Устройство для обработки и регистрации сигналов

 

Изобретение относится к геофизике , а именно к устройствам регистрации геофизических сигналов, и может быть использовано при сейсмических исследованиях для обработки и регистрации аналоговых сигналов. Цель изобретения - повышение качества регистрации сигналов за счет определения , упорядоченного накопления экстремумов сигнала и фиксации их временного положения относительно начала цикла измерения. Устройство содержит аналого-цифровой преобразоваИзобретение относится к геофизике , а именно к устройствам регистрации геофизических сигналов, и может быть использовано при сейсмических исследованиях для обработки и регистрации аналоговых сейсмических сигналов . Цель изобретения - повьшение качества регистрации сигналов за счет определения, упорядоченного накопления экстремумов сигнала и фиксатель , входную шину, анализатор кода экстремума с первой схемой сравнения кодов, з апоминающее устройство, самописец , формирователь времени анализа , состоящий из переключателя, шифратора , второй схемы сравнения кодов и первого счетчика, схему И, блок управления, состоящий из первого триггера, схемы 2И-ИЛИ, распределителя импульсов, второго счетчика входную шину тактовых импульсов. В анализатор кода экстремума также входят второй, третий триггеры, мультиплексор , регистры сдвига, дополнительный регистр, т-разрядный счетчик и входная шина импульсов синхронизации . Изобретение обладает следующими преимуществами: увеличивается точность измерений сигналов, осуществляется привязка регистрируемых сигналов во времени, обеспечивается обработка в большем интервале времени , при зтом объем памяти остается прежним, а количество анализируемой информации увеличивается. 1 ил. (Л ции их временного положения относительно начала цикла измерения.. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, входную шину 2, анализатор 3 кода экстремума , первую схему 4.сравнения кодов, запоминающее устройство (ЗУ) 5, самописец 6 формирователь 7 времени анализа, переключатель 8, ши4 СД 00 00 4 СП

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Ю (59 4 G 01 V 1 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4273285/24-25 (22) 01.07.87 (46) 15,02.89. Бюл. № 6 (72) И,И.Корниенко, С.В.Омельченко и П,В.Сахон (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 602895, кл. С 01 V 1/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1278741, кл. G 0 1 U 1/24, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ И РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к геофизике, а именно к устройствам регистрации геофизических сигналов, и может быть использовано при сейсмических исследованиях для обработки и регистрации аналоговых сигналов, Цель изобретения — повышение качества регистрации сигналов за счет определения, упорядоченного накопления экстремумов сигнала и фиксации их временного положения относительно начала цикла измерения. Устройство содержит аналого-цифровой преобраэоваИзобретение относится к геофизике, а именно к устройствам регистрации геофизических сигналов, и может быть использовано при сейсмических исследованиях для обработки и регистрации аналоговых сейсмических сигналов.

Цель изобретения - повышение качества регистрации сигналов за счет определения, упорядоченного накопления экстремумов сигнала и фиксатель, входную шину, анализатор кода экстремума с первой схемой сравнения кодов, запоминающее устройство, самописец, формирователь времени анализа, состоящий из переключателя, шифратора, второй схемы сравнения кодов и первого счетчика, схему И, блок управления, состоящий из первого триггера, схемы 2И-ИЛИ, распределителя импульсов, второго счетчика, входную шину тактовых импульсов. В анализатор кода экстремума также входят второй, третий триггеры, мультиплексор, регистры сдвига, дополнительный регистр, m-разрядный счетчик и входная шина импульсов синхронизации, Изобретение обладает следующими преимуществами: увеличивается точность измерений сигналов, осуществляется привязка регистрируемых сигналов во времени, обеспечивается обработка в большем интервале времени, при этом объем памяти остается прежним, а количество анализируемой информации увеличивается. 1 ил. ции их временного положения относительно начала цикла измерения..

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, входную шину 2, анализатор 3 кода экстремума, первую схему 4.сравнения кодов, запоминающее устройство (ЗУ)

5, самописец 6, формирователь 7, времени анализа, переключатель 8, ши3

14 фратор 9, вторую схему 10 сравнения кодов, первый счетчик 11, схему И

12, блок 13 управления, первый триггер 14, схему 2И-ИЛИ 15, распределитель 16 импульсов, второй счетчик

17, входную шину 18 тактовых импульсов, второй 19 и третий 20 триггеры, мультиплексор 21, регистры 22.122.1 сдвига, дополнительный регистр

23, m-разрядный счетчик 24, входную шину 25 импульсов синхронизации, выходы 26 1-26.d АЦП, первые информационные входы 27.1-27.d мультиплексора, первые входы 28,1-28.d первой схемы сравнения кодов, выходы

29.1-29,1 мультиплексоров, первые выходы 30, 1-30.1 регистров сдвига, входы 31.1-31.1 запоминающего устройства, вторые выходы 32.1"32.1 регистров сдвига вторые информационные входы 33. 1-33.1 мультиплексора, входы 34,1 34.1 дополнительного регистра, выходы 35. 1--35.1 дополнительного регистра,.третьи информационные входы 36.1-36.1 мультиплек сора и вторые входы 37.1-37.d первой схемы сравнения кодов, АЦП соединен с входной шиной 2, подключен через анализатор кода экст ремума 3 с первой схемой 4 сравнения кодов и„запоминающее устройство 5 к самописцу 6. Формирователь 7 времени анализа, включает в себя переключатель 8, шифратор 9, вторую схему 10 сравнения кодов и первый счетчик 11, включенные последовательно, причем первый выход первого. счетчи" ка 11 соединен с вторым входом схемы 10 сравнения кодов, выход которой через схему И 12 и блок 13 управления подключен к второму входу запоминающего. устройства 5. Блок управления 13 содержит первый триггер 14 и последовательно включенные схему

2И-ИЛИ 15, распределитель 16 импульсов и второй счетчик 17, выход которого соединен с входом самописца 6 и входом триггера 14, счетный вход которого соединен с входной шиной тактовых импульсов 18. Анализатор кода экстремума включает в себя второй 19 и третий 20 триггеры, мультиплексор 21, 1 регистров сдвига, дополнительный регистр 23 и m-разрядный счетчик 24, соединенный с входно шиной 25, первый выход счетчика 24 соединен с тактовым входом АЦП 1, второй — с входом первого счетчика

11 формирователя 7 времени анализа, а третий — с установочным входом третьего триггера 20. Установочные входы регистров 22 сдвига и первого счетчика 11 соединены с первым выходом второй схемы 10 сравнения кодов. Входная шина 25 импульсов синхронизации соединена с С-входом второго триггера 19, тактовыми входами регистров 22 сдвига 1-разрядного дополнительного регистра 23 и первым входом схемы И 12, второй вход которой соединен с вторым выходом второй схемы 10 сравнения кодов. Первые выходы второго 19 и третьего 20 триггеров соединены с первым и вторым адресными входами мультиплексора 21 соответственно. Первый выход третьего триггера 20 соединен также с установочным входом второго триггера 19, С-вход. третьего триггера 20 соединен с выходом первой, схемы 4 сравнения кодов. Обратный выход первого триг25 гера 14 блока управления соединен с установочными входами первого и mразрядного счетчиков. Первые d-информационных входов 27. 1-27.d мультиплексора 21 подключены к d выходам 26,126.d АЦП 1 и d первымвходам 28.1-28.d первой схемы 4 сравнения кодов,а остальные входы 27.d+1-27.1 — к выходам первого счетчика 11 формирователя 7 времени анализа соответственно. Первый выход 29. 1 мультиплексора 21,сое35 динен с входом последовательной записи первого регистра 22.1 сдвига, а

1-й выход 29.1 мультиплексора 21 с входом последовательной записи

1-го регистра сдвига 22.1 соответственно. Первые 1 выходов 30.1-30,1 регистров 22.1-22.1 сдвига соединены с входами 31.1-31.1 запоминающего устройства 5, вторые 1 выходов 32.145

32.1 регистров 22 сдвига -с вторыми

1 информационными входами 33.1-33,1 мультиплексора 21 и 1 параллельными входами 34.1-34.1 дополнительного регистра 23 соответственно, 1 выходов 35.1-35.1 которого подключены к третьим информационным входам

36.1-36.1 мультиплексора 21 соответственно, при этом вторые d выходов 32.1-32.d регистров 22,1"22.д сдвига соединены также с d входами и 55 37.1-37.й первой схемы сравнения кодов 4 соответственно.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

1458845

Тактовый импульс, поступающий по входной шине 18 устанавливает триггер 14 блока 13 управления в единичное состояние, которое снимает сигнал начальной установки с первого .счетчика 11 и m-разрядного счетчика

24 и разрешает прохождение через, схему 2И-ИЛИ 15 и распределитель импульсов 16 импульсов записи, сформированных .схемой И 12 и импульсами синхронизации, идущими по шине 25. Сформированные импульсы переключают ЗУ в режим записи.

Триггеры 19 и 20 служат для управления мультиплексором 21. К моменту оцифровки аналогового сигнала триггеры 19 и 20 и регистры 22.122.1 сдвига устанавливаются в исходное состояние, при этом мультиплек20 сор 21 обеспечивает подключение выходов регистров 22. 1-22. 1 сдвига к входам их последовательной запи-, си.

Входной аналоговый сигнал, подле25 жащий записи на самописец, поступает на АЦП t по входной шине 2, где преобразуется в цифровой код. Частота дискретизации АЦП задается m-разрядным счетчиком 24, на вход которого подаются импульсы синхронизации по входной шине 25.

Коды с выхода (1-d) АЦП 1 одновременно поступают на входы мультиплексора 21 и первой схемы 4 сравнения кодов, где сравниваются коды с вы- 35 хода АЦП 1 и коды с m-х разрядов регистров 22.1-22.1 сдвига, так как последние находились в исходном состоянии (код, хранящихся в регистрах .сдвига, меньше кода на выходе 40

АЦП) срабатывает первая схема 4 сравнения кодов, выходная команда которой с задержкой устанавливает триггер 20 в единичное состояние, в результате чего через мультиплек- 45 сор 21 происходит запись выходного кода 1-d с АЦП 1 на входы последовательной записи регистров 22.122.d сдвига, а на входы последовательной записи регистров 22.0+1-, бп

22.1 сдвига — информации с выходов первого счетчика 11, установленного в исходное состояние.

Таким образом, по окончании первого импульса синхронизации происхо-. дит запись в регистры 22,1-22,1 сдвига выходного кода АЦП 1 и кода номера АЦП от начала цикла обработки, По переднему фронту очередного импульса синхронизации триггер 19 устанавливается в единичное состояние, изменяя адрес мультиплексора

21,так, что он подключает выходы

35.1-35.1 дополнительного регистра

23 к входам последовательной записи регистров 22.1-22.1 сдвига через входы 36.1-36,1 мультиплексора 21, С приходом m-1 импульсов синхронизации по их заднему фронту происходит m-1 циклический сдвиг кодов, записанных в регистрах 22 сдвига и дополнительном регистре 23. Этим обесйечивается запись экстремального кода в m-1 разряды регистров 22 сдвига, которые соответствуют самому большому весу. С приходом m+1 импульса синхронизации происходит следующая оцифровка аналогового сигнала АЦП

1, при этом триггеры 19 и 20 устанавливаются в исходное состояние.

Алгоритм обработки для очередного аналого-цифрового преобразования (кроме последнего в данном цикле), следующий.

Если первая схема 4 сравнения кодов анализатора 3 экстремумов не срабатывает, то по заднему фронту импульсов синхронизации происходит сдвиг кодов в регистрах 22 сдвига.

Если код аналого-цифрового преобразования не превысил коды, записанные в тп разрядах регистров 22 сдвига, то после m-го сдвига происходит новая оцифровка, соответствующая следующему периоду сравнения. Если код аналого-цифрового преобразования превысил один из кодов, записанный в каком-то разряде регистров 22 сдвига после 1-го сдвига, то срабатывает первая. схема 4 сравнения кодов, выходная команда которой аналогично описанному устанавливает третий триггер 20 в единичное состояние, переключая мультиплексор 21 в режим приема выходного кода. с АЦП 1 на входы последовательной записи регистра

22,1-22.d сдвига,,а с выходов d+1,..., 1 первого счетчика. 11 — на входы

d+1, 1 последовательной записи регистров 22 сдвига соответственно, при этом код первого счетчика 11 соответствует номеру кода аналого-цифрового преобразования от начала цикла. По. заднему фронту импульсов синхронизации происходит запись и сдвиг информации с регистрах 22 сдвига и

1458845 регистре 23, поступающей с АЦП 1 и первого счетчика 11. Далее по переднему фронту импульса синхронизации второй триггер 19 устанавливается в единичное состояние, подключая через мультиплексор 21 выходы дополнительного регистра 23 к входам последовательной записи регистров 22 сдвига, при этом с приходом m-1-1 импульсов синхронизации происходит (m-1-i)-й циклический сдвиг кодов, записанных в регистры 22 сдвига и дополнительный регистр 23, т.е. происходит вставка кода. АЦП 1 в соответствии с рангом максимумов с вытеснением младшего разряда в дополнительный регистр 23. Далее процесс повторяется.

Каждому шагу оцифровки соответствуют импульсы, формируемые m-разрядным счетчиком 24, которые поступают на вход первого счетчика 11 формирователя 7 времени анализа. Выходной 25 код первого счетчика 11 подается на первык вход второй схемы t0 сравнения кодов,.на второй вход. которой поступает код с выхода шифратора 9, задаваемый переключателем 8. Изменяя положение. переключателя 8, изменяется интервал времени.s течение которого устройство обработки.выделяет m экстремальных значений входного сигнала. В.момент равенства кодов на первом выходе второй

35 схемы сравнения кодов 10 формируется сигнал разрешения импульсов синхронизации через схему И 12, служа40 щую для формирования импульсов записи, которые прекращаются в момент превьппения кодов на выходе второй схемы 10 сравнения кодов, выходная команда которой устанавливает в исход-. ное состояние первый счетчик. 11 и ре-45 гистры 22 сдвига. Импульсы записи через схему 2И-ИЛИ 15 и распределитель 16 импульсов записывают выделенные m значений. сигналов. с выхода регистров 22 .сдвига в запоминающее устройство 5. Выходной код второго счетчика 17, содержимое. которого изменяется по импульсам распределителя 16, определяет текущий адрес, в который производится запись выделен«5 ных значений экстремумов с выхода . регистров 22 сдвига При повторном срабатывании второй схемы сравнения кодов 10 очередные m значений. выделенного сигнала в следующие адреса запоминающего устройства 5.

После записи информации во все адреса запоминающего устройства

5 срабатывает второй счетчик 17 блока 13 управления, первый триггер

14 устанавливается в "0", переключая запоминающее .устройство 5 в режим считывания, подключая через схему 2И-ИЛИ. 15 выходную частоту самописца 6 к распределителю 16 импульсов, который управляет вторым счетчиком 17 и запоминающим устройством 5. По заполнению второго счетчика 17 самописец б отключается.

Поступлением тактового импульса по входной шине 18 начинается новый этап обработки и регистрации сигналов.

Устройство для обработки и регистрации сигналов по сравнению с известным обладает следующими преимуществами: увеличивается точность обработки и измерений сигналов за счет получения н регистрации m экстремумов эа один анализируемый период времени; привязка регистрируемых сигналов по времени позволяет проводить качественный анализ информации, обработка аналогового сигнала может производиться в большем интервале времени с сохранением качественных характеристик, при этом объем памяти остается прежним, а количество информации увеличивается.

Формула изобретения

Устройство для обработки и регистрации сигналов, . содержащее аналогоцифровой преобразователь, соединенный с входной шиной, первую схему сравнения кодов анализатора экстремумов, формирователь времени анализа, выполненный в виде последовательно соединенных переключателя, шифратора, второй схемы сравнения кодов и первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения кодов, блок управления, выполненный в виде последовательно соединенных схемы 2И-ИЛИ, распределителя импульсов,.второго счетчика и первого. триггера, счетный вход которого подключен к входной шине тактовых. импульсов, а прямой и обратный выходы соединены с первьпчи вхо-. дами элементов И схемы 2И«ИЛИ соот1458845 ветственно, запоминающее устройство, первый вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, второй вход запоминающего устройства соединен с прямым выходом первого триггера, третий вход запоминающего устройства соединен с выходом распределителя импульсов, и самописец, первый вход которого подключен к выходу запоминающего устройства, второй вход самописца соединен с вторым выходом второго счетчика и входом первого триггера, выход самописца соединен с вторым входом первого элемента И схемы 2И-ИЛИ, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регистрации сигналов за счет определения и упорядоченного накопления экстремумов, фиксации их временного положения относительно начала цикла, в анализатор кода экстремумов введены второй, третий триггеры, 1 регистров сдвига, мультиплексор, дополнительный регистр и m-разрядный счетчик, первый выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, второй с входом первого счетчика формирователя времени анализа, а третий выход m-разрядного счетчика соединен с установочным входом третьего триггера, при этом входная шина импульсов синхронизации соединена со счетным. вхо1 дом m-разрядного счетчика, входом второго триггера, тактовыми входами 1 регистров сдвига, дополнительного регистра и первым входом схемы

И, установочные входы регистров сдвига и первого счетчика соединены с гервым выходом второй схемы сравнения кодов, причем первые выходы второго и третьего триггеров соединены с первым и вторым адресными входами мультиплексора соответственно, первый выход третьего триггера соединен также с установочным входом второго триггера, а вход третьего триггера соединен с выходом первой схемы сравнения кодов, кроме того, первые d информационных входом муль ð типлексора подключены к d выходам аналого-цифрового преобразователя и входам первой схемы сравнения кодов соответственно, остальные d+1..

1 информационных входов мультиплексора подключены к d+1 1 выходам

nepadro счетчика формирователя времени анализа соответственно, при этом первый выход мультиплексора соединен с входом последовательной записи первого регистра сдвига, а 1-й выход мультиплексора — с входом последовательной записи 1-го регистра сдвига соответственно, первые 1 выходов регистров сдвига соединены с 1 входами запоми25 нающего устройства, вторые d выходов регистра сдвига соединены с и входами первой схемы сравнения кодов, при этом вторые 1 выходов регистра сдвига соединены также с вторыми 1 инфорЗр мационными входами мультиплексора соответственно и 1 параллельными входами дополнительного регистра соответственно, 1 выходов которого подключен к третьим 1 информационным входам мультиплексора соответственно, кроме того, второй выход вто35 рой схемы сравнения кодов формирователя времени анализа подключен к вто,рому входу схемы И, выход которой

40 соединен с вторым входом второго элемента И схемы 2И-ИЛИ, а обратный выход первого триггера блока управления соединен с установочными входами первого и m-разрядного счетчиков.

Составитель А.Володин

Редактор Л.Пчолинская Техред N.Õîäàíè÷ Корректор В.Бутяга

Заказ 370/52 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4