Устройство для анализа структурной характеристики показателя преломления атмосферы

 

Использование: изобретение относится к метеорологии. Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее датчик сканирования атмосферы, блок управления , преобразователь видеосигнала и запоминающий блок, дополнительно введены коммутатор, соединенный с блоком сопряжения с ПЭВМ, корректор адреса и соединенные последовательно фильтр, формирователь телевизионного сигнала и видеоконтрольный блок. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 W 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903279/10 (22) 18,01.91 (46) 07.03.93. Бюл. N 9 (71) Научно-исследовательский институт промышленного телевидения "Растр" (72) B,È,Абрамов, Л.В.Максимов и И,С.Сопов (56) Авторское свидетельство СССР

N 934427, кл. G 01 W 1/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СТРУКТУРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано в системах для сбора, анализа и визуализации информации о состоянии атмосферы.

Цель изобретения — повышение точности путем учета многообразия изменений амплитуды и ширины спектра излучений источника.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 — коммутатор; на фиг. 3 — блок управления; на фиг, 4 — фильтр сигнала; на фиг. 5 — блок сопряжения.

Устройство для анализа характеристики атмосферы содержит входы 1 для датчика сканирования атмосферы, преобразователь

12 видеосигнала, коммутатор 3, запоминающий блок 4, блок 5 управления, корректор 6 адреса, фильтр Тсигнала, формирователь 8 телевизионного сигнала, видеоконтрольный блок 9, и блок 10 сопряжения с внешним устройством.

К входам 1 подключается датчик сканирования атмосферы, который содержит сопряженные последовательно линзу, объектив, призму, расщепляющую входной

„„ Ы „„1 800426 А1 (57) Использование: изобретение относится к метеорологии, Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее датчик сканирования атмосферы, блок управления, преобразователь видеосигнала и запоминающий блок, дополнительно введены коммутатор, соединенный с блоком сопряжения с ПЭВМ, корректор адреса и соединенные последовательно фильтр, формирователь телевизионного сигнала и видеоконтрольный блок. 5 ил, пучок излучения атмосферы на четыре пучка, формируя четыре канала передачи информации, которые через интерференционный фильтр связаны с вхо- ) дами фотоэлектронных усилителей, выходы которых через аналоговый коммутатор обьединеныв один канал для передачи информации с временным уплотнением каналов.

Выход коммутатора является информационным выходом датчика. Датчик также содержит узел, обеспечивающий сканирование сканера датчика в одной плоскости, выход которого является выходом сигнала синхро- Q0 низации крайнего положения сканера. С)

Преобразователь 2 видеосигнала между С;) входом и выходом имеет соединенные по- ф следовательно усилитель, аналого-цифровой преобразователь и регистр на десять разрядов, а второй вход преобразователя 2 соединен с аналого-цифровым преобразователем.

Коммутатор 3 содержит первый 11, второй 12 и третий 13 ключевые узлы (поразрядные ключи между входом и выходом), инвертор 14. Каждый из узлов имеет десяти1800426 разрядные параллельные вход, выход, которые объединены шинами входа, выхода коммутатора и вход управления, которые связаны через шину с блоком 10 сопряжения. 5

На фиг. 2 — 5 входы и выходы узлов обозначены цифрами блоков по чертежу фиг. 1, с которыми эти входы и выходы связаны.

Запоминающий блок 4 содержит по числу каналов датчика четыре листа памяти. 10

Формат листа памяти 180 элементов в строке на 512 строк с разрядностью, равной десяти, Выходы листов памяти являются выходамй блока 4 и дополнительно соединены с информационными входами комму- 15 татора, выход которого соединен через другой выход блока 4 с входом коммутатора

3. Управляющий вход коммутатора через входную шину блока 4 соединен с выходом узла 16 блока 5. 20

Блок 5 управления содержит синхронизатор 15, узел 16 управления записью, счетчик 17 записи, счетчик 18 отображения, коммутатор 19 адреса.

Синхронизатор 15 выполнен по схеме, 25 которая содержит включенные между входом и выходами последовательно генератор импульсов с внешней синхронизацией, счетчик импульсов и формирователь сигналов тактовой частоты, формирователь сиг- 30 налов строчной и кадровой синхронизации.

Счетчик импульсов имеет дополнительный выход сигналов частоты записи данных, который соединен с узлами 16 и 17.

Узел 16 управления записью содержит 35 дешифратор, входы которого соединены с синхронизатором 15, а выход является выходом сигналов записи узла 16 и другой дешифратор, входы которого соединены с выходами синхронизатора 15 и выходом ре- 40 гистра 23 блока 10, а выходы — с выходом сигнала управления, сигнала подтверждения готовности и сигнала управления коммутатором блока 4.

Корректор 6 адреса выполнен по схеме 45 параллельного сумматора двух десятиразрядных кодов, поступающих по двум десятиразрядным шинам от блока 5. Вход управления сумматором соединен с выходом узла 16 блока 5, 50

Фильтр 7 содержит сумматоры 20 — 22, входы которых соединены шинами с отдельными листами памяти блока 4, а выходы — с выходами фильтра, Формирователь 8 телевизионного сиг- 55 нала содержит подключенные между входами и выходом три цифроаналоговых преобразователя, выходы которых соединены с тремя входами смесителя. Тактовые входы цифроаналоговых преобразователей параллельно и четвертый вход смесителя соединены с выходами синхронизатора 15 блока 15.

Блок 10 сопряжения содержитрегистр 23 команд, регистр 24 данных, регистр 25 адресов строк и столбцов и связи, указанные на чертеже.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в.преобразователе аналоговых сигналов четырех частей спектра излучения, поступающих с временным уплотнением, в цифровой код данных, последовательным накапливанием данных в объеме телевизионного кадра и визуализации в цветном изображении накопленного объема да н н ы х.

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал с информационного,выхода датчика сканирования через вход 1 устройства поступает на вход преобразователя

2, В преобразователе видеосигнал усиливается, преобразуется в цифровой десятиразрядный код и через регистр последовательно в виде параллельных кодов (цифровых данных) поступает на выход преобразователя 2. Затем через открытый ключевой узел 11 коммутатора 3 цифровые данные поступают на вход запоминающего блока 4 для их записи и хранения, Запись цифровых данных осуществляется последовательно в первые затем во вторые, третьи и так далее до последней ячейки памяти всех листов запоминающего блока 4, На этом заканчивается первый период сканирования атмосферы. Второй, третий и т,д. периоды сканирования характеризуются обновлением цифровых данных во всех ячейках блока 4 приведенным выше порядком их записи в этот блок.

На каждом из листов запоминающего блока 4 хранится информация о состоянии атмосферы, воспринятая датчиком в соответствующей части спектра излучения источника. Считывание данных и выдача их на выходы запоминающего блока 4 осуществляется параллельными кодами одновременно со всех четырех листов памяти.

Для визуального отображения информации о состоянии атмосферы считывание цифровых данных из блока 4 и дальнейшие операции над ними осуществляются в соответствии с параметрами выбранного телевизионного стандарта, Процессом записи и считывания данных управляет блок 6 с учетом сигнала синхронизации датчика, который поступает в блок

5 через входы 1 устройства при крайнем положении сканера. Сигналы крайнего положения сканера поступают на входы узлов

1800426

55

15, 17 блока управления. Синхронизатор 15 выделяет сигналы тактовой частоты для управления работой блоков 2, 8 и 18 и сигналы строчной и кадровой частоты дляблока 8 и узлов 16 и 18 блока 5, а также сигнал частоты записи данных для узлов 16 и 17.

Узел 16 управления записью формирует сигнал управления коммутатора 19 адреса и корректором 6 адреса, а также сигнал записи и управления коммутатором блока 4, подаваемые через шину на запоминающий блок 4, и сигнал подтверждения готовности, подаваемый в блок 10, B режиме записи информации счетчик

17 под воздействием входн ых сигналов формирует адреса ячеек памяти блока 4, в которые синхронно со сканированием атмосферы записывается значения данных, При этом адреса столбцов поступают в блок

4 через коммутатор 19, а адреса строк— через коммутатор 19 и корректор 6 адреса.

B момент записи данных сигнал управления узла 16 переключает корректор 6 на работу в режим трансляции адреса записи.

В режиме считывания для отображения информации счетчик 18 под воздействием входных сигналов последовательно формирует адреса ячеек памяти в соответствии со скоростью выбранного телевизионного стандарта. При этом адреса столбцов поступают в блок 4 через коммутатор 19, а адреса строк — через коммутатор и корректор 6 адресов. Для развязки времени записи и считывания информации, а также снижения помех запись данных в блок 4 осуществляется в течение гасящих импульсов телевизионного стандарта.

Корректор 6 адреса строки обеспечивает считывание информации таким образом, что наиболее новая информация всегда находится в определенной части экрана видеоконтрольного блока 9, например на последней строке растра. Этим обеспечивается четкость последовательности событий, регистрируемых датчиком, Поскольку емкость памяти блока 4 ограничена одним кадром телевизионного стандарта, то данные, хранящиеся в блоке 4, обновляются с периодом записи кадра, В результате этого в блоке 4 постоянно хранится часть обновленных данных текущего кадра записи и часть данных предыдущего кадра записи, причем на границе обновления данных время между записью равно периоду записи кадра, Чтобы обеспечить четкую последовательность считывания данных в телевизионном кадре для визуализации, корректор 6 начало предыдущего телевизионного кадра фазирует с границей обновления данных путем операции сложения текущего адреса строки телевизионного кадра, поступающего от счетчика 18 через коммутатор 19, с адресом строки, в которую производится запись поступающего от счетчика 17. Сложение адресов в корректоре обеспечивает сдвиг данных предыдущего кадра к его началу по строкам со скоростью за и и си дан н ых в блок 4.

Фильтр 7 цифровые данные, которые поступают от первых трех листов памяти через сумматоры 20 — 22, корректирует кодами, которые хранятся в четвертом листе памяти блока 4, например соответствующими фоновыми помехам атмосферы. Этим обеспечивается снижение погрешностей данных о состоянии атмосферы.

Формирователь 8 преобразует цифровые коды данных в аналоговый сигнал, замешивает в него сигналы строчной и кадровой синхронизации, формируя структуру полного телевизионного сигнала выбранного телевизионного стандарта.

Отображение информации наблюдений атмосферы осуществляется на экране видеоконтрольного блока 9 с цветным кинескопом.

При этом изображение составляющих анализа как бы "скользит" по экрану вдоль кадра и обновляется полностью в течение периода записи кадра в запоминающий блок 4.

Блок 10 сопряжения осуществляет связь предлагаемого устройства с внешними устройствами, например с персональной электронной вычислительной машиной (на чертеже не показана), для повышения точности анализа и возможной обработки результатов анализа состояния атмосферы.

Регистр 23 команд предназначен для хранения кадра команд, определяющих режим сопряжения, например считывания информации из блока 4, через открытый ключевой узел 13 и регистр 24 в ПЭВМ или запись информации из ПЭВМ через регистр

24, ключевой узел 12 в блок 4.

При записи данных в ПЭВМ коммутатор запоминающего блока 4 выделяет на выходе сначала все десятиразрядные коды данных, хранящиеся в первом, затем во втором, третьем и четвертом листах блока 4. Коды этих данных через открытый узел 12 коммутатора

3 поступает на регистр 24 и затем в П Э В М для записи. Узлы 11 и 13 в этом случае закрыты сигналом от регистра 23 блока 10.

Регистр 25 фиксирует адреса ячеек запоминающего блока 4 при записи или счи. тывании данных по команде от ПЭВМ через регистр 23.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает более высокой

1800426

Уиг. 1 точностью анализа параметров атмосферы, поскольку анализ выполняется одновременно в четырех частях спектра излучения, а визуализация производится в цветном изображении, Предлагаемое устройство с более высокой точностью обеспечивает оперативный контроль с учетом ретроспективы наблюдений.

B устройстве предусмотрена возможность сопряжения с внешними устройствам для обработки накопленных данных, ввода в предлагаемое устройство априорных и других данных для коррекции накопленных данных или отображения их на экране видеоконтрольного блока. Это повышает производительность устройства при исследованиях атмосферы.

Формула изобретения

Устройство для анализа структурной характеристики показателя преломления атмосферы, содержащее датчик видеосигнала, блок управления с входом и выходом, блок сопряжения с вторичной аппаратурой и схему анализа, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, схема анализа выполнена в виде преобразователя видеосигнала с первым и вторым входами, коммутатора с первым и вторым входами, блока памяти с первым, вторым, третьим входами и первым и вторым выходами, фильтра сигнала, формирователя телесигнала с первым и вторым входами, видеоконтрольного блока, корректора адреса с первым, вторым и третьим входами, блок сопряжения с вторичной аппаратурой выполнен с первым и вторым сопряженным входом-выходом, а блок управления допол- нительно содержит второй, третий, четвер5 тый и пятый выходы и объединенный вход-выход, при этом первый вход преобразователя видеосигнала соединен с датчиком видеосигнала, второй вход преобразователя видеосигнала соединен с вторым выходом

10 блока управления, выход преобразователя видеосигнала соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом блока памяти, первый, второй и третий входы которого

15 соединены соответственно с выходом коммутатора, первым выходом блока управления и выходом корректора адреса, а второй выход блока памяти соединен с входом фильтра сигнала, выход которого соединен

20 с первым входом формирователя телесигнала, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход соединен с входом видеоконтрольного блока, вход блока управления соединен с датчи25 ком видеосигнала, объединенный вход-выход блока управления соединен с объединенным третьим выходом-входом блока сопряжения с вторичной аппаратурой, третий и четвертый выходы блока уп30 равления соединены соответственно с первым входом и объединенными вторым и третьим входами корректора адреса, второй объединенный вход-выход блока сопряжения с вторичной аппаратурой соединен с

35 объединенным выходом-входом коммутатора.

1800426

4, 8 г.Ф

Составитель В.Абрамов

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Т,Иванова

Заказ 1164 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Рэушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101