Устройство для регистрации однократных быстропротекающих процессов

 

(11167О 947

ОП

Союз Советских

Соииалистических

Республик

ИЗОЫ ЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.10.75 (21) 2178131/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (51) М. Кл.-

G 06К 15/20

Государственный комитет (53) УДК 681.327 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. Я. Бурдаев, P. А. Валитов и А. В. Шанин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ

БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для регистрации однократных процессов.

Известны устройства для регистрации 5 однократных быстроп|ротекающих процессов (1), содержащие аналого-цифровой преобразователь, блок записи и считывания и вычислитель.

Недостатком устройства является боль- 1р шой объем излишне регистрируемой информации.

Известны также устройства, содержащие блок перезаписи, блок памяти, ограничитель амплитуды сигнала, первый вход ко- 15 торого подключен к источнику входного сигнала, второй соединен с входом преоб,разователя напряжение — код, и с выходом регулируемого источника опорного напряжения, а выход его подключен к усилителю вертикального отклонения, соединенному через первый коммутатор с вертикальными отклоняющими пластинами запоминающей электронно-лучевой трубки, второй вход первого коммутатора подключен к выходу блока калиброванных разверток, который через второй коммутатор соединен с горизонтальными отклоняющими пластинами, запоминающей электронно-лучевой трубки.

Второй вход второго коммутатора подклю- Зр чен к выходу формирователя координаты времени. Выход преобразователя напряжение — код соединен с установочными входами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу время-импульсного преобразователя, причем входы коммутаторов, п реобразователя напряжения — код и формирователя координаты времени соединены с соответствующими выходами блока управления (2).

Существенным недостатком известных устройств регистрации и анализа быстропротекающих процессов, использующих запоминающие электронно-лучевые трубки, является появление при считывании зарегистрированного сигнала ложных импульсовотметок. Это связано с тем, что из-за неоднородности начального потенциального рельефа мишени запоминающей электронно-лучевой трубки на ней, кроме потенциального следа зарегистрированного сигнала, существуют аномальные точки (шумящие участки мишени) с потенциалом, отличным от нуля. Таким образом, при сканировании мишени считывающим растром формируются как импульсы-отметки, соогветствующие следу зарегистрированного сигнала, так и импульсы-отметки, соответствующие аномальным потенциальным точкам. Это приводит к появлению на интер670947 вале измерения, равном одному периоду считывающего пилообразного напряжения, нескольких импульсов-отметок.

Цель изобретения — повышение достоверности анализа формы однократных быстропротекающих процессов.

Поставленная цель достигается введением дополнительного время-импульсного преобразователя, дополнительного счетчика, двух элементов сравнения, двух триггеров, двух элементов И, вычислительного блока и блока интерполяции, ключа, первый вход которого соединен с коллектором запоминающей электронно-лучевой трубки, второй его вход — с выходом первого триггера, а выход — с входом время-импульсного преобразователя и с нулевым входом второго триггера. Один вход дополнительного время-импульсного преобразователя соединен с соответствующим входом времяимпульсного преобразователя и с единичным входом второго триггера, его выход подключен к входу дополнительного счетчика, выход которого подключен к первым входам элементов сравнения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами вычислительного блока. Выход первого элемента сравнения подключен и единичному входу первого триггера, к второму входу дополнительного время-импульсного преобразователя и к первым входа л элементов И, второй вход первого элемента И соединен единичным выходом второго триггера, а выход — с входом блока управления, второй вход второго элемента И соединен с нулевым выходом второго триггера, а выход — с блоком перезаписи, соединенным со счетчиком, вычислительным блоком и блоком памяти, вход и выход которого соединены с блоком интерполяции.

Входы вычислительного блока, блока интерполяции и блока памяти подключены к соответствующим выходам блока управления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Выход ограничителя 1 амплитуды сигнала соединен с входом усилителя 2 вертикального отклонения, а вход — с регулируемым источником 3 опорного напряжения.

Коммутаторы вертикального 4 и горизонтального 5 отклонения соединены с соответствующими выходами блока 6 калиброванных разверток и с выходом блока 7 управления, другой выход которого соединен с формирователем 8 координаты времени, выход подключен входом к коммутатору 5.

Выходы коммутаторов 4 и 5 связаны с соответствующими входами запоминающей электронно-лучевой трубки 9 (ЗЭЛТ). Выходы регулируемого источника 3 опорного напряжения и блока 7 управления соединены с соответствующими входами преобразователя 10 напряжение — код, а коллектор

ЗЭЛТ 9 через ключ 11, время-импульсный

4О

55 бО

65 преобразователь 12 соединен со счетчиком

13. Дополнительный время-импульсный преобразователь 14 соединен с выходом блока 7 управления и с входом дополнительного счетчика 15 импульсов, выход которого соединен с входами элементов сравнения 16 и 17, выходы которых соединены с соответствующими входами триггера 18, выход которого соединен с управляющим входом ключа 11, выход которого соединен с первым входом триггера 19, второй вход которого соединен с выходом блока 7 управления. Первый вход вычислительного блока 20 соединен с блоком 7 управления, с которым соединен блок 21 интерполяции.

Выход элемента 17 сравнения соединен с входом время-импульсного преобразователя 14 и первым входом первого элемента

И 22, второй вход которого соединен с выходом триггера 19, а выход — с входом блока 7 управления. Первый вход блока 23 перезаписи соединен с выходом счетчика

13, а выход — с входами вычислительного блока 20 и блока памяти 24, второй вход которого соединен с блоком 7 управления.

Блок памяти соединен с блоком 21 интерполяции. Один вход которого элемента И

25 соединен с выходом элемента 17 сравнения, а другой — с нулевым выходом триггера 19, выход второго элемента И 25 соединен с входом блока 23 переписи.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении входного сигнала на ограничителе 1,выделяется вершина, изображение которой записывается на мишени

ЗЭЛТ 9, Уровень ограничения, формируемый регулируемым источником 3 опорногэ напряжения по команде блока 7 управления, преобразуется в цифровой код преобразователем 10 напряжение — код. По окончании записи блок управления переключает при помощи коммутатора 5 пластины Х с выхода блока 6 калиброванных разверток на выход формирователя 8 координаты времени, с помощью которого по программе, задаваемой блоком управления, устанавливаются место выборок по временной оси и их темп.

Одновременно с началом измерительной развертки считывания, формируемой блоком 6 калиброванных разверток и обеспечиваемой пластинами У, подключенными в этом режиме к выходу блока 6, блоком 7 управления запускаются основной 12 и дополнительный 14 время-импульсные преобразователи и устанавливаются в единичное состояние триггер 19. В этот же момент времени сигналом с блока управления осуществляется считывание кода уровня ограничения в счетчик 13, а также запускается вычислительный блок 20.

Вычислительный блок 20 предназначен для формирования чисел Nma> и Nmm, представляющих собой соответственно макси670947 мальное и минимальное ожидаемые значения очередной ординаты зарегистрированного процесса. Эти числа вычисляются согласно формулам

N, =Ж,,+АЖ

N,, =¹I — AN, где N, 1 — измеренное значение (i — 1) -й 10 ординаты процесса;

AN — величина максимально возможного приращения (положительного или отрицательного) i-й ординаты. 15

Величина AN определяется, исходя из динамического диапазона амплитуд входных сигналов и величины шага дискретизации по времени.

С момента запуска время-импульсные преобразователи 12 и 14 начинают формировать на своих выходах импульсы с частотой f0 (с периодом То), которые подсчитываются счетчиками 13 и 15 соответственно. Как только число импульсов, заполняющих счетчик 15, станет .равным N

В момент пересечения потенциальных 35 рельефов вертикальной линии развертки и ранее записанного контура вершины исследуемого процесса с коллектора ЗЭЛТ9 снимается импульс, который, проходя через открытый ключ 11, блокирует время-им- 40 пульсный преобразователь 12 и устанавливает триггер 19 в исходное (нулевое) состояние.

В счетчике 13 формируется число

NI — огр + z f(> — " огр + "IT ) где Norp — код уровня ограничения, считанный с преобразователя 10 B момент запуска. т — временной сдвиг импульса-от0 метки относительно импульсазапуска, формируемого блоком управления.

В момент достижения счетчиком 15 числа N I,„ñðàáàòûBàåò элемент 17 сравнения верхней границы, импульс с выхода которого блокирует время-импульсный преобразователь 14, сбрасывает триггер 18, запирая тем самым ключ 11, и опрашиваетэлементы И 22 и 25.

Поскольку к данному, моменту времени триггер 19 находится в нулевом состоянии, то открыт элемент И 25. Импульс опроса, пройдя через элемент И 25, опрашивает блок 23 перезаписи, и код N;, характеризу- 65 ющий очередное мгновенное значение зарегистрированного процесса, переписывается в блок 24 памяти и в вычислительный блок

20 для формирования очередных значений

Nmin u Nmax.

С появлением следующего импульса запуска цикл считывания повторяется. На каждом цикле считывания для очередного импульса-отметки формируется временной интервал ожидания Т=ТО.2ЛУ, при попадании в который импульс-отметка считывается принадлежащим зарегистрированному сигналу.

Поскольку моменты, времени появления импульсов-отметок, принадлежащих реальному сигналу и шумовых импульсов некоррелированы, то попадание IHvMoBbIx (ложных) импульсов-отметок в заданный временной интервал ожидания маловероятно, т. е. при наличии в одном цикле считывания на входе ключа 11 нескольких импульсов-отметок на выход ключа проходит только отметка от реального сигнала.

Если среди совокупности импульсов-отметок на данном цикле считывания отметка от реального сигнала будет отсутствовать (подавлена шумами или по иной причине) или амплитуда импульса-отметки будет меньше порога срабатывания ключа 11, сигнал на выходе его не сформируется, Выходной сигнал ключа 11 не сформируется и в том случае, когда импульс-отметка, хотя и будет единственным, но не попадет в заданный интервал ожидания.

В этом случае к моменту появления сигнала на выходе элемента 17 сравнения (сигнал конца интервала ожидания) триггер 19 остается в единичном состоянии, т. е. импульс с,выхода элемента 17 сравнения проходит через элемент И 22, соединенный с единичным выходом триггера 19 и поступает на вход блока 7 управления. При этом перезапись содержимого счетчика 13 в блок

24 памяти и в вычислительный блок 20 отсутствует, так как отсутствует само измеренное значение i-й ординаты зарегистрированного процесса.

В случае пропадания измеряемого сигнала на выходе ключа 11 вычислительный блок 20 формирует коды A I+I,„и с+т„п„, используя значение (i — 1) -го (a не i-го) достоверного измерения, при этом от блока управления поступает удвоенное значение

AN (2AN). Вообще. в случае последовательного многократного пропадания измеряемого сигнала величина КИ последовательно увеличивается в (и+1) раз, где и— число последовательно пропавших замеров.

Таким образом, временной интервал ожидания в этом случае увеличивается от цикла к циклу до тех пор, пока не произойдет захват очередного импульса-отметки.

Блок управления по импульсу элемента

И 22 выдает команду обмена на блоки ин670947 терполяции 21 и памяти 24. При этом из блока 24 в блок 21 переписываются значения (i — 1)-ro, а затем. (i+I)-го достоверных замеров и осуществляется операция интерполяции i-го значения ординаты зарегистрированного процесса по формуле 1 — 1+ 1+1

Вычисленное значение i-го замера переписывается в соответствующую ему ячейку блока 24 памяти.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет анализ каждой текущей ординаты на ее принадлежность реальному зарегистрированному сигналу и в случае ее недостоверности производит интерполяцию пропавших точек, что значительно повышает достоверность анализа формы однократных быстропротекающих процессов.

Формула изобретения

Устройство для регистрации однократных быстропротекающих процессов, содержащее блок перезаписи, блок памяти, ограничитель амплитуды сигнала, первый вход которого подключен к источнику входного сигнала, второй соединен с входом преоббразователя напряжение — код и с выходом регулируемого источника опорного напряжения, а выход подключен к усилителю вертикального отклонения, соединенному через первый коммутатор с вертикальными отклоняющими пластинами запоминающей электронно-лучевой трубки, второй вход первого коммутатора подключен к выходу блока калиброванных разверток, который через второй ко ммутатор соединен с горизонтальными отклоняющими пластинами запоминающей электронно-лучевой трубки, второй вход второго коммутатора подключен к выходу формирователя координаты времени, выход преобразователя напряжение — код соединен с установочными входами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу время-импульсного преобразователя, причем входы коммутаторов, 5

45 преобразователя напряжение — код и формирователя координаты времени соединены с соответствующими выходами блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены, дополнительный, время-импульсный преобразователь и дополнительный счетчик, два элемента сравнения, два триггера, два элемента И, вычислительный блок, блок интерполяции, ключ, первый вход которого соединен с коллектором запоминающей электронно-лучевой трубки, второй его вход — с выходом первоготриггера, а выход — с входом время-импульсного преобразователя и с нулевым входом второго триггера, один вход дополнительного время-импульсного преобразователя соединен с соответствующим входом времяимпульсного преобразователя и с единичным входом второго триггера, его выход подключен к входу дополнительного счетчика, выход которого подключен к первым входам элементов сравнения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами вычислительного блока, причем выход первого элемента сравнения подключен к единичному входу первого триггера, к второму входу дополнительного времяимпульсного преобразователя и к первым входам элементов И, второй вход первого элемента И соединен с единичным выходом второго триггера, а выход — с входом блока управления, второй вход второго элемента И соединен с нулевым выходом второго триггера, а выход — с блоком перезаписи, соединенным со счетчиком, вычислительным блоком и блоком памяти, вход и выход которого соединены с блоком интерполяции, при этом входы вычислительного блока, блока интерполяции, и блока памяти подключены к соответствующим выходам блока управления.

Источники информации, принятые во внимание:при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ме 368557, кл. G 01R 29/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Хе 39471 6, кл. G 01К 13/02, 1971, 670947

Составитель Г. Сивин

Редактор Т. Рыбалова Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Брахнина и Е. Осипова

Заказ 1311/17 Изд. № 389 Тираж 780

ЦН ИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб.. д. 4,5

Подписное

Типография. пр. Сапунова, 2