Устройство для накопления аналоговой информации

 

I l l? 5! 2723

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 27.09.68 (21) 1273603/18-24 (51) Л1. Кл, - G 06С 7 04 (23) Приоритет — (32) 29.09.67 (. - 1) 62950! 67 (33) Япония

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень ¹ 16 тосудлрственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.333.001.57 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 09.07.76 (72) Автор изобретения

Иностранец

Сигео Минами (Япония) Иностранная фирма

«Хитати Лимитед» (?1пония) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ АНАЛОГОВОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны устройства для накопления ана 10говой информации, содержащие блок записи на магнитной ленте, вход которого через низкочастотные фильтры и сумматор подключен к источнику аналоговых данных.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью увеличения отношения уровня полезного сигнала к шумам, в пего введены подсоединенные к блоку записи на магнитной ленте цепи одновременного и последовательного накопления аналоговых данных с выхода сумматора и цепи одновременного и последовательного считывания указанных данных, которые через дополнительные переключатель каналов, инвертор и низкочастотный фильтр подключены к соответствующим входа1м сумматора и самопишущего прибора, а через цепь формирования импульсов — к входу источника аналоговых данных и к соответствующеьму зажиму перекл?очателя каналов.

На фиг.,1 представлена блок-схема аналогового накопителя; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства; на фиг. З,приведены графики, иллюстрирующие обработку данных, полученных аналоговьгм накопителем.

Аналоговый накопитель (фиг. 1) содержит источник 1 аналоговых данных, низкочастотный фильтр 2 аналоговый сумматор 3, низкочастотный ф??дыр 4, которые последовательно соединены друг с другом в перечисленном порядке. Аналоговый и точник 1 может быть взят гиобым так, чтобы обсопсчивалось повториое Ilo-тупленис аналоговых данных. Например, им может быть масс-спектрометр, спектрофотсметр, гиромагнитный резонансный прибор и?II элсктроэнцефалограф. Нако питель вк?1о33eT II сеоя Tакжс 010?i 5 Q I?I 3311?ICH HB ленту " каналами .-1, В, С и D, к которьгм подключены записывающие и воспроизводящие головки (на фиг. 1 не показаны), переключатель 6 каналов, инвертор 7, цепь 8 формирования импульсов, низкочастотнь?й фильтр

15 9 и самописец 10.

Выход инвертора 7 соединен с входом аналоговсго сумматора 3 и самоп??с цем,10. Переключате?ь 6 кана1ов снабжен зажимами 11—

18. Переключатель обеспечивает псреключе-0 H?I ме?кд по,lожс!??lями, 1, казанным?1 сплоlнными стрелками 19 — 22, и положениями, указанными пун ктирнымн стрелками 23 — 26.

Зажимы 11 — 14 соединены с выходом низкочастотного фильтра 4, выходом формировате25 ля импульсов, который, в свою очередь, связан с источником 1 аналоговой информации, каналами С и D соответственно, а зажимы

15 — 18 — с каналами Л, В, входоз инвертора

7 и входом формирующей цепи 8 соответствен30 1но. Вход низкочастотного фильтра 9 соединен

ic входом формирующей цепи 8, а выход фильтра 9 — с входом самописца 10 и с входом сумматора 3.

Каналы А и В блока 5 служат каналами хранения, а каналы С и D — каналами воспроизведения, если положение:переключателя .6 таково, как указано сплошными стрелками .19 — 22, и, наоборот, при положении переклю:чателя, определяемом пунктирными стрелками 23 — 26, каналы С и D используются в ка.честве каналов хранения информации, а каналы Л и  — для воспроизведения.

На фиг. 2 изображена принципиальная схема аналогового накопителя, Схема содержит входные зажимы 27, 28 и 29, инвертор, со,стоящий из резисторов 30 и 31 и усилителя

32, аналоговый сумматор на резисторах 33—

36 с усилителем 37, первый низкочастотный ,фильтр, образованный резисторами 38 и 39, конденсатором 40 и диодом 41, второй низкочастотный фильтр, образованный только конденсатором 42, ограничительную цепь, вы полнепную из диодов 43 и 44 и резисторов 45—

48, и выходной зажим 49. Инвертор, аналого.вый сумматор, первый низкочастотный фильтр и второй низкочастотный фильтр соответствуют на фиг. 1 инвертору 7, аналоговому сумматору 3, низкочастотному фильтру 9 и низкочастотному фильтру 4, входные зажимы

27 — 29 (фиг. 2) образуют вход инвертора 7, выход фильтра 2 и вход фильтра 9 соответственно, а выходной зажим 49 соответствует зажиму 11 переключателя 6 каналов. Фильтр

2 и формирую щая цепь 8 (фиг. 1) не .показаны на фиг. 2, так как они могут быть обычного типа.

Устройство работает следующим образом.

Первая аналоговая информация от источника 1 (фиг. 1) поступает на фильтр 2, через который проходит только низкочастотная составляющая аналоговой информации (например, 10 гц) и подается на фильтр 4 через аналоговый сумматор 3, если переключатель 6 находится в положении, указанном стрелками

19 — 22, то низкочастотная аналоговая информация с выхода фильтра 4 записывается в канал А блока 5.записи на ленте.

Предположим, что в!канале В в то же самое время, как начинает работать источник 1, записывается си нхронизирующий инпульсный сигнал.

По завершении записи первой аналоговой информации в канале А переключатель переводят в положение, указанное пунктирными стрелками 23 — 26, с помощью сигнала «завершения». В этом положении воспроизводится синхронный сигнал, находящийся в канале

В, и формируется с помощью цепи 8. Сформирова нный синхросигнал возбуждает источник аналоговой информации, который вырабаты-вает вторую аналоговую информацию. Эта инфорьмация подается на сумматор 3, как описано для первой информации. Синхроимпульс, который появляется на выходе формирующей цепи 8, посту пает не толико в источник 1, но

ЗО

4О

65 также записывается в канал D как сигнал, генерирующий аналоговую информацию, вызывая третью аналоговую информацию от источника 1. С другой стороны, первая аналоговая информация, хранимая в канале Л, после изменения ее полярности инвертором 7 подается на сумматор 3. Следовательно, первая и вторая аналоговые информации синхронно с ммир ются в сумматоре 3 и затем записываются в канале через фильтр 4. По завершении записи просуммированной информации переключатель 6 устанавливается сигналом

«завершения» в положение, указанное стрелками 23 —;26. В это время воспроизводится синхросигнал, находящийся в канале D, и, как описано, поступает на формирующую цепь 8, выход которой запускает источник 1 для подачи третьей аналоговой информации через фильтр 2 на сумматор 3, Выходной сигнал формирующей цепи 8 записывается в канале В как аналоговая информация, вырабатывающая сигнал для запуска источника 1, с целью получения четвертой аналоговой информации. С,другой стороны, аналоговая информация, полученная добавлением к второй информации и записанная в канале С, воспроизводится и подается на сумматор 3 после инвертирования инвертором 7. Следовательно, информация, образованная добавлением к вторым данным, и третья информация складываются в .сумматоре 3 и через фильтр 4 записываются в канале Л.

Повторяя упомянутую операцию, можно последовательно накапливать отдельные аналогозые данные, вырабатываемые источником 1, и в конце концов записать накопленную информацию самописцем 10 (графопостроителем). Составляющие сигналов накопленной информации, записанной самописцем 10, представляют собой Ai составляющих сигналов единичной информации (Л вЂ” количество накоплений), а составляю щая шумов становится равной 1 N от составляющейедицичной информации. Следовательно, выи|грыш отношения сигнала к шуму в накопленной информации пропорционален P Ü . Таким образом, составляющая сигналов накопленных данных достаточно выделяется на фоне составляющей шума.

Шумы, вызванные ускорением или замедлением ленты вследствие, например, неравномерности ее движения, неравномерности вращения ведущего вала, приводят к увеличению ошибок в результате операций накопления аналоговой информации, так как большинство таких шумов содержат низкочастотные шумы меньше 10 гц. Система на фиг. 1 решает эту проблему использованием .каналов

В и 0 синхронизации без дополнительного компенсирующего канала. Таким образом,:шумы выделяются вместе с синхронизирующи ми сигналами с канала D, когда переключател)

6 находится в положении, указанном сплошными стрелками 19 — 22 из канала В, копда

512723 переключатель занимает положение, указанное пунктирными стрелками 23 — 26, и подаются через фильтр 9 на сумматор 3, где шумы вычитаются из аналоговой информации в течение каждого накопления с целью устранения составляющей шума.

В действительности, лента блока 5 записи перематывается каждый раз,при переключении переключателя 6. Поэтому может быть применена лента, в которой или необходимо стереть хранимые сигналы, или в которой хранимые сигналы исчезают самопроизвольно.

На фиг. 3, а — г показаны результаты процесса накопления аналоговой информации системы фиг. 1, использующей цепь фиг. 2.

Представлены случаи для N (iree N — количество накоплений, равных, соответственно 1, 4, 20, 100.

Из фиг. 3 видно, что котда Л равно 1, суммирования нет, сигнал и шум едва различимы. Но KBIK только N становится больше 1, составляющие си гнала и шумы могут быть значительно легче разделены.

Результаты, приведенные на фиг. 3, а — г, были получены при следую щих условиях. В качестве ленты использовалась лента типа

«Scotch» «ЭМ488». Характеристики ленты такие: верхний уровень + 1 — +-10 в, выходной уровень 1 в, отношение си гнала к помехе

40 дб, скольжение +3% (без компенсации), входной и мпеданс б,ком, коэффициент усиления 41 — 160 дб.

Формула изобретения

Устройство для накопления аналоговой информации, содержащее блок записи на маг нитной ленте, вход которого через низкоча стотные фильтры и сумматор подключен источнику аналоговых данных,и самопишущий прибор, отличающееся тем, что, с

15 целью увеличения отношения уровня полезного сигнала к шумам, оно содержит подключенные к блоку записи на магнитной ленте цепи одновременного и последовательного накопления аналоговых данных с выхода сумма20 тора и цепи одновременного и последовательного считывания указанных данных, которые через даполнительные переключатель кана;IGB, инвертор и низкочастотньш фильтр подключены к соответствующим входам су ммато25 ра и самопишущего, прибора, и через цель формирования импульсов присоединены к входу источника аналоговых, данных и к соответствуютцему зажиму:переключателя каналов. (+) 27

Составитель А. Маслов

Техред 3. Тараненко

Корректор А. Галахова

Редактор И. Грузова

Заказ 1451 3 Изд. X 1410 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035. Лтосква, )К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типографии, пр. Сапунова, 2