Устройство для отображения информации Советский патент 1984 года по МПК G06F3/14 

Изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано в устройствах визуального отображения информации.

Известно устройство для отображения информации, фиксирующее только суи(ественные (отличаюи1иеся) значения отображаемой величины, содержащее блоки индикаторов, элемс-нтов И и ИЛИ генератор импульсов, счетчик и элемент И lj .

Данное устройство отличается недостаточной достоверностью отображения так как в нем возможны потери служебной информации, связанные с переполнением счетчика, имеющего конечную емкость, и сложно, что снижает его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для отображения информации, содержащее блок индикаторов, один вход которого соединен с блоком элементов ИЛИ, другой - с блоком элемента И, последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, другой вход которого подключен к одному входу блока индикаторов выход - к одним входам блока элеме)тов И, вход регистра сдвига соединен с одним входом блока индикаторов, выходы - с другими входами блока элементов И, одни входы блока селекции по времени подключены к выходам блока квантования сигналов по уровню, другие - к выходу генератора импульсов, выходы - к входам блока элементов ИЛИ 2 .

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности отображения информации; устройство непригодно для отображения сигналов, длительность которых превосходит емкость счетчика, что ведет к потере служебной информации, поскольку счетчик в устройстве имеет конечную емкость и при достаточно медленном изменении отображаемого сигнала он переполняется, при этом возможна потеря части служебной инфо мации; характеризуется- недостаточной точностью отображения из-за наличия в блоке селекции линий задержки, ограничивающих период регистрации отображаемого сигнала; в процессе эксплуатации параметры пороговых элементов блока квантования сигналов по уровню могут изменяться, что

приводит к изменению уставок данных элементов, и соответственно к погрешностям в определении значений отображаемого сигнала в определенные моменты времени. При контроле многих технологических процессов требуется знат интервал времени, пропорциональный числу измерений между зарегистрированными существенными значениями входной величины. В известном устройстве для определения данного интервала времени требуется реализовать дополнительные математические операции что снижает его быстродействие.

Цель изобретения - повьш)ение быстродействия и точности отображения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для отображения информации, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, регистр сдвига, выходы которого соединены с входами первой группы блока индикаторов, элемен задержки, первый элемент-ИЛИ, в него введены аналого-цифровой преобразователь блок памяти, блок сравнения, второй элемент ИЛИ, дешифратор и второй блок элементов И, входы первой группы которого соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, входы второй группы - с выходами регистра сдвига, выход первого элемента ИЛИ соединен с входамитретьих групп блоков элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с-входом счетчика, выход которого соединен с входом i дешифратора, выход которого соединен с входами второй группы первого блока элементов И, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора импульсов, а выход с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход - с выходом блока памяти, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока памяти и первым

входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, выходы второго блока элементов И соединены с входами второй группы блока индикации, вторые входы регистра сдвига и второго элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым входами устройства. а третий вход блока памяти - треть им входом устройства, второй вход аналого-цифрового преобразователя является четвертым входом устройства. . На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график зависимости отображаемого сигнала от времени (закрашенные квадраты . являются отображаемыми существенными значениями входного сигнала с ус ранением избыточных данных при емкости счетчика, равной «6 единицам) на фиг. 3 - таблица показаний индик торных элементов без устранения из быточных данных при бесконечной емкости счетчика; на фиг. 4 - то же, с устранением избыточных данных при емкости счетчика, равной 5 единицам на фиг. 5 - то же, при бесконечной емкости счетчика. Устройство для отображения инфор мации (фиг. 1.) содержит аналого-циф ровой преобразователь (АЦП) 1, блок памяти 2, блок сравнения 3, генератор импульсов 4, счетчик 5, регистр сдвига 6, дешифратор 7, блок индика торов 8, блоки элементов И 9, 10, элементы ИЛИ 11, 12, элемент задерж ки 13, элемент И 14, шины установки начальных значений (первый-третий входы устройства) 15-17, четвертый (информационный) вход устройства 18 На фиг. 2 обозначено: U - величи на погрешности АЦП, Т( - период кван тования отображаемого входного сигна f f 1 ла по времени ( f - частота выходного сигнала генератора импульсов) . АЦП 1 предназначен для преобразования значения входного сигнала X(t) в определенный момент времени, определяемый моментом подачи сигнала с выхода генератора импульсов 4, с погрешностью t в цифру, представленную в определенном коде. Блок индикаторов 8 состоит из дву столбцов по m индикаторных элементов или по m запоминающих элементов в каждом столбце. Блок сравнения 3 предназначен для сравнения сигналов с выходов АЦП 1 и блока памяти 2, выраженных в опред ленном цифровом коде. Если данные сигналы равны между собой, то выходной сигнал блока сравнения 3 равен нулю. Если сигналы не равны между .собой, то выходной сигнал блока сравнения 3 равен единице. Дешифратор 7 преобразует число тактовых импульсов, сосчитанных счетчиком 5 в интервале времени )) (к, - t) ( k 0; 1; 2, ... tp 0), в определенный цифровой код. Здесь tt, t k;, - моменты времени появления существенных сигналов с выхода элемента ИЛИ 11. Таким образом, число К равно числу измерений после предыдущей регистрации существенного значения входного отображаемого сигнала, или число К равно числу импульсов с выхода генератора импульсов, поступающих на вход счетчика 5 после регистрации предьщущего существенного значения входного сигнала. Затем число К в определенном цифровом коде высвечивается на j-м (j 1, In) индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8. Здесь j - общее количество существенных значений входного сигнала. Технический номер j определяется при помощи регистра сдвига 6 и блока элементов И 9 количеством импульсов, появляющихся на выходах элемента ИЛИ 11. На j-м индикаторном элементе первого столбца блока индикаторов 8 высвечивается в определенном цифровом коде значение отображаемого входного сигнала X(t) в момент времени t . Если отдельно изменяются значения сигнала X(t) или параметра t, то показания блока индикаторов 8 не изменяются. Если одновременно изменяются параметр t и значение сигнала X(t), то эти существенные значения высвечиваются на соответствующих индикаторных элементах блока индикаторов 8 при условии, что К , - емкость счетчика 5. Если К Kppg, при t t, то на соответстBywujjix индикаторных элементах блока индикаторов 8 высвечиваются выраженные в определенном цифровом коде число Кг,рдд и значение сигнала X(t). Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии сигналом по шине 16 через элемент ИЛИ 2 устанавливают содержимое счетчика 5 в нулевое состояние. Вызодной сигнал счетчика 5 через дешифратор 7 подается на вторые входы элементов И блока элемента И 9. Сигналом по шине 17 устанавливают содержимое блока памятй 2 в нулевое состояние, сигналом по шине 15 записывают в регистр сдви га 6 единицу. Выходной сигнал первого разряда регистра сдвига 6 подается на третьи входы первых соответствующих элементов И блоков И 9, 10. В момент времени t. О генератор импульсов 4 подает импульс на соответствующие входы АЦП 1, блока сравнения 3 и счетчика 5. В счетчик 5 запишется единица. Выходной сигнал АЦП 1 при t t,-X(t) « О подается на сответствующие входы блока памяти 2, блока сравнения 3 и блока элементов И 10. Выходной сигнал АЦП 1 и нулевой сигнал блока памяти 2 в момент времени t t| подаются на соответствующие входы блока сравнения 3. Пусть сигналы АЦП 1 и блока памяти 2 не равны между собой, тогда на выходе блока сравнения 3 появляется сигнал, который подается на второй вход блока памяти 2 и на первый вход элемента ИЛИ 11. При этом в блок памяти 2 записывается выраженное в определенном цифровом коде значение отображаемого сигнала при t t - X(t,). Выходной сигнал элемента ИЛИ 11 подается на вход линии задержки 13 и на первые входы элементов И блока элементов И 9, 10, на вторые и третьи входы которых поданы сигналы с соответствующих выходов регистра сдвига 6 и дешифратора 7. Выходной сигнал первых элементов И блока элементов И 10 подается на пер вый индикаторный элемент первого столбца блока индикатора 8. Выходной сигнал первых элементов блока элемен тов И 9 подается на первый ннйикатор ный элемент второго столбца блока иидикаТоров 8. На первом индикаторном элементе первого столбца блока индикаторов 8 высвечивается число, равное X(t, ), а на первом индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8 высветится число, равное содержимому счетчика 5. Через время , равное времени задержки линии задержки 13, появится сигнал на ее выходе, который подается; на вход регистра сдвига 6, в котором возбузедается вторая ячейка и через элемент ИЛИ 12 на вход установки счетчика 5 в нулевое состояние Рассмотрим момент времени t t У t .В счетчике 5 записано число, пропорциональное интервалу времени t2 - ti. Пусть при t t, X(t2) X(t,). При t t2 блок сравнения 3 сравнивает выходные сигналы блока памяти 2 X(t) и АЦП 1 X(t2). Так как X(t) XCtg), выходной сигнал блока сравнения 3 равен нулю. Поэтому содержимое блока памяти 2 не изменилось. В блоке индикаторов 8 значение X(t2) и (tg- t() не отображено. Рассмотрим момент времени t t t2 и X(t) 5 X(t). В момент времени t t с выхода генератора импульсов 4 подается сигнал на соответствующие входы АЦП 1, блока сравнения 3 и счетчика 5. В счетчик 5 запишется число импульсов, пропорциональное интервалу времени t - t. Выходной сигнал АЦП 1 при t toXCtj) подается на соответствующие входы блока памяти 2, блока сравнения 3 и блока элементов И 10. В момент времени t ta на третий вход блока сравнения 3 подается сигнал с выхода блока памяти (ti) Так как сигналы АЦП 1 и блока памяти 2 не равны между собой, то на выходе блока сравнения 3 появится сигнал. В итоге в блок памяти 2 запишется значение X(t), на втором индикаторном элементом элементе первого столбца блока индикаторов 8 высветится число, равное XCtj) , а на втором индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8 высветится число, пропорциональное разности t - t), содержимое счетчика 5 устанавливается равным нулю.. Рассмотрим момент времени t (-5 2,3 ...). Пусть в интервале времени о t -9-1 (t-i-1 Момент времени последнего появления сигнала: а выходе элемента ИЛИ 11, приводящего к отображению в блоке индикаторов значений t и X(t,j.i ), значение тображаемого сигнала H(t) р.авно (t- ), но длина интервала времеи С соответствует максимальному одержанию счетчика 5). При этом повляется сигнал на выходе элемена И 14, который через элемент ИЛИ 11 одается на соответствующие входы инии задержки 13 и блоков элементов 9 и 10. Выходной сигнал дешифратоа 7 при этом подается также на соотетствующие входы блока элементов И 9. В итоге на j-м индикаторном элемене первого столбца блока индикаторов

8 высветится число, равное Х( ) , . а также j-м индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8 высветится число, пропорциональное величине 2 , а содержимое счетчика 5 устанавливается равным нулю (например, на фиг. 4 это значение соответствует Ху 7 при Knpg 5). Здесь j - число зафиксированных в интервале времени 0 t;j, существенных значений функции в блоке индикаторов 8.

На фиг. 2 в качестве примера приведен график зависимости входного отображаемого сигнала X(t) от времени. Заштрихованы те клетки, значения входного сигнала в которых с точностью до U будут отображены в

блоке индикаторов с учетом того, что емкость счетчика равна 5 единицам. Сравнивая данные 4, приведенные в таблицах на фиг. 3, 4, можно отметить, что при отображении входного сигнала без исключения избыточных данных требуется 22 показания, а с исключением - 6 показаний.

Таким образсж, с введением в устройство аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, блока сравнения, дешифратора,, второго блока элементов И и второго элемента ИЛИ и связей между ними н другими блоками исключаются потери служебной информации; повьшается быстродействие и точность отображения сигнала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, регистр сдвига, выходы которого соединены с входами первой группы первого блока элементов И, выходы которого соединены с входами первой группБ блока индикаторов, элемент задержки, первый элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, блок сравнения, второй элемент ИЛИ, дешифратор и второй блок элементов И, входы первой группы которого соединены с выBi -003 1 Ajj. ;.:: f trv:,-, ; ходом аналого-цифрового преобразователя, входы второй группы - с выходами регистра сдвига, выход первого элемента ИЛИ соединен с входами третьих групп блоков элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с входами второй группы первого блока элементов И, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с периым входом блока сравнения, второй вход СЛ которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход - с выходом блока памяти, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока памяти и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, вькоды второго блока элементов -И соединены с входами второй группы блока индикации, вторые входы регистра сдвига и второго элемент ИЛИ яв ляются соответственно первым и вторым входами устройства, а третий вход блока - третьим входом устройства, второй вход аналого-цифрового преобразователя является четвертым входом устройства.

Фиг.З

РигЛ

фие.5