Устройство для регистрации информации

(72) Авторы изобретения Рязанский радиотехнический институт(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНфОРИАЦИИ 1Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для исследования .однократных электрических процессов. Известно устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразова.тель АЦП 1, коммутатор, блок памятии отображающее устройство, управляющие входы которых синхронизированыблоком управленияНедостатком устройства являетсябольшая емкость памяти, необходимаядля регистрации исследуемого процесса с большой точностью,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для регистрации однократных процессов, содержащее усилитель, АЦП,схему определения смены кода, триблока памяти, блок отображения, генератор управляемой частоты, схему сравнения кодов, счетчик развертки,схему ИЛИ, четыре счетчика, схемувыделения начала и конца сигналов,устройство управления, задатчик кода,коммутатор кода, связанные между собой определенным образом. Устройствопозволяет сократить емкость памяти,необходимую для регистрации сигналов с высокой точностью. Это дости Огается записью кода сигнала, числаповторений этого кода и веста тактаповторений 21.Однако этаточность регистрациипонижается после того, как число пов 5торений превышает максимальное значение. Это связано с тем, что увели"чивается вес такта повторений, т.е.увеличивается интервал дискретизации. Целью изобретения является ловы"шение точности устройства. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для регистрации ин953644 ЭО 35 40 45 3формации, содержащее усилитель, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом АЦП, выход которого соединен с первым входом первой схемы, сравнения,.выход которой соединен с входом первого регистра, выход которого соединен с вторым входом первой схемы сравнения и первым входом первого блока памяти, выход которого соединен с первым входом блока отображения, блок управления, первый выход которого соединен с с первыми входами первого и второго .четчиков, первый выход первого счетчика соединен с первым входом второго блока памяти, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, первый выход генератора. тактовых импульсов соединен с вторым входом первого счетчика, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого счетчиков, выход четвертого счетчика соединен с вторым входом блока отображения, пятый счетчик, введены сумматор, второй, третий и четвертый регистры, блок вычитания, блок масштабирования, формирователь мвток, первый выход которого соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого счетчиков, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с вторым выходом первой схемы сравнения, а третий вход - с вторым выходом первого счетчика, второй выход блока управления соединен с вторыми входами первого и второго блоков памяти, третий выход блока управления соединен с входом генератора тактовых импульсов, четвертый выход. блока управления соединен с входом формирователя меток, выход которого соединен с первыми входами второго регистра и пятого счетчика, выход которого соединен с первым входом блока масштабирования, выход которого является выходом устройства, второй вход второго регистра соединен с выходом четвертого счетчика, а третий вход - с первым выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго регистра, а второй вход - с первыми входами третьего и четвертого регистров и выходом первого блока памяти, второй выход сумматора соединен с вторым входом пятого счетчика, выходы третьего и четвертого регистров соединены ссоответствующими входами блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом блока масштабирования, третий вход которого соединен с выходомтретьего счетчика, второй вход четвертого счетчика соединен с первым выходом блока управления. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2- блок управления; на фиг. 3 - формирователь меток; на фиг. 4 - блок масштабирования.Устройство содержит (фиг.1) усилитель 1, АЦП 2, первый регистр 3, пер,вый блок 4 памяти, блок 5 отображения, генератор 6 тактовых импульсов, первый счетчик 7, блок 8 управления,второй блок 9 памяти, первую схему 10 сравнения, сумматор 11, второй регистр 12, второй счетчик 13, формирователь 14 меток, третий регистр 15 блок 16 вычитания, третий счетчик 17, четвертый счетчик 18, четвертый регистр 19, блок 20 масштабирования, пятый счетчик 21, блок 22 индикации, вторую схему 23 сравнения.Блок 8 управления ( фиг.2) содержит первый элемент ИЛИ 24, первый переключатель 25, формирователь 26 управляющих сигналов, коммутатор 27, шестой счетчик 28, второй переключатель 29, третий переключатель 30, четвертый переключатель 31.Формирователь 4 меток ( фиг.3) содержит седьмой счетчик 32, восьмой счетчик 33, третью схему 34 сравнения, второй элемент ИЛИ 35 четвертую схему 36 .сравнения.Блок 20 масштабирования (фиг.4) содержит пятый переключатель 37, шестой переключатель 38, седьмой переключатель .39, первую схему 40 умножения, .вторую схему 41 умножения, третью схему 42 умножения. гУстройство работает следующим образом.Входной сигнал Х(С) усиливается усилителем 1, преобразуется в код в АЦП 2 с частотой Г 5 и поступает на схему 10 сравнения, в которой с каждым тактом работы ЛЦП 2 происходит сравнение предыдущего кода Кс пос" ледующим К кодом сигнала Х(С),число 1 повторений кода Кравно значению второго счетчика 13, то схема23 сравнения вырабатывает импульс,который поступает на блок 8 управле ния, вырабатывающий при этом необходимые сигналы для вывода зарегистрированной информации из первого ч ивторого 9 блоков памяти. Вследствиеэтого на блок 5 отображения с первого блока 1 памяти выводится кодсигнала К, а на схему 23 сравнения поступает соответствующий код числа повторений Ь кода сигнала К 1.Таким образом, в следующие и тактов 1 на блоке 5 отображения высвечиваетсякод сигнала К. Код последующихзарегистрированных значений сигналаХ(т.) выводится аналогичным образом.Так как число дискретных значе ний сигнала Х(т.) велико, а блок 5отображения имеет ограниченные размеры, то на экране видна только частьсигнала Х, Для рассмотрения всегосигнала Х(й) и отдельных его частей 25 .с различной точностью служит сдвиги сжатие сигнала.Сжатие изображения заключаетсяв том, что с генератора тактовых импульсов на второй счетчик 13 посту- ЗО пают импульсы с частотой Г, а насчетчик 18 развертки - импульсы счастотой в ф раз меньшей. Таким образом, на блоке 5 отображения привосстановлении полиномом нулевого по. з . рядка видим каждую ф-ю точку зарегистрированного сигнала Х(С) с частотой Г.Сдвиг изображения осуществляетсяза счет рассинхронизации счетчика18 развертки и счетчиков адреса блоков М и 9 памяти. Чтобы не потерятьдостигнутой точности при записи служит оцифровка параметров сигналовмежду метками.формирователь 11 меток служит дляформирования двух 1,более ярко светящихся точек) меток М 1 и Мна изображении исследуемого сигнала Х(т.).Эти метки получаются путем дольшеговремени высвечивания этих точек посравнению с другим, Это достигаетсяостановкой счетчика 18 развертки ивторого счетчика 13 на несколько тактов воспроизведения. При помощи блока 8 управления оператором устанавливаются метки М и Мв нужное положение. При этом на блоке 22 индикациивысвечивается разность по амплитуде,по длительности между метками Ми М 2 импульсы 11 до тех пор, пока еще сто. ит код процесса К, и т.д.При отображении зарегистрированный сигнал Х(й) может быть восстановлен полиномом любого порядка. Рассмотрим восстановление сигнала Х(С) полиномом нулевого порядка,Код сигнала К 1= К==К 1, хРанящийся в первом блоке 1 памяти, вы" водится на блок 5 отображения, определяя положение светящейся точки по вертикали. Одновременно со второго блока 9 памяти код числа 1 повторений кода К поступает на схему 23 срав,нения, где сравнивается со значением,поступающим со второго счетчика 13,который сцитатет тактовые импульсывоспроизведения 1 Ъ, поступающие с генератора 6. Четвертый сцетцик 18(развертки), определяющий положениесветящейся точки по горизонтали, считает тактовые импульсы воспроизведе"ния Г, поступающие с генератора 6тактовых импульсов. Поэтому в течение 1 тактов код сигнала К 1 смещается по горизонтальной оси на ) дискретных значений и на блоке 5 отобоажения высвечиваютсяточек с рав"ыми амплитудами К=К=,=К. Когда 5 9Счетчик 7 считает число импульсов Г в промежутке времени от й допока на входе ИЦП 2 код не меняется. В момент йсмены кода сигнала Х со схемы 10 сравнения на блок 8 управления поступает управляющий сигнал, под действием которого блок 8 управления вырабатывает сигналы, необходимые для записи ин- формации в первый 1 и второй 9 блоки памяти, работающие синхронно.Зследствие этого в первый блок 1 памяти записывается код сигнала К=К= =,=К, а во второй блок 9 памяти - соответствующий код числа тактов повторения 1. После записи кода сигнала К и соответствующего числа повторений 1 блок 8 управления обнуляет счетчик 7.В момент времени й происходит сравнение кодов К 1 и К . Так как К = К Я, то счетчик 7 считает импульс Г и т,д.Импульс переполнения счетчика 7 в момент 1 д, (где и - емкость первого сцетчйка 7 ) поступает на блок 8 управления, в котором вырабатываются необходимые сигналы для записи в первый 4 и второй 9 блоки памяти, Далее первый счетчик 7 продолжает считать; 53641 6953644 8 10 коммутатора 27 обновляет первый счетчик 7 и второй счетчик 13. Импульсы переполнения первого счетчика 7 в момент 1 (где и - емкость первого счетчика 7) поступает на элемент 5 ИЛИ 24 и проходит на формирователь , 26, а также через коммутатор 27 насчетчик 28 адреса. Формирователь 26и счетчик 28 вырабатывают необходимые сигналы для записи информациив первый 4 и второй 9 блоки памяти.Далее первый счетчик 7 продолжаетсчитать импульсы Г до тех пор, покаеще стоит код процесса К и т.д.По окончании регистрации сигнала 5 Х(1) переключателем 25 режима работыустройства переводим все устройствов режим отображения, при этом обнуляется счетчик 18 развертки. Формирователь 26 переключается в режимсчитывания. Через коммутатор 27 проходят импульсы со схемы. 23 сравнения.С помощью переключателя 29 сжатияиэображения осуществляется операциясжатия. При этом частота, поступающая с генератора 6 импульсов на счетчик 18 развертки, уменьшается в Ф разВ блок 8 управления входят также .ипереключатели 30 и 31 сдвига маркеров20 ровка интеграла исследуемого сигна ла Х(й) между метками Ми Мосуществляется. следующим образом,Второй регистр 12 и пятый счетчик 21 обнуляются формирователем 14 меток в момент времени т. 1, соответствующий первой метке М. Далее на сумматоре 11 суммируются коды сигнала между метками Ми М. Результат суммирования запоминается во втором регистре 12. Код переполнения сумматора 11 считается пятым счетчиком 21. После-,момента времени й,ч, соответствующего второй метке М, суммирование кодов сигнала прекращается. Далее код с выхода пятого счетчика 21 умножается на масштабирующий коэффи,циентв блоке 20 масштабирования и высвечивается на блоке 22 индикации.Принцип работы блока управления 8 заключается в следующем.В момент времени й 1 смены. кода сигнала Х(С) со схемы 10 сравнения на элемент ИЛИ 24 поступает управляющий сигнал, который проходит на формирователь 26 управляющих сигна 55 лов, а также через коммутатор 27- насчетчик 28 адреса. При этом формирователь 26 и счетчик 28 вырабатывают необходимые сигналы для записи а также значение интеграла под кривой,Оцифровка по амплитуде заключается в том, что из первого блока 4 памяти код К ,- соответствующий меткеМ, устанавливается в третий регистр15, а код К, соответствующий меткеМ- проходят на блок 16 вычитания,где происходит сравнение кодов К иК в четвертый регистр 19. Далее срегистров 15 и 19 коды К и К 2 и выцитание разности между ними. Полу-ченный результат поступает на блок20 масштабирования, в котором происходит его умножение на соответствующий коэффициент масштаба. Полученное значение разности амплитуды отоб. ражается на блоке 22 индикации.Оцифровка по длительности заключается в подсчете третьим счетчиком 7 числа тактов воспроизведения между метками Ми М 2. Предварительно третий счетчик 17 обнуляется формирователем 14 меток. Подсчитанное цисло тактов воспроизведения с третьегосчетчика 17 поступает на блок 20масштабирования, где оно умножаетсяна соответствующий масштаб и высвецивается на блоке 22 индикации. Оцифинформации в первый 4 и второй 9блоки памяти, работающие синхронно,Вследствие этого в первый блок памяти 4 записывается код сигнала К,==К,=К, а во второй блок 9 памяти - соответствующий код числа тактовй повторений ). После записи кодасигнала К и соответствующего числатактов повторений 1 сигнал с выхода Принцип работы формирователя 14 меток (Фиг.3) заключается в следующем.формирователь 14 служит для формирования двух меток М и М(более ярко светящихся точек) на изображении исследуемого сигнала Х(й). Эти метки получаются путем большего времени высвецивания этих точек по сравнению с другими, что достигается остановкой сцетцика 18 развертки и второгосчетчика 13 на несколько тактов воспроизведенияПереключателями 30 и 3 1 сдвига первого и второго маркеров оператор устанавливает метки Ми М у в нужное положение. Сигналы с переключателей 30 и 31 первого и второго маркеров поступают соответственно на счетчик 32 первого маркераформула изобретения 9 9516и счетчик 33 второго маркера. В момент равенства кодов, поступающих сосчетчика 33 маркера и счетчика 28 адресасигнал со схемы 34 или 36 сравнения проходит через элемент ИЛИ 35 5и останавливает счетчик 18 разверткии второй 13 счетчик на несколько тактов, тем самым достигается болеедлительное время высвечивания метокМи Мпо сравнению с другими точ Оками исследуемого процесса Х.Этот же сигнал с выхода схемы элемента ИЛИ 35 обнуляет третий счетчик 17. Импульс с выхода схемы 34или 36 сравнения обнуляет первый 15регистр 12 и пятый счетчик 21Принцип работы блока 20 масштабирования фиг,4) заключается в следующем,Блок 20 масштабирования предназначен для перевода кодов амплитуды,интеграла и длительности в соответствующие единицы измерения, т.е.код амплитуды в вольты, код длительности в секунды, код интеграла в произведении вольты на секунды.Операцию перевода кодов в соответствующие единицы измерения осуществляют схемы 10- 12 умножения.Код амплитуды с выхода блока 16 зовычитания поступает на один из входов первой схемы 40 умножения, навторой вход которой поступает коэффициент масштабирования амплитуды спереключателя 37 коэффициента масшта- З 5бирования. Коэффициент масштабирования показывает сколько вольт прихо"дится на код единицы. Полученное значение амплитуды в вольтах с выходасхемы 40 умножения поступает на индикатор амплитуды блока 22 индиКации.Код интеграла с выхода пятогосчетчика 21 поступает на один извходов второй схемы 41 умножения, на 4другой вход которой поступает соответствующий коэффициент масштабирования с переключателя 38 коэффициентов масштабирования. Полученное значение интеграла, в вольтах на секунду, поступает на индикатор интеграла блока 22 индикации. Код длительности с выхода третье" го счетчика 17 поступает на один из55 входов третьей схемы 42 умножения на другой вход которой поступает соо 1 ветствующий коэффициент масштабирования с переключателя 39 коэффициента масштабирования. Полученное значениедлительности в секундах с выходатретьей схемы 42 умножения поступаетна индикатор длительности блока 22индикации. Устройство для регистрации информации, содержащее усилитель, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, выход которой соединен с входом первого регистра, вы-. ход которого соединен с вторым входом первой схемы сравнения и первым входом первого блока памяти, выход которого соединен с .первым входом блока отображения, блок управления, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго счетчиков, первый выход первого счет" чика соединен с первым входом второ" го блока памяти, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнения, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом первого счетчика, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого счетчиков, выход четвертого счетчика соединен с вторым входом блока отображения, пятый счет-, чик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены сумматор, второй, третий и четвертый регистры, блок вычитания, блок масштабирования, формирователь меток, первый выход которого соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого счетчиков, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения, выход которой соединен .с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с вторым выходом первой схемы сравнения, а третий входс вторым выходом первого счетчика, второй выход блока управления соединен с вторыми входами первого и второго блоков памяти, третий выход блока управления соединен с входом ге" нератора тактовых импульсов, четвер-, 11 953644 12 тый выход блока управления соединен ветствующими входами блока вычитас входом формирователя меток, выход ния, выход которого соединен с вто,которого соединен спервыми входами рым входом блока масштабирования, второго регистра и пятого счетчика, третий вход которого соединен с вывыход кеторого соединен с первым вхо.ходом третьего счетчика, второй вход дом блокаМасштабирования, выход ко- четвертого счетчика соединен с перторого является выходом устройства, вым выхедом блока управления. второй вход второго регистра соединен Источники информации, с выходом четвертого счетчика, а тре. принятые во внимание при экспертизе тий вход - с первым выходом суммато о 1. Гормон Коннели, Простая сисра, первый вход которого соединен с тема для цифровой регистрации данвыходом второго регистра, а второй ных импульсного эксперимента по изувход " спервыми входами третьего и чению кинетики химических реакций." цетвертого регистров и выходом пер- "Приборы для научных исследований", .вого блока памяти, второй выход сум з 1972, И 8.матора соединен с вторым входом пяАвторское свидетельство СССР того счетчика, выходы третьего и чет- по заявке Ю 2859836/18-24, вертого регистров соединены с соот- кл. С 06 К 15/00, 1980 (прототип).953644 С 16 17 Составитель С. Гапичкина Техред А. Ач Корректор М.Демчикж ю Редакто илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,каз 6279/77 Тираж 731 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Рауш