстрова едакт Типография, пр. Сапупова, 2 Заказ 2841/5 Тираж 530Ц 11 ИИПИ Комитета по делам изобретении и открытий прМосквсь Центр, пр. Серова, д. 4 Подписное вете Министров СССР