Устройство для регистрации однократныхпроцессов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25. 12. 78 (21) 2700934/18-24,3

Си)Уй. Кл

G 09 G 3/20 с присоединением заявки И— (23) Приоргтет

1 ощдорстееннвй квинтет

СССР оо делам нзобретеннк и открытой

Опубликовано 30. 06. 81, Бюллетень лй24

Дата опубликования описания 30. 06.81 (53) УДК681. . 327 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.И. Беркутов, И.П. Гиривенко, М.Н. Двор

Е.И. Прошин и Д.И. Колядко (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЧ. РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Предлагаемое изобретение относит ся к информационно-измерительной тех" нике и может быть использовано также в радиотехнике, электронике, медицине, сейсморазведке, химии и т,д., где исследуемые процессы носят кратковременный редкоповторяющийся характер.

Известны устройства для индикации, содержащие последовательно соединенные АЦП, коммутатор, блок па30 мяти, дешифратор, газоразрядную панель, распределитель импульсов переключения панели, кроме того, содержащие компаратор, триггеры, эле15 менты И и элементы ИЛИ. Это устройство позволяет записывать информацию, предшествующую импульсу синхронизации, который выбирается в зависимости от опорного уровня гомпаратора (1.1.

Известна простая система для цифровой регистрации данных импульсного эксперимента по изучению кинетики химических реакций; которая содержит последовательно соединенные усилитель, АЦП, коммутатор, блок управления и блок индикации 123.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регистратор однократных процессов1 который содержит последовательно соединенные датчик, усилитель, АЦП, блок памяти, индикаторную панель, счетчик развертки, компаратор, триггер, элемент И, генератор тактовых импульсов, блок управления ГЗ).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и индикаторную панель, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым счетчиком, первый выход — со вторым вхо25

3 84293 дом блока памяти, а второй выход— с первым входом генератора импульсов, третий вход блока памяти соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго триггера, с третьим входом блока управления и первым входом первого счетчика, а второй вход триггера соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен

-"o входом усилителя, который является первым входом устройства, второй вход компаратора соединен со вторым входом устройства, блок формирования маркера, вход которого соединен с выходом первого элемента И, и вторым входом первого счетчика введены второй и третий элементы И, второй счетчик и последовательно соединенные RS-триггер, четвертый элемент

И третий счетчик и дешифратор, пер5 вый вход второго элемента И соединен с третьим выходом блока управления, второй вход — с выходом первого элемента И, третий вход со вторым входом третьего элемента И и третьим входом устройства, первый 30 вход третьего элемента И соединен с выходом второго триггера, а третий вход — с выходом второго счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, второй вход — с выходом второго элемента И, первый выход блока формирования маркера соединен со вторым входом генератора импульсов, третьим входом второго счетчика и S-входом RS-триггера и входом установки в 0 третьего счетчика, второй выход блока формирования маркера соединен с третьим входом генератора импульсов и R-входом RS-триггера, выход дешифратора соединен с четвертым входом генератора импульсов, а вход .с выходом третьего элемента И, вторым входом второго триггера и третьим входом первого счетчика. 50

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2— диаграммы работы.

Устройство содержит усилитель 11 аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 памяти, индикаторную панель

4, второй счетчик 5 (реверсивный), генератор 6 импульсов, блок 7 управления, (развертки), первый счет6 ф чик 8, компаратор 9,, первый триггер 10, первый элемент И ll, блок

1 формирования маркера, состоящий из счетчиков 13 и 14, блоков 15 и

16 сдвига, делителей 17 и 18 частоты и одновибраторов 19 и 20, второй триггер

21, третий элемент И 22, второй элемент И 23, RS-триггер 24, четвертый элемент И 25, третий счетчик

26 и дешифратор 27, первый 28, второй 29, третий 30 (" Готов" ), четвертый 31 (" Синхронизация маркером" и пятый 32 входы устройства, кнопку 33.

Устройство работает следующим образом.

Четвертый вход устройства в режиме записи всего сигнала ("Синхронизирующая маркером") отключен. В момент достижения входным сигналом уровня

Uo(фиг. 2а) срабатывает компаратор

9 и, переводя триггер 10 в единичное состояние, разрешает прохождение импульсов с генератора 6 импульсов через первый элемент "И" 11 на первый счетчик (развертки) 8. При этом, сигнал, усиленный усилителем

1, кодируется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 2 и записывается в блок 3 памяти. В момент времени ts (фнг. 2а ) блок памяти заполнен. Об. этом говорит импульс переполнения счетчика 8 развертки. Этот импульс поступает на блок 7 управления, который переводит устройство в режим отображения. На экран индикаторной панели 4 будут выводиться кодированные значения сигнала с блока памяти. Таким образом, на экране индикаторной панели 4 отобразится процесс, подобный представленному на фиг. 2д.

Участок сигнала, необходимый для более подробного исследования, вьщеляется при помощи маркеров. Для этого оператор с помощью блока 12 формирования маркеров подводит маркеры к началу и концу интересуемого участка. Маркер — ярко светящаяся на осциллограмме (точки А и Б на фиг. 2). Они формируются методом яркостной модуляции следующим образом. В режиме отображения коды ординат процесса выводятся из блока

3 памяти на матричную индикаторную панель 4, подключая тем самим соответствующую горизонтальную шину панели к одному полюсу источника питания.

Развертка осуществляется с помощью счетчика 8 развертки, в соответствии

О

В режиме просмотра отдельного участка сигнала (например, участок сигнала между точками А и Б) оператор подает команду (" Синхронизация маркером") на четвертый вход устройства и нажимает кнопку 33 "Готов 1

При этом исследуемый сигнал вновь усиливается, кодируется и записывается в память с момента достижения уровня Uo. Интервал дискретизации выбран таким же, как и в режиме выбора нужного участка. При подключенном (Синхронизация маркером") четвертом входе открыт элемент И 23, н сигнал тактовой частоты будет

35 поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 5. В момент прихода на реверсивный счетчик N импульса он примет исходное состояние (нулевое). Это состояние говорит о том, 4О что на блок 3 памяти вновь поступает информация, следующая после момента t N (точка А). Так как участок сигнала от точки А до точки Б необходимо рассмотреть подробнее, то

45 дпя этого необходимо увеличить частоту. дискретизации с выхода генератора 6 импульсов в соответствии с длительностью участка А-Б и осуществить запись информации в блок 3 памяти

50 начиная с момента tg, Импульс, соответствующий исходному состоянию ревер сивного счетчика 5, выделяется в нем и, проходя элемент И 22, поступает на установочный вход нуля счетчи55 ка 8 развертки и переводит его в ну. левое состояние, стирая предыдующую информацию. С этого момента начинается запись информации кодов участка Л-Б). Одновременно этим сигналом

5 8 с кодом которого подключается определенная вертикальная шина панели к противоположному полюсу источника питания. В результате светящаяся точка в перекрестии подключенных шин перемещается по панели в соответствии с формой входного сигнала, Каждому положению точки соответствует код на выходе блока 3 памяти и сос- . тояние счетчика 8 развертки. Счетчик 8 развертки переключается с частотой генератора. 6 импульсов синхронно и синфазно со счетчиками 13 и 14 блока 12 формирования маркером. Импульс переполнения с выхода счетчика 13 (14) сигналов запускает одновибратор 19, который запрещает выдачу с частотой 1 с выхода генератора 6 импульсов. В результате этого точка на изображении в этот момент светится в несколько раз дольше остальных, поэтому яркость этой точки оказывается значительно выше соседних. Время горения яр кой точки (первого маркера) определяется длительностью импульса (импульс запрета) с выхода 19 одновибратора. Для перемещения вправо neptl вого маркера нажимается кнопка Вправо", подающая команду сдвига на блок

15 сдвига. В результате этого через. фазосдвигающий блок пропускается один период сигнала с частотой f с выхода элемента И 11 на первый счетчик 13 блока 12 формирования маркеров. Таким образом, состояние счетчика 8 развертки опережает состояние счетчика 13 на единицу, а ярко подсве ченная точка процесса перемещается вправо на одну ординату. Следующий импульс с выхода счетчика 13 передвигает точку еще на одну ординату и т.д. Делитель 17 частоты служит для снижения скорости движения подсвеченной точки (маркера). Для перемещения влево первого маркера нажимается кнопка "Влево", подающая команду сдвига на блок 15 сдвига. .В результате этого при поступлении импульса с выхода счетчика 13 через делитель 17 в блоке 1 сдвига добавляется один импульс с последовательность импульсов, следующих с частотой f элемента И 11. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 13. В результате такой расфазировки состояний счетчиков 13 и счетчика 8 развертки ярко подсвеченная точка перемещается по

42936 6 изображению справо налево. Аналогичным образом формируется и перемещается второй маркер. При формировании второго маркера участвуют второй счетчик 14, блок 16 сдвига, делитель 18 частоты, одновибратор

20 блока формирования маркеров 12.

Импульс запрета, который формирует первый маркер, поступает на генератор 6 импулсов, а также на реверсивный счетчик 5. С приходом этого импульса запрета запрещается счет импульсов счетчиком 5, т.е. происходит запоминание кода первого маркера. Необходимо заметить, что при отображении информации реверсивный счетчик 5 и счетчик развертки 8 работают синхронно.

7 84293 разрешается выдача кода длительности участка, который необходимо отобразить. более подробно. Этот код с выхода дешифратора 27 поступает на генератор 6 импульсов, увеличивая частоту на его выходе в К раз, Коэффициент умножения К определяется дешифратором 27 в соответствии с кодом на выходе счетчика 26. Счетчик

26 определяет число отсчетов (число ординат), хранящихся в блоке

3 памяти между двумя маркерами (точки

А и Б). Для этого в режиме выбора участка АБ, при установке маркеров в точки А и Б происходит определение длительности участка. Для чего оператор перемещает маркеры в крайние точки интересуемого участка (А и Б) как было сказано выше. В . результате этого, с приходом им- 20 пульса запрета с первого одновибратора 19 момент точки А (первый маркер) на вход установки в "1" R-S триггера он опрокидывается и разрешает прохождение импульсов воспроизведения частотой f> через элемент И 25 на счетчик 26. С приходом второго импульса запрета — второго маркера с одновибратором 20 (конец участка — точки Б) на вход установки в "0" Й-S триггера пос— ледний запрещает прохождение импульсов частотой ГВ через элемент

И 25 на счетчик 26. Таким образом, на счетчике 26 зафиксируется код числа дискретных остчетов сигнала между точками А и Б. Этот код через дешифратор 27 выдается на генератор

6 импульсов в момент времени (т.е. при начале записи подробно

40 участка А и Б), изменяя его частоту в соответствии с длительностью участка А и Б. Так, например, если число отсчетов между маркерами в режиме просмотра равно десяти, а 45 число точек процесса, которые можно вывести на экран равно 100, то для более детального изучения участка сигнала осуществляется повторная запись участка сигнала, начиная 50 с момента t (фиг. 2) . При этом сигналом с выхода дешифратора 27 увеличивается частота дискретизации генератора импульсов в десять раз.

Следовательно, в блок 3 памяти запишется сто отсчетов сигнала, начиная с момента t . После записи эти сто дискретных значений все выВодятся, на устройство отображения

8 фиг, 2 . Это дает возможность более детально изучить участок сигнала.

В этот момент (фиг. 21) счетчик 8 развертки выдает импульс переполнения на блок 7 управления, который переводит устройство в режим отображения информации. На экране отобразится процесс, подобный фиг. 25.

Если возникла необходимость более детального изучения участка сигнала на отрезке А-Б, то оператор подводит маркеры к интересуемому участку и вновь нажимает кнопку 33 "Готов".

При этом устройство зарегистрирует и отобразит новый участок сигнала.

Триггер 21 предназначен для устранения генерации в схеме. С приходом. импульса с выхода И 14 он переводится им в нулевое состояние и запрещает прохождение других на установочный вход нуля счетчика 8 раз- вертки. Таким образом, осуществляется многократное, по желанию оператора, увеличение интересуемого участка для более детального и точного его исследования.

Формула изобретения .Устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и индикаторную панель, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым счетчиком, первый выход — со вторым входом блока памяти, а второй выход — с первым . входом генератора импульсов, третий вход блока памяти соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго триггера, с третьим входом блока управления и первым входом первого счетчика, а второй вход первого триггера соединен с выходом компаратора, первый в сод которого соединен со входом усилителя, который является первым входом устройства, второй вход компаратора соединен со вторым входом устройства, блок формирования маркера, вход которого соединен с выходом первого элемента И и

9 8429 вторым входом первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства,в него введены второй и третий элементы И, второй счетчик, и последовательно соединенные RS-триггер, четвертый элемент И, третийв счетчик и дешифратор, первый вход второго элемента И соединен с третьим выходом блока управления, второй вход — с выходом первого элемента И, третий вход — со вторым входом третьего элемента И и третьим входом устройства, первый вход третьего элемента И соединен с выходом второго триггера, а третий вход — с выходом второго счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, второй вход — с выходом второго элемента И, первый выход блока формирования маркера соединен со вторым входом генератора импульсов, третьим входом второго счетчика, с S-входом

36 10

RS-триггера и входом установки в "0" третьего счетчика, второй выход блока формирования маркера соединен с третьим входом генератора импульсов и R-входом RS-триггера, выход дешифратора соединен с четвертым входом генератора импульсов, а вход — с выходом третьего элемента И, вторым входом второго триггера и третьим входом первого счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР, кл. С 06 K IS/18, 1976.

2. Гормон, Коннели. Простая система для цифровой регистрации данных импульсного эксперимента по изучению кинетики химических реакций.-"Приборы для научных исследований", 1972

В 8, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 373635, кл. G 04 F, 1971 (прототип).

842936

Составитель А. Воронина

Редактор Ю. Середа Техвед 3. Фанта . Кооректоо М. Демчик

Заказ 5116767 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И 3035 Москва а3-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4