Многоканальное аналого-импульсноевычислительное устройство

 

О П И С А Н И Е (1840940

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву 1Р 576575 (5l.) М. Кл.

6 06 G 7/!2 (22) Заявлено 14 ° 08. 79 (21) 2823893/18-24 с присоединением заявки .%

Гввударотввииый комитет

СССР (23) Приоритет по делан изобретений и открытий

Опубликовано23.06. 81, Бктллетень М 23 (53) УДК 681. 335 (088. 8) ll àòà опубликования описания25.06. 81 (?2) Автор изобретения

В. Д, Майсюков

1

1 (?I) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ АНАЛОГО-ИМПУЛЬСНОЕ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО где АВх амплитуда импульса на входе i-ro канала, показатель степени, установленный в i-ом канале, полное число входных каналов, амплитуда аналогового импульса на выходе устройства

Вью

Изобретение относится к вычислительной технике и мо кет быть использовано, в частности, для оперативной обработки аналого-импульсной информации в,приборах ядерной физики.

По основному авт.св. 1Р 576575 известно многоканальное аналого-импуль= сное вычислительное устройство, используемое преимущественно для вы" полнения арифметических операций над амплитудами входных аналоговых импульсов, согласно обобщенному алгоритму следующего вида тт

Авых =.Р (Авх ) Это устройство состоит из и каналов, каждый из которых содержит пороговый усилитель, вход которого является входом канала и соответствующим входом устройства, а выход соединен с одним входом логарифмирующего блока, другой вход которого подключен к выходу генератора опорного тока, алгебраический.сумматор, неинвертирующий вход которого подключен к выходу логарифмирующего блока, инвертирующий вход — к выходу порогового усилителя, а выход соединен со входом формирователя показателя степени, выход которого является выходом канала, выходы каналов соединены с соответствующими входами многовходового алгебраического сумматора, выход которого через последовательно соединенные антилогарифмирующий блок, другой вход которого подключен к выходу соответствующего генератора опорного тока, и выходной формирователь, другой вход которого подключен к выходу генерато840940

50 ра тока пьедестала, соединен с выходом устройства, выход антилогарифмирующего блока соединен с дополни= тельным инвертирующим входом многовходового алгебраического сумматора.

Амплитуда выходного сигнала этого устройства с высокой точностью и в широком динамическом диапазоне амплитуд по входам и выходу определяется заранее выбранным алгоритмом обра- 10 ботки согласно формуле (1).

Однако известное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и, следовательно, имеет ограниченную область применения из-за фиксированности значений показателей степени m ° в алгоритме об1 работки в процессе проведения вычислений. В то же время в ряде случает требуется оперативно, т. е. в зависимос- 20 ти, например, от амплитуды специального входного сигнала коррекции или самого входного сигнала изменять веl

Э личину показателя степени в каждом канале. Такая необходимость возникает, 25 в частности, при идентификации и спектрометрии потоков тяжелых заряженных частиц методом ЬŠ— Š— детекторов в широком диапазоне изменения .их масс, зарядов и энергий. 30

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства при сохранении его точности и динамичности диапазона, а именно, обеспечение возможности линейно изменять ве- 35 личину показателя степени в каждом канале в процессе вычислений в зависимости от амплитуды входного сигнала коррекции или одного из самих входных сигналов. 40

Обобщенный алгоритм работы такого устройства должен иметь вид

= П(Л )"" рр" (2

Aвых

1=1 45 где С вЂ” нормирующий алгебраичес1 кий множитель в i-ом входном канале;

А — амплитуда аналогового имкоррпульса на входе коррекции для i-го канала; возможны варианты

А .=А „. или Акоро„=АВ 1 при 1 ), KOPPIE остальные обозначения те же, что в формуле (.1).

Кроме того, целью изобретения является повышение производительности измерений, а именно, обеспечение возможности в пределах одной серии измерений производить вычисления по алгоритмам основного или дополнительного изобретений в зависимости от наличия внешнего сигнала на специальном входе управления. Таким сигналом может случить сигнал от устройства накопления обработанной информации, соответствующий подключению одного из двух секторов его памяти.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве введены двухвходовые аналого-импульсные умножители по числу каналов, дополнительный многовходовый алгебраический сумMRTop и ключевой элемент, причем один вход каждого двухвходового аналогоимпульсного умножителя подключен к выходу алгебраического сумматора соответствующего канала, а другой является входом коррекции показателя степени этого канала, выходы двухвходовых аналого-импульсных умножителей подключены к соответствующим входам дополнительного многовходового алгебраического сумматора, выход которого через ключевой элемент соединен со вторым дополнительным неинвертирующим входом многовходового алгебраического сумматора, управляющий вход ключевого элемента является управляющим входом устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит п входных каналов, каждый из которых содержит пороговый усилитель 1, логарифмирующий блок 2, генератор 3 опорного тока, алгебраический сумматор 4 и формирователь 5 показателя степени

m, а также включает в себя многовходовый алгебраический сумматор 6,антилогарифмируюший блок 7, генератор 8 опорного тока, выходной формирователь 9 и генератор 10 тока пьедестала. Выход порогового усилителя 1 соединен с одним входом логарифмирующего блока 2, к другому входу которого подключен генератор 3 опорного тока, и синвертирующим входом алгебраического сумматора 4,неинвертирующий вход которого подключен к выходу логарифмирующего блока 2, а выход алгебраического сум— матора 4 соединен со входом формирователя 5 показателя степени, выход которого является выходом данного входного канала. Выходы всех входных каналов подключены к многовходовому алгебраическому сумматору 6, вы 840940 ход которого в свою очередь, подключен к одному входу антилогарифмиру ющего блока 7, другой вход которого соединен с генератором 8 опорного тока. Выход антилогарифмирующего блока

7 подключен к неинвертирующему входу многовходового алгебраического сумматора 6 и к одному входу выходного формирователя 9, другой вход которого соединен с генератором 10 тока пьедестала.

Кроме того, устройство содержит и двухвходовых аналого-импульсных умножителей 11, дополнительный многовходовый алгебраический сумматор

12 и ключевой элемент 13, управляющий вход которого является управляющим входом устройства. НеинЙертирующий или инвертирующий характер 1-ro входа сумматора 12 определяет знак нормирующего алгебраического множителя С1 в формуле(2) соответственно плюс или минус. Величина С определяется коэффициентом суммирования для 1-ro входа этого сумматора. Точность реализации линейного закона изменения показателя степени от амплитуды сигнала на входе ко рекции определяется точностью выполнения операции умножения на умножителе 11.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигналов на основных входах и входах коррекции сигнал на выходе устройства равен нулю при любом состоянии на управляющем входе.

Работа устройства при наличии сигналов на основных входах и отсутствии сигналов на входах коррекции, а также при закрытом ключевом элементе 13 аналогична работе устройства по основному изобретению, т.е. амплитуда на выходе 1"го формирователя 5 пропорциональна m . .1п в"", где А—

1 Ао о величина порога усилителя 1. Лмплитуда же сигнала на выходе всего устройства связана с амплитудами сигналов на основных входах соотношением (1), причем величина показателя степени для.i"ãî канала фиксирована и равна в„, что определяется формирователем 5 в этом канале, а его знак — плюс или минус — задается, соответственно неинвертирующим или ин1 вертирующим характером 1-го входа сумматора 6.

При одновременном поступлении сигналов на i-ый основной вход и 1-ый вход коррекции на выходе умножителя

11 формируется сигнал с амппитудой, 5 пРопоРциональной A oppi l n А

Ао

На выходе сумматора 12, а также на неинвертирующем входе сумматора 6 после ключевого элемента 13 при усло вии, что последний открыт, амплитуда этого сигнала изменяется в С раэ.

Совместное действие выходных сигналов с элемента 13 и формирователя 5 соответствует воздействию на вход сумматора 6 сигнала с эквивалентной амплитудой, пропорциональной (m +C„. хА„„рр,.)- 1ь . В результате на выАвх1

Ао ходе устройства формируется сигнал с амплитудой, равной (A g<<) jAgPppj.gp одновременном поступлении сигналов на

20 все входы устройства и при открытом ключевом элементе 13 эквивалентная суперпозиция входных сигналов сумматора 6 пропорциональна

Авх1

? (<<+< АкоРР ) А

1=1 о

При этом амплитуда сигнала на выходе всего устройства соответствует требуемому алгоритму обработки (2 )

30 Обеспечение с помощью внешнего сигнала управления режимов закрытого или открытого ключевого элемента 13 в пределах одной серии измерений позволяет в первом случае проводить вычисления по алгоритму (1 ) и во второмпо алгоритму (2 ). Это вдвое повышает производительность сравниваемых измерений в обычных экспериментах, а также позволяет, используя периоди40 ческое переключение режимов работы ключевого элемента 13, обеспечить единство таких измерений в длительных экспериментах с нестационарными физическими процессами (например, с

45 короткоживущими радиоактивными ис точниками).

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигнуто расширение функциональных воэможностей и повьппение

50 производительности измерений.

Формула изобретения

Многоканальное аналого-импульсное вычислительное устройство по авт. св. 576575, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения воэможности изменения величины показателя степени в каждом ка840940 нале в процессе вычислений и повышения производительности, в него вве.дены двухвходовые аналого-импульсные умножители по числу каналов, дополнительный многовходовый апгебраический сумматор и ключевой элемент, причем один вход каждого двухвходового аналого-импульсного умножителя подключен к выходу алгебраического сумматора соответствующего канала, а другой является входом коррекции показателя степени этого канала, выходы двухвходовых аналого-импульсных умножителей подключены к соответствующим входам дополнительного многовходового алгебраического. сумматора, выход которого через ключевой элемент соединен со вторым дополнительным неинвертирующим входом многовходового алгебраического сумматора, управляющий вход ключевого элемента является управляющим входом устройства.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 576575, кл. G 06 G 7/12, 1975 (прототип).

840940

Составитель И. Шелипова

Редактор Н. Пушненкова Техред H.Áàáóðêà Корректор Г. Решетник

Заказ 4769/74 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5.Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4