Устройство для регистрации информации
1 и; у ) ...
- ) Ъ
А Й-.
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
On ИС ИЕ (>1 /343 ((3
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву I и (22) Заявлено19.01.76 (21) 2317619/18-24 (51) М. Кл.
Cj 06 К 11/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам иэаоретений. и открытий (43) Опубликовано25.11.78.Бюллетень № 43 (53) УДК 681.327.
11(088 8) (45) Дата опубликования описания 25.11.78 (72) Авторы изобретения
B. Г. Абакумов, E. Ф. Клещевников и A. P. Павленко
Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50 петия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО )г(ЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМА1(ИИ
Изобретение относится к устройствам регистрации и обработки однократных и редкоповторяющихся процессов наносекундного и субнаносекундного диапазонов, представленных электрическими сигналами с малой амплитудой, и может быть использовано в ядерной физике, исследовании плазмы, анализе радиолокационных сигналов, применении электронных методов поиска неисправностей и т. п.
Известно устройство для регистрации информации, представляющее собой электроннолучевой преобразователь с использованием запоминающей электроннолучевой трубки (ЗЭЛТ) (1) .
Однако известное устройство не позволяет регистрировать сигналы нано- и субнаносекундного диапазона, так как верхний предел полосы пропускания устройства ограничен постоянной времени перезарядных процессов при записи информации на поверхности диэлектрика, а уменьшение постоянной времени принципиально ограничено физической сущностью перезарядных процессов.
Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для регистрации информации, содержащее запоминающчо электpQHHG.:) учевую трубку, -оединенную с олоком подсвета, усилителями отклонения по координатам
Х и ) и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, последовательно подключенные блок индикации, логический блек. детектор видеосигнала и видеоусилитель, связанный с запоминающей электроннолучевой трубкой, генератор разверткч счигывания, -îå,äèíåííûé с формирователем ситнала запуска и логическим блоком, формирователь сигналов записи и считывания, cBh занный с генератором развертки считывания, блоком подсвета и формирова гелем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, и генератор горизонтальной развертки, соединенный с блоком подсвета и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминаюгцей электроннолучевой трубки (21
Однако описанное устройство не пгзволяет регист()и ровать сигналь: субнаносекуидHQIG диапазона, т. к. верхний пгедел г1олосы пропускания системы ограничен постоянной времени перезарядных процессов на мишени трубки.
6343
1 1« I I> изобретег1и1! — Иовы!!>ение Оыстро. !(. й(." Б1IЯ CÒÐÎÉÑÒÂ3..
ЭтО IOcTII I clcTcH тем, что в устройство введены последовательно соединенные регулируемый блок питания, дополнительная элс ктроннолучевая трубка, формирователь замедляющих сигналов и элемент задержки, связанный с генератором горизонтальной развертки, два блока коммутации, усилитель сигналов и цифроаналоговый преобразователь, дополнительная электроннолучевая трубка соединена с усилителем сигналов, первый коммутатор подключен к усилителю сигналов, генератору развертки считывания и усилителю отклонения по координате 1, второй коммутатор связан с усилителем отклонения по координате Х, генератором горизонтальной развертки и цифроаналоговым преобразователем, подключенным к формирователK) сипlà10в записи и считывания и фОР МИРО 33ТЕ1IO СИГН3ЛОВ 33ПУСК3.
Су!HI!()(Ih предлагаемо!1) рсlll(ния поясннс О(1 с, Iс,1тlоlци ми фи! ), Рам!1: (!)!! г. 1 —.фх H1(! Il! o Ill,1ьн и я схем 3 устройства; фиг. 2 схс матическое устройство дополнительной элекгроннолучевой трубки с замедляющей
cIIcTcмой; фиг. 3 — мишень запоминающей электроннолучевой трубки с условным обозначением линии потенциального рельефа, строк р(!стра считывания, точек возникнове11ИЯ II)IÏ(ЛbCОВ-От!СЛИ1(ОВ.
Ус.! ройство для регистрации информации (фиг. ) содержит запоминающую электро!шолу !евую трубку 1, соединенную с блоком подсвета 2, усилителями отклонения по координатам Х 3 и координатам Y 4 и форми рователем на!)ряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучеьч)й трубки 5, последовательно подключен-!!ые блок индикации 6, логический блок 7, детектор видеосигнала 8, и видео)силитель
9, связанный с запоминающей электронно,1учевой трубкой 1, генератор развертки считывания 10, соединенный с формировате,1ем си(нала запуска l lи,логически31 олоком 7, формирователь сигналов запис:.! и считы!)ан))я 12, связанный с генератором развср гни счит)гвания 10. блоком подсвета 2 ф()рмирователем напряжения сигналь!!Ой
lI. !1!с ины запоминающей электроннолуче1)ой трубки 5, и генератор горизонтальной развертки 13, соединенный с блоком подсвета 2 и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки 5, последовательно соединенные регулируемый блок питания 14, дополнительная электроннолучевая трубка 15, формироват«1! замедляющих сигналов 16 и элемент
„!держки 17, связанный с генератором ro()lI3oHT3;1bkIoiI развертки 13, два блока коммутации 18 и 19, усилитель сигналов 20 и цифроаналоговый преобразователь 21, дополнительная электроннолучевая трубка 15 соед!шеH3 с усилителем сигналов 20, Ilepвый коммутатор 18 подключен к усилителю си гиалов 20, генератору развертки считы5
1О !
21
4О
13 вания !О и усилителю отклонения 110 координате Y 4, второй коммутатор 19 связан с усилителем отклонения по координате Х 3, генератором горизонтальной развертки 13 и цифроаналоговым преобразователем 21, подключенным к формирователю сигналов записи и считывания 12 и формирователю сигналов запуска 11.
Схематическое устройство дополнительной электроннолучевой трубки с замедляющей системой (ЭТЗС) (фиг. 1 позиция 15) показано на фиг. 2. ЭТЗС состоит из катода 22, около которого расположен, как в обычной осциллографической трубке, модулятор 23, осуществляющий модуляцию электронного луча исследуемым сигналом; экрана 24, предохраняющего модулятор 23 от воздействия замедляющего импульса: трубы дрейфа 25, предназначенной для растягивания (в физическом смысле) промодулированного электронного пучка; металлического цилиндра 26, образующего совместно с трубкой дрейфа 25 отрезок коаксиальной линии передачи; сопротивления R 27, величина которого согласована с волновым сопротивлением линии; электронного умножителя
28. Все вышеперечисленные элементы заключены в стеклянный вакуумный баллон 29, расположенный внутри соленоида 30, создающего продольное магнитное поле, удер>кивающее электроны на оси трубы. На выходе электронного умножителя 28 установ.lcH нагрузочный резистор 31.
В исходном состоянии . устройство находится в режиме «Запись». Выход электронного умножителя ЭТЗС 28 соединен со входом усилителя сигналов 20, выход которого соединен со входом усилителя отклонения по координате Y 4 посредством коммутатора !8. Выход генератора горизонтальной развертки 13 соединен со входом усилителя отклонения по координате Х 3 посредством блока коммутации 19. На сигнальную пластину запоминающей электроннолучевой трубки 1 с выхода формирователя напряжения сигнальной пластины запоминащей ЭЛТ 5 подается соответствующее режиму записи напряжение.
Далее последовательность работы устройства такова.
В электроннолучевой трубке с замедляющей системой !фиг. 2) Осуществляется предварительное изменение масштаба времени исследуемого сигнала, позволяющее увеличить эффективную ширину полосы пропускания устройства и, таким образом, повышающее быстродействие устройства.
Это обеспечивается след)лошим образом.
Исследуемый сигнал, модулирующий электронный пучок, подается иа модулятор
23 ЭТЗС.
Промодулированный электронный пучок растягивается (в физическом смысле) при прохождении его через полый металлический цилиндр — трубу дрейфа 25, к которой приложен уменьшающийся во времени
Itìï) 1bc 5!апр)яж). н)!51, выр )бя гь!вяе))) ):! .1)О!)мирователсм замедг!я)ошик сигналов 16. начало которого синкронизировано с моментом входа в трубу модулированного участка пучка. Таким образом, электроны входят в трубу дрейфа 25 с постоянно снижающим ися энергиями и, следовательно, пролетают через нее с постепенно уменьшающимися скоростями.
По мере выхода электронов из трубы дрейфа 25 промодулированный участок пучка оказывается все более растянутым, т. к. после входа электрона в трубу дрейфа 25 с некоторой скоростью он оказывается экранированным от всех внешник электрических полей и продолжает двигаться в трубе дрейфа 25 с той же скоростью независимо от изменения потенциала трубы относительно катода. Для удержания электронов на оси трубы используется продольное магнитное поле, создаваемое в стеклянном вакуумном баллоне 29, расположенном внутри соленоида 30.
Труба дрейфа 25 помешена в металлический цилиндр 26 большого диаметра, совместно с которым она образует отрезок коаксиальной линии передачи. Замедляющий импульс, вырабатываемый формирователем замедляюших сигналов 16, распространяется по этой линии и поглошается в сопротивлении R 27, величина которого согласована с волновым сопротивлением линии.
После выхода из трубы дрейфа 26 электроны поступают в электронный умножитель
28, напряжение с нагрузочного резистора 31 которого подается на вход усилителя сигналов 20.
Сигнал, получаюшийся после «растяжения» пучка, аналогичен входному, но растянут по оси времени. Линейная зависимость между длительностью входногÎ и выходного сигналов обеспечивается выбором замедляющего импульса соответствующей форм ы.
При поступлении на вход ус1!лителя сигналов 20 исследуемого сигнала с измененным масштабом времени синхроимпульс, поступающий на запуск генератора горизонтальной развертки 13 из формирователя замедляющих сигналов 16 через элемент задержки 17 запускает развертку )г!О оси Х.
Импульс подсвета прямого хода развертки записи, поступающий из блока подсвета
2 на модулятор ЗЭЛТ 1, открывает нормально запертый электронный луч ЗЭ.1Т 1, а на вертикально-отклоняюгцие пластины
ЗЭЛТ 1 поступает исследуемый сигнал с измененным м асштабом времени из усилителя отклонения по координате Y 4, вход которого соединен с выходом усилителя сигналов 20 посредством первого блока коммутации 18 в режиме «Запись».
На мишени ЗЭЛТ 1 записывается потенциалограмма исследуемого сигнала с измененным мас1нтабом времени (фиг. 3). (fO ОКОНЧЯ!111!1 1 )К. I. -) За!1!)01! 11МП ) fbCO)1 генератора горизонтальной развертки 13, соответствующим по временному положению заднему фронту импульса подсвета записи, устройство переводится в режим «Считывание».
При этом на сигнальной пластине ЗЭЛТ устанавливается напряжение. соответствуюшее режиму «Считывание», выход генератора разверток считывания 10 подключается ко входу усилителя отклонения по координате Y 4 посредством первого блока коммутации 18, а выход цифроаналогового преобразователя 21 подкгцочается ко входу усилителя отклонения по координате Х 3 посредством втооого блока линейной коммутации 19.
Запуск генератора развертки считывания 10 осушествляется формирователем сигнала запуска 11. Пилообразное напряжение, вырабатываемое генератором развертки считывания 10 через первый блок коммутации
16 поступает на вкод усилителя отклонения по координате 1 4, выход которого соединен с вертикально-отклоняюшими пластинами ЗЭЛТ 1, и отклоняет луч по вертикали; луч последовательно развертывает ординаты записанной потенцналограммы, начиная свое 1виже)п)е всякий раз от нижней границы мишени (фиг. 3).
Нормально запертый луч ЗЭЛТ 1 открывается ))мпульсом подсвета прямого кода развертки считывания, вырабатываемого блоком подсвета 2.
Одновременно с началом движения луча считывания сигналом «Начало счета», вырабатываемого генератором развертки считывания 10, лается разрешение íà прокождение мернык импульсов на вход счетчика логи)еского o,ff)f à 7. Генератор мернык импульсов вход!и в состав логического блока
З0
При пересече !!и лучом считывания линии потенциального рельефа потенциаloграммы в цепи сигнальной пластины ЗЭЛТ 1 возникает импульс-отклик, который усиливается видеоуснлителем 9, дифференцируется и стяндартизируется детектором видеосигнала 8, а затем поступает на логический блок 7, запре1цяя прохождение мернык импульсов на вход счетчика логического 0,10ка 7; в счетчике блока 7 выраоатывяеlся код, соответствующий времени движения лкча считывания от поступления сигнала «Начало cчстя» до момента пересечения сгО с линией потенциального рельефа.
Импу,,ьсом генератора развертки c4!IIIIBB IIi!51 О, COOTBCTCTB), IOUI,II. )1 п0 BpC )IBIII:f))f, положению заднему фронту 1!мпульса I!() i,светя прямого кода развертки считывания. стр!)б11руется передача !If!pop 1;ifiif!f co c)!< тчнкя логическог0 блока 7 в блок IIII,I)èf.Ill!i, 16.
ФО; v ) .PÎÂBTc. i ü сl! ГIIB,10B: Я!!) c).;. I 1 I
Образовя1 ел я 1, на !1ря жс. и !1 с Вы 0. ) ко634313 торого поступает на вход усилителя отклонения по координате Х 3 посредством второго блока коммутации 3; луч смещается на один «шаг» по оси Х.
Производится очередной запуск генератора развертки считывания 10. Считывание производится в onHcaHHQM выше режиме.
Таким образом, код счетчика логического блока 7 будет изменяться от строки к строке по закону изменения ординат ис1О следуемого сигнала.
Обработка информации производится блоком индикации 6. По окончании операции считывания импульсом, вырабатываемым цифроаналоговым преобразователем 21, устройство переводится в режим «Подготов- 15 ка». Процесс подготовки мишени ЗЭЛТ 1 к записи производится аналогично операции «Считывание», однако связь логического блока 7 с блоком индикации 6 запрещена. В результате процесса подготовки мишени ЗЭЛТ 1 снимаются остатки потенциаль- 2О ного рельефа ранее считанной потенциалограммы; блоком цифроаналогового преобразователя 21 вырабатывается импульс, переводящий систему в режим «Запись».
Формула изобретения
Устройство для регистрации информации, содержащее запоминающую электроннолучевую трубку, соединенную с блоком 30 подсвета, усилителями отклонения по координатам X и У и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, последовательно подключенные блок индикации, логический блок, детектор видеосигнала и видео35 усилитель, связанный с запоминающей электроннолучевой трубкой, генератор развертки считывания, соединенный с формирователем сигнала запуска и логическим блоком, формирователь сигналов записи и считывания, связанный с генератором развертки считывания, блоком подсвета и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, и генератор горизонтальной развертки, соединенный с блоком подсвета и формирователем напряжения сигнальной пластины запоминающей электроннолучевой трубки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные регулируемый блок питания, дополнительная электроннолучевая трубка, формирователь замедляющих сигналов и элемент задержки, связанный с генератором горизонтальной развертки, два блока коммутации, усилитель сигналов и цифроаналоговый преобразователь, до. полнительная электроннолучевая трубка соединена с усилителем сигналов, первый коммутатор подключен к усилителю сигналов, генератору развертки считывания и усилителю отклонения по координате У, второй коммутатор связан с усилителем отклонения по координате Х, генератором горизонтальной развертки и цифроаналоговым преобразователем, подключенным к формирователю сигналов записи и считывания и формирователю сигналов запуска.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Денбновецкий С. В., Зинченко В. Я., Черевко Ю. М. «Регистрация кратковременных одиночных импульсов перфоратором и самописцем». «Приборы и техника эксперимента», № 2, 1969, с. 133 — 135.
2. Миллс, Трис. «Цифровая система для регистрации наносекундных процессов».
«Электроника», № 25, 1971, русск. перевод, с. 38 — 45.
634313
Тонки ВаьникнаБакыя имаульааБ- алкяилаБ
Составитель Г. Митина
Редактор 3,. Мепуришвили Техред О. Луговая Корректор H. Тупица
Заказ 6765, 49 Тираж 784 Потпнсн >с
UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная.
