Устройство для определения направления движения стимула

Авторы патента:

G01P13A61B3 -

M.Н.Андреев изобретения

/ .,;-" :=;::„„.ц/ I, ;",;"... а-".а й/

Ордена Трудового Красного Знаиени институт физиологии им. И.П.Павлова (7 l ) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ДВИЖЕНИЯ СТИМУЛА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации электрофизиологических экспериментов и для ввода в цифровые вычислительные машины информации, получаемой в ходе этих экспериментов.

Известно устройство для определения направления перемещения, которое содержит два фотодатчика, триггер

Шмитта, триггер-индикатор, два weмента И и один элемент ИЛИ (1 .

Данное устройство не позволяет определить направление перемещения стимула.

Изве=тно также устройство для определения направления движения стиму.ла в момент пересечения им границы области реакции нейрона.. Необходимость в таком устройстве возникает при исследовании дирекциональных свойств рецептивных полей нейронов сенсорных систем.

Зто устройство содержит два дели. теля, каждый из которых состоит из резистора и фотоэлемента, при этом выходы делителей напряжения соединены с входами усилителей-формирователей, и два Т-триггера. Кроме этого, устройство содержит также третий делитель напряжения, третий усилительформирователь- и элемент ИЛИ 2 3 .

Однако надежность работы устройст" ва ограничена из-за некоторой усложненности его схемы.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем его уп1 рощения при сохранении всех технических параметров.

Поставленная цель достигается тем, что усилители-формирователи выполнены в виде инверторов, а Т-триггеры выпол2о нены на О-триггерах, причем выход первого инвертора подключен к С-входу первого триггера и к R-входу Второго тоиггера, D-вход которого соединен с

3 10009 его выходом, а С-вход - с выходом второго инвертора и с R-входом первого триггера, D-вход которого подключен к его выходу.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; ча фиг.2 - временная диаграмма работы устройства, показанного.на фиг.1; на фиг.3 - прин" ципиальная схема конкретной реализации устройства; на фиг.4 - временная 1е диаграмма работы устройства, показанного на фиг.3 (начальные условия и момент времени t такие же, как на фиг.2),.

Устройство (фиг.1) представляет 1S собой два одинковых симметричных канала с перекрестными связями между собой и состоит из двух считывающих элемен;тов 1, двух усилителей-формирователей

2 и двух Т-триггеров 3 с входом уста- 2Ц новки, например, s "1".. Каждый считывающий элемент 1 связан с одним из усилителей-формирователей 2, выход же каждого из усилителей-формирователей

2 связан со счетным входом одного

Т-триггера 3 и установочным входом другого Т-триггера 3. Выходы обоих

T-триггеров 3 являются выходами устр ройства. Считывающие элементы 1 в момент прохождения стимула через грани- З0 цу рабочей области вырабатывают электрический сигнал, который усилителями формирователями 2 преобразуется в цифровой, управляющий работой Т-триггеров 3 ° 35

На фиг.2 представлены эпюры напряжений в четырех точках, схемы: Вх.1 и

Вх.2 - на выходе одного и другого усилителя-формирователя 2; Вых.1 и

Вых.2 - на выходах устройства или, <в что то же самое, на выходе одного и другого Т-триггера 3. Момент времени t соответствует гарантированному времени начала правильной работы устройства при любом исходном состоянии 45 триггеров. Для определенности исходное состояние обоих Т-триггеров 3 положено нулевым,а стимул в начале своего периодического колебательного движения через рабочую область однократно . 0 пересекает верхний (по фиг.1) считывающий элемент 1.

Устройство .работает следующим образом.

Устанавливается положение рабочей области, определяемой, к примеру, размерами рецептивного поля исследуемого нейрона. Один считывающий элемент 1

15 ф должен отвечать на прохождение стимулом одной границы рабочей области, а второй - другой границы. Таким образом, при периодическом колебательном прохождении стимула через рабочую область в обоих каналах устройства появляются последовательные пары импульсов (см. диаграммы Вх ° 1 и Вх.2 на фиг.2). Один из пары импульсов соответствует моменту выхода стимула из рабочей области, другой - моменту входа. Один канал устройства вырабатывает положительный импульс в момент входа стимула в рабочую область с одной ее стороны (Вых.1), другой канал также вырабатывает полон;ительный импульс в момент входа стимула в рабочую область, но только с другой ее стороны (Вых.2 ). Поэтому факт появления импульса на выходе одного либо другого канала устройства позволяет знать момент времени входа стимула в рабочую область с одной либо с другой ее стороны, т.е. знать направлсние движения стимула через рабочую область после пересечения им ее границы. В установившемся режиме работы устройства импульсы, приходящие на установочные входы Т-триггеров 3, не вызывают их переключений, так как в эти моменты времени соответствующие I триггеры 3 и так находятся в состоянии "1, и работа устройства в этом режиме вполне очевидна. В начале работы или после сбоя Т-триггер одвЂ” ного канала устанавливается первым же импульсом из другого канала устройства в состояние "Т", после чего этот Т-триггер начинает правильный счет импульсов своего канала.

Поэтому устройство наверняка начинает правильную работу после того, как в каждом его канале появится хотя бы один импульс (время ). Поскольку в качестве стимула йспользуется луч света, считывающим элементом устройства (фиг.3) является делитель напряжения (R1PZ и R4P5)

:с Фоторезистором (R2 и R5) в. одном плече. При падении на фоторезисторы, устанавливаемые на краях рабочей области, луч света (,стимула ) они изменяют свое сопротивление, и с делите лей снимается импульс напряжения диаграммы А! и А2 на фиг.4, Усилитель-формирователь выполнен на одном логическом инверторе. Сопротивпения

R1 и R4 смещают рабочую точку усилиВх. 2

Вых.1 бах. 2 10009 теля так, чтобы при засветке фоторезистора лучом света (стимулом) на выходе инверторов 01, 1 и 01.2 (усили- . телей-.формирователей) появлялся логический сигнал (диаграммы Вх.1 и Вх.2).s

Т-триггеры собраны на 0-триггерах с . входом установки "0". -

Устройство (фиг.3) содержит дополнительный PS-триrrep. (Р1.3, 01.4) с дифференцирующими цепочками (ВЗС1 и

К6С2)на его входах, причем выходом устройства является один:из выходов

RS-триггера. Направление движения стимула через рабочую область определяется по изменению уровня потенциала в зти моменты (см. фиг.3 и 4).

Таким образом, надежность предлагаемого устройства повысилась за счет установления новых связей, что привело к сокращению числа каскадов и упро- в щению устройства в целом, формула изобретения

Устройство для определения направления движения стимула, содержащее

15 6 два делителя напряжения, каждый из которых состоит из резистора и фоторезистора, при этом выходы делителей напряжения соединены с входами усили" . телей-формирователей, и два. Т-триггера, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, .что, с целью повышения надежности путем упрощения устройства, усилители-формирователи выполнены в виде инверторов, а Т-триггеры выполнены на О-тригrepax, причем выход первого инвертора подключен к С-входу первого триггера и к

R-входу второго триггера, 0-вход ко" торого соединен с его выходом, а

С-вход - с выходом второго инвертора и с R-входом первого триггера, 0-вход которого подключен к его выхо" ду °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

> 528508, кл. G 01 P 13/00 1974.

2. Авторское свидетельство СССР.

Ф1 685985, кл. G 01 P 13/00, 1978 (прототип).

1000915

Редактор C.Ïåêàðü

Заказ 1371/47 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5