Масштабно-временной преобразователь

 

МАСШТАБНО-ВРЕМЕННОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий последовательно соединенные генератор развертки, запоминающую эяектронно-лучевую трубку, усилитель считывания, блок цифрового преобразования и запоминающее устройство, а также блок калибровки , генератор строчной развертки и блок управления, первьй выход которого соединен с первым входом блока . калибровки, выход последнего подключен к вькоду генератора строчной развертки и второму входу запоминаннцей электронно-лучевой трубки, вто- . рой выход блока управления соединен с входом генератора строчной развертки и с вторым входом блока цифрового преобразования, о т л и ч а ющ и йс я тем, что, с целью повьшения быйт родействия и надежности преобразователя , в него вв.едены генератор стробирующих импульсов и блок линейного пропускания, выход которого соединен j с третьим входом запоминающей (Л электронно-лучевой трубки, выход генератора стробирунщих импульсов подключен к входам генератора развертки , блока линейного пропускания, блок управления и второму входу блока калибровки.. сл ts9 to Kl Пуся Сигнал Фи9.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 03 К 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I !

OCYQAPjCTBEHHblA КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3417886/18-21 .(22) 01. 04. 82 . (46) 30.06.85. Бюл. 1г 24 (72) B.Ê. Архипов, В.В. Рыбак и Е.Н. Саратовский (53) 621.317(088.8) (56) 1. Архипов В.К. и Синежко А.Я. . Масштабно-временные преобразовате-. ли коротких однократных импульсов.

М., ЦНИИавтоминформ. 1977, с. 62-76, 2. Авторское свидетельство СССР

У 728093, кл. G 01 P 29/02, 15.04.80 (прототип). (54)(57) МАСШТАБНО-BPEMEHHOA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий последовательно соединенные генератор развертки, запоминающую электронно-лучевую трубку, усилитель считывания, блок цифрового преобразования и запоминающее устройство, а также блок калибровки, генератор строчной развертки

„„SU„„1052127 А и блок управления, первый выход которого соединен с первым входом блока калибровки, выход последнего подключен к выходу генератора строчной развертки и второму входу запоминающей электронно-лучевой трубки, вто- . рой выход блока управления соединен с входом генератора строчной развертки и с вторым входом блока цифрового преобразования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью новьппения быстродействия и надежности преобразователя, в него введены генератор стробирующнх импульсов и блок линейного пропускания, выход которого соединен с третьим входом запоминающей электронно-лучевой трубки, выход генератора стробирующих импульсов подключен к входам генератора развертки, блока линейного пропускания, блок управления и второму входу бло-. ка калибровки. I®eat

1052127 Изобретение относится к электро-. измерительной технике и может быть использовано для регистрации и пре-. образования в цифровой вид однократных или каждого из паследовательнос- 5 ти редкоследующих импульсных электрических сигналов микро-наносекундного диапазонов длительностей, .Известен масштабно-временной преобразователь (NBII) содержащий запо- >О минающую электронно-лучевую трубку, генератор кадровой развертки, генератор строчной развертки, блоки, обеспечивающие режимы записи, считывания и преобразование в цифровой код импульсных электрических сигналов 1 ).

Недостатком известного устройства является наличие двухлучевой труб и, один луч которой — для записи, вто- 20 рой луч — для считывания, Наличие двухлучевой трубки приводит к усложнению преобразователя и снижению быстродействия преобразователя.

Наиболее близким техническим реше-25 нием .к изобретению является масштабно-временной преобразователь, содержащий запоминающую электронно-лучевую трубку (ЗЭЛТ), к горизонтальноотклоняющим пластинам которой под- ЗО ключен генератор развертки, к первой паре вертикально-отклоняющих пластин подключен генератор строчной развертки и генератор калибровочных синусо— идальных меток времени, к сигнальной пластине ЗЭЛТ подключены последовательно соединенные усилители считывания, блок цифрового преобразователя и запоминающее устройство, первый выход блока управления соединен с перщ вым входом генератора калибровочных синусоидальных меток времени, второй выход — соединен с входом генератора строчной развертки и управляющим входом блока цифрового преобразования, вход блока управления соединен с первым управляющим входом преобразователя, а также коммутатор,. элемент

ИЛИ, триггер реверса строчной развертки С23.

Недостатками устройства-прототипа являются низкое быстродействие и невысокая надежность, обусловленная тем, что в известном устройстве используется коммутатор, осуществляющий переключение отклоняющих пластин ЗЭЛТ при переходе из режима записи в режим считывания и наоборот.

Ткa Тк Т > где Т вЂ” время записи исследуемого

3 сигнала на мишени ЗЭЛТ

Т 10-â ... 10 с;

Т „- время коммутирования отклоняющих пластин ЗЭЛТ при переходе из режима записи к считыванию;

Т и — время считывания записаннаго рельефа с мишени ЗЭЛТ;

Т вЂ” время коммутирования отклоk2 няющих пластин ЗЭЛТ при переходе из режима считывания в режим записи.

Очевидно, что Т „Т к = Т„время коммутирования отклоняющих пластин ЗЭЛТ определяется временем переключения коммутатора.

Характерные времена переключения современных широкополосных коммутаторов составляет 40-100 мс, Время считывания Тсч можно оценить следующим образом:

Т,„ = И/F,„ = N Т,„ (2) где N — число строк считывания;

F ц — частота строк считывания.

Подставляя в выражение (2) характерные значения N = 200, F« =

10 кГц (1), получим

Т« = 200/10.10 = 2-10 = 20 мс.

Таким образом, минимальное время преобразования известного устройства может быть оценено согласно выражению (1):

Т„ = 20 мс + 2 40 мс = 100 мс

10-1с, а максимальная частота следования регистрируемых сигналов составит

1 1

Р"" 0 1 = 10 Гц

Т„0,1 с

Большое время преобразования ведет также к снижению надежности регистрации исследуемых сигналов, так как существует возможность частичного или полного разрушения записанной информации при малых собст=. венных временах хранения заряда мишенью ЗЭЛТ, что имеет место при

Время преобразования Т известнои го устройства будет складываться из следующих составляющих:

Т и Тз + Тк1+ Tc÷+ Тк Тз + еч

+ 2Тк -Т ц+ 2Тк, так как (1) 127 з .1052 использовании микроканальных плас-, :. тин в качестве накопителя заряда.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности преобразователя. 5

Поставленная цель достигается тем, что в масштабно-временной преобразователь, содержащий последовательно соединенные генератор развертки, запоминающую электронно-лучевую трубку, усилитель считывания, блок цифрового преобразования и запоминающее устройство, а также блок калибровки, генератор строчной развертки и блок управле- 15 ния, первый выход которого соединен с первым входом блока калибровки, выход последнего подключен к выходу генератора строчной развертки и второму входу запоминающей 20 электронно-лучевой трубки, второй выход блока управления соединен с входом генератора строчной развертки и с вторым входом блока цифрового преобразования, введены .гене- 25 ратор стробирующих импульсов и блок линейного пропускания, выход которого соединен с третьим входом запоминающей электронно.-лучевой трубки, выход генератора стробирующих им- 30 пульсов подключен к входам генератора развертки, блока линейного пропускания, блока управления и второму входу блока калибровки.

На фиг. 1 изображена структурная схема масштабно-временного преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы его работьц на фиг. 3— диаграмма, иллюстрирующая режим считывания; на фиг. 4 — временные 40 диаграммы, иллюстрирующие запись калибровочной синусоиды; на фиг. 5— движение луча ЗЭЛТ при записи калибровочной синусоиды и продольном счи-, тывании. Номер диаграммы совпадает с позицией блока устройства, представленного на фиг. 1. фиг. 3.

При считывании по заднему фронту стробирующего импульса вырабатываемому генератором 9, запускается блок 7 управления, вырабатыва-,. ющий серию импульсов временной синхронизации работы преобразователя.

По каждому импульсу блока 7 управления запускается генератор 3 строчной развертки, вырабатывающий напряжение треугольной формы с одинаковыми временами нарастания и спада.

Преобразователь содержит запоминающую электронно-лучевую трубку (ЭЗЛТ) 1, генератор 2 развертки, генератор 3 строчной развертки, блок 4 калибровки, .усилитель 5 считывания, . блок 6 цифрового преобразования, блока 7 управления, запоминающее устройство 8, генератор 9 стробиру-. ющего импульса, блока 10 линейного пропускання.

Работа преобразователя происходит следующим образом (см.временные диаг- раммы на фиг. 2).

По сигналу внешнего запуска, поступающему с клеммы "Пуск".на вход генератора 9 стробирующего импульса, вырабатывается прямоугольный импульс, длительность которого определяет время нарастания переднего фронта импульса треугольной формы, вырабатываемого генератором развертки, равное времени-записи исследуемого сигнала на мишени запоминающей электроннолучевой трубки 1.

При этом длительность спада импульса, вырабатываемого генератором развертки, выбирается равным времени считывания электронного изображения исследуемого сигнала с мишени

ЗЭЛТ.

Таким образом, управление движения луча ЗЭЛТ вдоль горизонтальной оси Х в плоскости мишени как при записи, так и при считывании исследу» емого сигнала осуществляется напряжением, вырабатываемым одним узлом преобразователя: генератором 2 раз- вертки.

Выходной импульс генератора 9 стробирующего импульса поступает также на вход блока 10 линейного пропускания, разрешая прохождение исследуемой части регистрируемого сигнала на вертикальноотклоняющую систему ЗЭЛТ преобразователя (см. фиг. 2). При- этом происходит запись регистрируемого сигнала на мишени

ЗЭЛТ в виде электронного (зарядового) изображения, после чего преобразователь сразу же переходит в режим считывания.

Движение луча в плоскости мишени

ЗЭЛТ в режимах записи и считывания исследуемого сигнала показано на

1052127

Импульсы с выхода генератора 3 строчной развертки поступают на первые вертикально-отклоняющие пластины ЗЭЛТ 1 преобразователя и осуществляют управление перемещением луча 5 вдоль вертикальной оси в режиме считывания записанной информации с мишени ЗЭЛТ1. При этом мишень ЗЭЛТ сканируется растром со взаимнопротивоположным направлением считывания соседних строк, число которых определяется количеством импульсов, вырабатываемых генератором 3 строчной развертки за время спада напряжения блока горизонтальной разверт-. ки (см. фиг. 2, фиг, 3).

При движении луча вдоль вертикальной оси U в плоскости мишени ЗЭЛТ1 происходит считывание мгновенных значений записанного сигнала при 20 каждом пересечении луча линии электронного изображения (см. фиг. 3), При этом в цепи сигнальной пластины

ЗЭЛТ1 возникают импульсы тока, временное положение которых относитель- >> но начала движения луча пропорционально соответствующим мгновенным амплитудам записанного сигнала.

Далее импульсы тока усиливаются усилителем 5 считывания и вместе с 30 импульсами запуска генератора 3 строчной развертки поступают. на вход блока 6 цифрового преобразования, осуществляющего кодирование считанных ординат регистрируемого сигнала, Цифровая информация иэ блока 6 цифрового преобразования переписывается в запоминающее устройство 8, откуда она может быть выведена в 40 любое время на устройство визуального отображения формы исследуемого сигнала или на внешнее устройство обработки (например, ЭВМ).

Другой особенностью предлагаемого 4 устройства является использование продольного считывания калибровочной синусоиды с целью повышения точности определения масштаба преобразо.ванного сигнала в единицах реального gp времени.

Работа предлагаемого масштабновременного преобразователя при этом происходит следующим образом.

По внешнему сигналу "Автоматика" у блок 7 управления блокирует генератор 3 строчной развертки и запускает блок 4 калибровки, вырабатывающий напряжение синусоидальной формы, поступающее на вертикально"отклоняющие пластины ЗЭЛТ.

При поступлении на вход устройства сигнала "Пуск" происходит запись синусоиды на мишени ЗЭЛТ, как было описано (см, также временные диаграммы на фиг, 4), Считывание происходит сразу же после записи во время обратного хода луча ЗЭЛТ1 под управлением блока гориэонтальной развертки, На фиг. 5 показано движение луча ЗЭЛТ при записи (луч движется слева направо по следу синусоиды) и продольном считывании (луч движется справа налево, пересекая оставленный им ранее потенциальный рельеф синусоиально потенциальный рельеф синусоидального изображения), Временные интервалы Г.„ (i

1,2 ..., N; N, — число пересечений), соответствующие началу движения луча ЗЭЛТ при считывании, до каждого пересечения с линией потенциального рельефа записанной синусоиды, кодируются блоком 6 цифрового преобразования и записывается в запоминающее устройство 8 для использования при восстановлении реальных соотношений исследуемых сигналов при их обработке на 3ВМ.

Таким образом, в предлагаемом

МВП благодаря исключению времени коммутирования отклоняющих пластин

ЗЭЛТ из общего времени преобразования, позволит снизить его до, значений Т „ 20 мс и повысить частоту регистрируемых сигналов до 50 Гц, что в 5 раз превышает быстродействие известного преобразователя.

Как отмечалось, время срабатывания блока линейного пропускания пренебрежимо мало (единицы-десятки наносекунд) по сравнению со временем считывания.

Вторым преимуществом предлагаемого МВП по сравнению с прототипом является более высокая надежность регистрации одиночных или редкоповторяющихся импульсов; обусловленная тем,. что считывание производится сразу после записи информации, в то время, как .в МВП-прототипе.считывание может быть начато через время, необходимое для коммутации отклоняющих пластин, т.е. через 40 мс, в те чение которого может произойти разрушение информации.

1052127 тоиотика

1052127

l. Техред Ч.Кузьма

Редактор С. Титова

Корректор С. Черни

Подпис ное

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

Заказ 4499/3 Тираж 872

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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