Устройство для регистрации электрических сигналов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТПТЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно включенные первый коммутатор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, первый блок памяти, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй ком гутатор, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и циЛроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к третьему входу первого коммутатора, первый вход которого является информационным входом устройства , вход записи-считывания первого блока памяти объединен с первым входом второго коммутатора и является входом записи-считьтания устройства , второй и третий входы второго коммутатора являются входами тактовой частоты записи и считывания соответственно, входы кода адреса и установки адреса первого блока памяти являются адресными входами устройства, второй вход первого коммутатора является входом автокалибровкй устройства, отлич аютее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит блок коррекции, первый и второй Входы которого подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и к входу автокалибровки устройства соответственно , третий и четвертый входы являются входами тактовой частоты устройства и опорного кода устройства соответственно, а первый выход подключен к входу цифроаналргового преобразователя, третий коммутатор, входы которого подключены к входу § автокалибровки устройства, четвертому выходу блока коррекции и выходу (Л первого блока памяти соответственно, второй блок памяти, адресный вход которого подкльэчен к выходу третьего коммутатора, а информационный вход и вход записи подключены соответственно к второму и третьему выходам блока коррекции соответственно, и сумел матор, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков 4: памяти, а выход является выходом устройства. О5 2. Устройство по П.1, отли чающеесятем, что блок коррек дии содержит первый и второй счетчики , схему сравнения, первый и второй вычитатели, причеь выход первого счетчика является четвертым выходом блока и подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой является первым входом блока и соединен с первым входом второго вычитателя , вьгход которого является вторым выходом блока, второй вход второго выч1.тателя подключен к выходу

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ ЕС И

РЕСПУБЛИК (19) (11) 144 A

3(5f) G 01 R. 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

,21) 3470539/18-24 (22) 12.07.82 (46) 30, 10,83, Бюл. 11 40 (72) А.11.Беркутов, И.П.Гиривенко, В.Г.Остяков, Е,11.Прощин и В.H.fNòíðков (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 681.326 !088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 542095, кл. G 06 F 3/147, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 732668, кл.G 01 D 7/00, 1978 (прототип). (54)(57) I УСТРО11СТВО ДЛ(1 РЕГИСТРА—

ЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно включенные первый коммутатор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, первый блок памяти, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй коммутатор, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к третьему входу первого коммутатора, первый вход которого является информационным входом устройства, вход записи-считывания первого блока памяти объединен с первым входом второго коммутатора и является входом записи-считывания устройства, второй и третий входы второго коммутатора являются входами тактовой частоты записи и считывания соответственно, входы кода адреса и установки адреса первого блока памяти являются адресными входами устройства, второй вход первого коммутатора является входом автокалибронкй устройства, о т л и ч а ю m eе с я тем, что, с целью поныщения быстродействия устройства, оно содержит блок коррекции, первый и второй входы которого подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и к входу автокалибровки устройства соответственно, третий и четвертый входы являются входами тактовой частоты устройства и опорного кода устройства соответственно, а первый выход подключен к входу цифроаналогового преобразователя, третий коммутатор, входы которого подключены к входу автокалибровки устройства, четвертому выходу блока коррекции и выходу первого блока памяти соответственно, второй блок памяти, адресный вход которого подключен к выходу третьего коммутатора, а информационный вход и вход записи подключены соответствен но к второму и третьему выходам блока коррекции соответственно, и сумматор, входы которого подключены к выходам первого и второго блоков памяти, а выход является выходом устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок коррекции содержит первый и второй счетчики, схему сравнения, первый и второй нычитатели, причем выход первого счетчика является четвертым выходом блока и подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой является первым нходом блока и соединен с первым входом второго вычитателя, выход которого является вторым выходом блока, второй вход второго вычьтателя подключен к выходу

2051464

35

40 второго счетчика и первому входу первого вычитателя, второй вход ко— торого является четвертым входом блока, счетный вход второго счетчика является третьим входом блока, первый обнуляющий вход второго счетчика подключен к обнуляющему входу первого счетчика и является вторым входом блока, выход переполнения первого счетчика подключен к второму

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано цля исследования. формы однократных электрических сиг— налов. 5

Известно устройство для регистрации электрических сигналов, содержащее усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, преобразователь кодов, матричную индикаторную панель, распределитель, счетчик, дешифратор, делитель, двухчастотный генератор, блок управления, три коммутатора, два триггера, сумматор, блок запрета и переключа- 25 тель (1) .

К недостаткам данного устройства относятся относительно высокие погрешности преобразования, обусловленные нелинейностью усилителя, анало- 20

ro — цифрового преобразователя и дрейфом их параметров в зависимости от условий работы и времени, а также недостаточно высокое быстродействие устройства, ограничивающееся быст- 25 родействием блока памяти.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регистрации электрических сигналов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, первый коммутатор, блок памяти, преобразователь кодов, соединенный с горизонтальными шинами индикаторНой панели, вертикальные шины которой соединены с выходами распределителя, вход которого соединен с

I тактовым входом блока памяти и вы1ходом второго коммутатора, имеющет о обнуляющему входу второго счетчика, выход первого вычитателя подключен к информационному входу второго счетчика, выход схемы сравнения подклю— чен к счетному входу первого счетчика, установочному входу второго счетчика и является третьим выходом блока, а выход второго счетчика является первым выходом блока, совместно с первым коммутатором несколько входов, два входа и выход компаратора кодов соединены с вы— ходами аналого-цифрового преобразо— вателя, блока памяти и с одним из входов второго коммутатора, а два выхода цифроаналогового преобразователя связаны соответственно через входной коммутатор с входом усилителя и с одним из входов первого коммутатора 2), Однако быстродействие известного устройства остается невысоким и ограничивается тем, что автокалибровка производится после каждого цикла регистрации и время ее прове— дения прямо пропорционально емкости блока памяти.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет уменьшения времени перехода от режима за— писи к режиму считывания и времени проведения автокалнбровки, уменьшение времени проведения автокалибровки достигается тем, что в отличие от известного предлагаемое устройство осуществляет калибровку .не каждого отсчета, зарегистрированного в блоке памяти, а вычисляет поправки к каждому значению выходного кода аналого .цифрового преобразователя. Кроме того, в предлагаемом устройстве время,затрачиваемое на калибровку одной точки, существенно меныпе за счет использования априорной информации о диапазоне возможных отклонений калибруемого уровня квантования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регистрации электрических сигналов, содержащее

1051464 последовательно включенные первый коммутатор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, первый блок памяти, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй коммутатор, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к 10 третьему входу первого коммутатора, первый вход которого является информационным входом устройства, вход записи-считывания первого блока памяти объединен с первым входом вто 15 рого коммутатора и является входом записи-считывания устройства, второй и третий входы второго коммутатора являются входами тактовой частоты записи и считывания. соответственно 20 входы кода адреса и установки адреса первого блока памяти являются адресными входами устройства, второй вход первого коммутатора является входом автокалибровки устройства, дополнительно содержит блок коррекции, первый и второй входы которого подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и к входу автокалибровки устройства соответственно, третий и четвертый входы являются входами тактовой частоты устройства и опорного кода устройства соответственно, а первый выход подключен к входу цифроаналогового преобразователя, третий коммутатор, входы которого подключены к входу автокалибровки устройства, четвертому выходу блока коррекции и выходу первого блока памяти соответственно, второй блок памяти, адресный вход которого подключен к выходу третьего коммутатора, а информационный вход и вход записи подключены соответственно к второму и третьему выходам блока коррекции соответственно, и сумматор, входы которого подключены к

1 выходам первого и второго блоков памяти, а выход является выходом устройства.

Кроме того, блок коррекции содержит первый и второй счетчики, схему сравнения, первый и второй вычитатели, причем выход первого счетчика является четвертым выходом блока и подключен к первому входу схемы 55 сравнения, второй вход которой является первым входом блока и соединен с первым входом второго вычитателя, выход которого является вторым выходом блока, второй вход второго вычитателя подключен к выходу второго счетчика и первому входу первого вычитателя, второй вход которого является четвертым вхоДом блока, счетный вход второго счетчика является третьим входом блока, первый обнуляющий вход второго счетчика подключен к обнуляющему входу первого счетчика и является вторым входом блока, выход переполнения первого счетчика подключен к второму обнуляющему входу вторго счетчика, выход первого вычитателя подключен к информационному входу второго счетчика, выход схемы сравнения подключен к счетному входу первого счетчика, установочному входу второго счетчика и является третьим выходом блока, а выход второго счетчика является первым выходом блока

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — диаграммы, поясняющие его работу, Устройство для регистрации электрических сигналов содержит первый коммутатор l, усилитель 2, аналого— цифровой преобразователь 3, первый блок 4 памяти, сумматор 5, второй коммутатор 6, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 коррекции, третий коммутатор 9 и второй блок

1О памяти.

Блок 8 коррекции (фиг.1) содержит первый счетчик ll, схему 12 сравнения, первый вычитатель 13, второй счетчик 14 и второй вычитатель 15.

Первый блок 4 памяти содержит фиг.1) распределитель 16, счетчик !

7 адреса, четвертый коммутатор 18, элементы памяти с первого 19 по. N 21.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом регистрации, как правило, производится автокалибровка устройства по команде "Автокалибровка". Отсутствие этой команды устанавливает первый 11 и второй 14 счетчики в нуль. Подача команды "Автакалиброака" разрешает работу этим счетчикам, подключает выход цифроаналогового преббразователя 7 к входу усилителя 2 через первый коммутатор 1, а адресный вход второго блока 10 памяти — к выходу первого счетчика 11 через третий коммутатор 9. Второй счетчик 14 начинает!

nS1464 считлтять импульсы тлктовой частоты

Код нторого счетчика 14 потрнт ступает нл Пифролнллогоный преобразователь 7, с выхода которого сни— мается ступенчато нарастающее напря- 5 жение. Это напряжение проходит чеpeç первый коммутатор 1, усиливлетrFI усилителем 2 и преобразуется в код аналого-цифровым преобразователем 3. Нл первом счетчике 11 в это время стоит код 11 3, соответствующий первому уровню квянтонания лналоготттифроттого преобразователя 3.

К лк ТОл ьк О кОД с ли ллОГ О цифр ОБО ГО преобразователя 3 достигнет устлнон- !5 ленного значения кода первого уровHFI квантовлтгия, схемл 12 сравнения

11 ° кодÎB BblpaбaTbIB;IP T cигнлл БОльше

I3JI H p c1B F10 . H T0 pOIt BOIH T atTPIl b 1 т опредеттяет поправку, рлвттуттт рлзнос 2О ти между кодом r. лнллого-цифрового преобразователя 3 и кодом с второго счетчика 14, соответствующего прецизионной калибровочной величине с выхода цифроанлло гово го преобрл зов л- 25 теля 7 н момент выдачи лнллого — пифровым преобразователем 3 кодл пер8010 уровня квантования. Эта поправtt ка сигнллом "Болытте HJIH рлвно, вырабатываемым схемой 12 сравнения, заносится но второй блок 10 памяти„ по адресу, определяемому состоянием первого счетчика 11 подклтттченного через третий коммутатор 9! и соответствующему коду первого уровня кван35 тования. Кроме того, сигнал Больше или равно" с выходл схемы 12 сравнения устанавливает во второй счетчик 14 код, вырабатываемый первым нычитателем 1 3 что вызын ает умень9

40 шение ступенчато нарастающего напряжения с ныхода цифролнллогового преОбразователя 7 на величину, соответствующую опорному коду S и выбранную исходя из максимальной величины

45 дрейфа уровней квантования. Вследствие этих процессов схема 12 сравнения перестает вырабатывать сигнал

Больше или равно .

Под действием заднеro фронта сигнала Больше или равно" первый счет- 5О чик 11 меняет свое состояние íà спОтветствующее коду следующего уровня квантования анллого-цифрового преобразователя 3. Процесс автокалибровг ки повторяется, посредством чего во второй блок 10 памяти по адресу второго уровня квантования злписынлвтся поправка к второму уровню княитонлния, Тяк процесс продолжается jIo последнего М-го уровня квлнтования; после чего первый счетчик 11 переполняется и обнуляется. Сигнал переполнения перного счетчика 11 вызывает обнуление второго счетчика I4 и далее процесс автокалибровки циклически повторяется, пока не будет снята команда "Лнтокалибровкa"

Времетитые диаграммы, показывающие уровни квантования, приведены к входу устройства, выходной си:.-нлл цифроаналогового преобрлзонлтеля 7, импульсы тактовой частоты Т „ и

tt тп нт. выходной сигнал Больше или р лв 110" схемы 12 срлвнеттия пртптедены ня фиг.3, Быстродействие устроистна повышается вследствие того, что уменьшается время калибровки одного значения и число циклов калибровки, я также вследствие тото., что кллибровку можно производить клк ттос:те, так и до измерения.

Для перехода н режим ре t «tcтрлции снимается команда "Атттокллттбрсттткл" и

На вхОде записи считывания $ с I lttлн ли влетс я сигнал, c oo TB p Tc TF3vtatttий режиму записи, Этот сигнал t осту—

ПЛЕт Иа ЭЛЕМЕнтЫ ПаМЯтИ С ПЕРттОГО

19 по !! 21, устанавливая в них режим записи, и подключлет вход так—

ТОВОА ttaCTOTbt =, alIH CH f .t Ot tlPPC 3 второй коммутатор 6 к рлспредепителн

16. Распределитель 16 oc ymec TFIIIBB T последовательное распределе IHC импульсов k, t > обеспечивая временный сдвиг Q,T ттежду импульс ями злписи в элементы плмяти с псрваго 19 по

1т! 21 (тТ = - — " ), где Т1,, — длительность цикла обращения б,л-зовых элементов 19-21 памяти,V — число эле.ментов памяти). При этом возможна регистрация в первом блоке 4 памяти кодовых дискретных значений сигнала, поступающих с аналот.о-цифрового преобразователя 3 с временным интерн алом L3, Т, что повьппле т быс тродействие первого блока 4 памяти н

И раз по сравнению с изнестabIH.

На фиг. 2 показано распределение импульсов обращения к элементам !9-2! памяти.С выходя распределителя .6 импульсы частотой /N поступают на счетчик 17 адреса, осуп;естнляющий адресацию всеx элементов

19 - 2! памяти, При этом информация регистрируется в том блоке памяти, в который поступает cnnTBeTcTB F!IIIII импульс запуска с рлс.11ределителя.

10514

Переход в режим считывания осуществляется соответствующим сигналом на входе записи-считывания, который устанавливает режим считывания в элементах 19-21 памяти и 5 подключает вход тактовой частоты считывания 1 „„ через второй коммутатор 6 к распределителю 16. Распределитель 16 и счетчик 17 адреса работают так же, как и в режиме за- 10 писи. Распределитель 16, кроме того, управляет четвертым коммутатором

18, подключая на выход первого блока 4 памяти выход одного из элементов 19-21 памяти. Выходной код первого блока 4 памяти через третий коммутатор 9 поступает на адресный вход второго блока 10 памяти, работающего

s р е жимMе e с ч иHтYbы ва нHиHя, так как на его входе записи отсутствует сигнал 20

"Больше или равно" со схемы 12 срав-, 64 8 нения, Код значения поправки нз второго блока 10 памяти складывается с выходным кодом первого блока 4 памяти сумматором 5 и откорректированное значение выдается на выход устройства. Помимо последовательной адресации первого блока 4 памяти тактовой частотой 1сц в устройстве может применяться внешняя адресация сигналами "Код адреса" и "Установка адрес а

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого устройства состоит в повышении быстродействия в режиме записи, что позволяет использовать более экономичную элементную базу для выполнения блоков памяти, а во-вторых, в повышении производительности труда оператора за счет уменьшения времени автокалибровки.

105!4б4

О а„ Ода )йП вЂ” ii †.7бП

ФИ

ХИ

I

Составитель A. Ушаков

Редактор N.Ðà÷êóëèíåö Техред Л.Пилипенко Корректор М.Демчик

3 ак а s 8 658/44 Тираж 7 10 Подписное

ВН101ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4