Устройство для регистрации однократных процессов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„,>959147 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.01.81 (21) 3239173/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.3

G 09 G 3/28

Гееудлрстеелнмй кемлтет

Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.82 (53) УДК 681.327 (088.8) пю делам кзебретеник к еткрмтий

А. М. Беркутов, И. П. Гиривенко, М. Н. Дворецкий, М. И. Ефимчик, А. В. Кожухов, В. А П и Е. М. Прошин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в любой другой области (радиотехнике, медицине, сейсмотехнике и др.), где исследуемые процессы носят однократный или редко повторяющийся характер.

Известно устройство для цифрового измерения и регистрации однократных процессов малой длительности, содержащее последовательно соединенные датчик, измерительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, счетчик времени, генератор тактовых импульсов, блок управления, элемент И, триггер, блок управления, блок начала регистрации (1).

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения при исследовании отдельных, небольших по длительности участков сигнала.

Известно устройство для индикации, которое содержит газоразрядную панель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, компаратор, коммутатор, два триггера элементы И и ИЛИ (2).

Недостатком данного устройства является невозможность записи характерны х участков сигнала.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, распределитель, блок индикации (3).

Недостатком этого устройства является невозможность регистрации выбранного отдельного участка процесса.

Целью изобретения является повышение точности устройва при исследовании отдельных участков процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно сое)5 диненные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и первый элемент И, выход которого является выходом устройства, первый коммутатор, выход которого соединен с первыми входами блока памяти и блока индикации, генератор импуль2о сов, первый выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, а второй выход — со вторыми входами первого коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, первый триггер, первый выход

959147

3 которого соединен со вторым входом первого элемента И, с третьим входом первого коммутатора и со вторым входом блока памяти, второй выход первого триггера соединен с четвертым входом первого коммутатора и третьим входом блока памяти, вход усилителя является первым входом устройства, введены блок переключения, последовательно соединенные элемент ИЛИ, регистр, арифметико-логический блок, второй коммутатор и первый формирователь импульсов и последовательно соединенные второй элемент И и третий коммутатор, счетчик и второй триггер, второй формирователь импульсов и четвертый коммутатор, выход которого соединен.с первым входом первого триггера, с четвертым входом блока памяти и третьим входом блока индикации, второй вход четвертого коммутатора соединен с выходом счетчика, третий вход — с выходом первого формирователя импульсов, четвертый вход — с первым выходом блока переключения, второй выход которого соединен со вторым входом третьего коммутатора, а третий выход — со вторыми входами арифметико-логического блока и второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы счетчика и второго триггера и второй вход элемента ИЛИ являются вторым входом устройства, второй выход генератора импульсов соединен со вторым входом второго элемента И и третьим входом третьего коммутатора, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, второй вход регистра и третий вход арифметико-логического блока соединейы с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, выход второго триггера соединен со входом второго формирователя импульсов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — диаграммы работы.

Устройство содержит усилитель 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок памяти 3, блок индикации 4, выполненный в виде матричной панели, первый элемент И 5, элемент ИЛИ 6, регистр 7, арифметико-логический блок (АЛБ) 8, второй коммутатор

9, первый формирователь импульсов 10, генератор импульсов 11, первый коммутатор 12, второй элемент И 13, третий коммутатор 14, счетчик 15, второй триггер 16, первый триггер 17, блок переключения 18, второй формирователь импульсов 19, четвертый коммутатор 20.

Совокупность элементов 6 в 10, 13 — 16 и 18 — 20 образует блок анализа процесса и формирования импульса синхронизации по выбранному признаку (БАС) 21.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на вход усилителя 1, масштабируется, проходит через

1О

25 зо

4 аналого-цифровой преобразователь 2 и в виде кода подается на блок памяти 3. Одновременно этот же код подается на БАС, откуда импульс синхронизации подается на вход установки нуля счетчика адреса в блоке 3 и счетчика-распределителя в блоке индикации 4, на первый триггер 17, который управляет режимом записи и воспроизведения, устанавливая режим записи в блок 3 с частотой записи, поступающей с генератора 11 через коммутатор 12 на счетный вход счетчиков (не показан) в блоках 3 и 4.

После записи N кодов сигнала (N — количество слов в блоке 3, равное емкости счетчика в блоке 4) импульс переполнения счетчика блока 4 опрокидывает триггер 17, который разрешает режим воспроизведения информации, запомненной в блоке 3 на экране блока 4, одновременно разрешая вывод информации через элемент И 5 на документирование.

С помощью данного состава и соединений БАС можно реализовать следующие. виды синхронизации по признакам: 1) каждый максимум, 2) каждый М-ный максимум, 3) М-ный максимум, 4) глобальный максимум на отрезке времени от момента «Готов» до текущего момента, 5) каждый минимум, 6) каждый М-ный минимум, 7) М-ный минимум, 8) глобальный минимум на отрез ке времени от момента «Готов» до текущего момента.

1. Синхронизация каждым максимумом (фиг. 2 а, б, в, г). С помощью блока переключения 18 управляющий вход АЛБ 8 выбирает арифметическую функцию А-В-1 или для нашего случая А1+ — А1 — 1, сигнал с выхода сравнения АЛБ 8 поступает на прямой вход коммутатора 9 и через первый формирователь импульсов 10 поступает на коммутатор 20, управляющий сигнал с блока переключения 18 разрешает прохождение этого сформированного импульса синхронизации на управляющую часть устройства.

Блок переключения 18 разрешает. также постоянное прохождение частоты записи с генератора импульсов 11 через коммутатор 14 на элемент ИЛИ 6. Эта частота записи подается с элемента ИЛИ 6 на регистр 7.

Для определенности положим, что в момент прихода сигнала «Готов» в регистр 7 записывается код А1, в момент времени

tq + Ь t (t — момент времени, соответствующий сигналу «Готов», Ь t = /f д — период записи) происходит сравнение A;+ — А1—

1, в момент времени t, + Л t 2 происходит сравнение А;+ — А;, — 1. На фиг. 2 а показан входной сигнал, на фиг. 2 б — выход сравнения АЛБ 8, на фиг. 2 в — импульс со схемы формирователя 10, он же импульс синхронизации. На фиг. 2 г показана диаграмма работы устройства во время записи и воспроизведения.

2. Синхронизация каждым М-ным максимумом. Отличие от случая 1 заключается

959147

Т2

В=—

«2

Формула изобретения

5 в том, что через коммутатор 20 проходит импульс не с формирователя импульсов 10, а со счетчика 15. По каждому М-ному. максимуму производится перезапись. На фиг. 2 д показаны импульсы со счетчика 15, на фиг. 2 е — режим работы устройства.

3. Синхронизация М-ным максимумом.

Отличие от случая 1 заключается в том, что через коммутатор 20 проходит импульс не с формирователя импульсов, а сформированный импульс с триггера 16. Отличие от предыдущего случая заключается в.том, что после первого М-ного импульса перезаписи не будет до поступления сигнала «Готов».

4. Синхронизация глобальным максимумом. Отличие от случая 1 заключается в том, что через коммутатор 14 проходит частота записи с генератора импульсов через элемент И, управляемая от АЛБ 8. На фиг. 2 ж показаны импульсы с АЛБ 8, на фиг. 2 з— импульсы с формирователя импульсов 10, на фиг. 2 и — режим работы устройства.

5. Синхронизация каждым минимумом.

Отличие 5 случая от 1, 6 от 2, 7 от 3, 8 от 4 заключается в том, что через коммутатор 9 проходят инвертированные импульсы с АЛБ 8. Временные диаграммы показаны на фиг. 3. Фиг. 3 б, в, г относятся к 5 случаю, фиг. 3 д — к 6 случаю, фиг. 3 ж, з, и — к 8 случаю.

Эффективность использования предложенного устройства зависит от соотношения длительности исследуемого участка сигнала и длительности всего сигнала. Так, например, пусть сигнал Ug(t), ожидаемый на интервале Т, имеет длительность 7, а длительность исследуемого участка равна 7o.

Без применения синхронизации в память записывается весь участок Т. Частота дискретизации при этом .равна f < — — N/Т, где

N — количество ячеек памяти. В предложенном устройстве для регистрации выделяется лишь участок . При этом частота дискретизациии f> „— N/ io . Анализ показывает, что выигрыш в точности регистрации равен

Таким образом, с уменьшением длительности характерного участка сигнала увеличивается выигрыш в точности, т. е. существенно уменьшается погрешность измерения параметров на отдельных участках сигнала.

Устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и первый элемент И, выход которого является выхо5 0

Зо

55 дом устройства, первый коммутатор, выход которого соединен с первыми входами блока памяти и блока индикации, генератор импульсов, первый выход которого соединен

1 с первым входом первого коммутатора, а второй выход — со вторыми входами первого коммутатора и аналого-цифрового преобразователя, первый триггер, первый выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с третьим входом первого коммутатора и со вТорым входом блока памяти, второй выход первого триггера соединен с четвертым входом первого коммутатора и третьим входом блока памяти, вход усилителя является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок переключения, последовательно соединенные элемент ИЛИ, регистр, арифметико-логический блок, второй коммутатор и первый формирователь импульсов и последовательно соединенные второй элемент И и третий коммутатор, счетчик и второй триггер, второй формирователь импульсов и четвертый коммутатор, выход которого соединен с первым входом первого триггера, с четвертым входом блока памяти и третьим входом блока индикации, второй вход четвертого коммутатора соединен с выходом счетчика, третий вход — с выходом первого формирователя импульсов, четвертый вход — с первым выходом блока переключения, второй выход которого соединен со вторым входом третьего коммутатора, а третий выход — со вторыми входами арифметико-логического блока и второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы счетчика и второго триггера н второй вход элемента ИЛИ являются вторым входом устройства, второй выход генератора импульсов соединен со вторым входом второго элемента И и третьим входом третьего коммутатора, выход которого соединен со вторым входом элемента

ИЛИ, второй вход регистра и третий вход арифметико-логического блока соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, выход второго триггера соединен со входом второго формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автор с кое с видетел ьство СС С P № 373695, кл. G 04 Р 11 08, 1971.

2. Коннели Гормон. Простая система для цифровой регистрации данных импульсного эксперимента по изучению кинетики химических реакций. — «Приборы для научных исследований», 1972, № 8.

3. Авторское свидетельство СССР № 525977, кл. G 06 К 15/18, 1974 (прототип) .

959147

//х

"ги .2

//х

Pill 3

Составитель А. Воронина

Редактор О. Персиянцева Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 6800/69 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4