Генератор потока дискретных величин Советский патент 1987 года по МПК G06F1/02 G06F7/58 

1246769 вход управления записью регистра ам- равления.

подключен нератора.

плитуды подключен к соответствующему разряду поля управления регистра уп1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве имитатора потока дискретных величин при наладке, моделировании работы и эксплуата- ции технических и прогаммных средств, применяемых для измерения потоков электрических импульсов в системах

автоматизации экспериментальных ядер

ных исследований и испытаний, выполняемых, в частности, на ускорителях ядерных частиц и атомных реакторах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генера- тора за счет обеспечения генерации заданного потока дискретных величин с заданными параметрами, в том числе и нестационарного.

Генератор содержит первьм блок 1 памяти, второй блок 2 памяти, третий блок 3 памяти, буферный регистр 4, регистр 5 временного интервала, регистр 6 амплитуды, счетчики 7 и 8, элемент И 9,. цифроаналоговый преоб- разователь 10, аналоговый ключ 11, генератор 12 тактовых импульсов, управляемый делитель 13 частоты, таймер 14 и регистр 15 управления.

На фиг.1 представлена структурная схема генератора; на фиг.2 - схема таймера; на фиг.З - схема буферного регистра.

Выход 16 регистра 4 является выходом сигнала Код интервала времени генератора, выход 17 регистра 6 - выходом сигнала Код амплитуды генератора, выход 18 регистра 5 - выходом сигнала Выходной импульс генератора. Входы-выходы 20-25 регистра 15 управления являются входами-выходами генератора, связывающими его с источниками управляющих воздействий.

Блок 1 памяти используется для хранения кодов, отображающих последо вательность временных интервалов между генерируемыми величинами, характерную для требуемого потока.

вход установки которого к входу задания режима ге

n 5

j

Q

е

5

Блок 2 памяти используется для хранения кодов, характеризующих ге- нерируемое распределение амплитуд импульсов .

Блок 3 памяти используется для хранения коэффициентов деления частоты генератора тактовых импульсов, необходимых для воспроизведения нестационарного потока с заданным законом изменения временных интервалов.

Буферный регистр 4 служит для хранения кодов, принимаемых из блока 1 памяти, и передачи их в регистр 5 и на выход 16 генератора. При автономной работе используется в счетном режиме как источник кодов, независимый от блока 1.

Регистр 5 временного интервала ;служит для преобразования кода, принимаемого из регистра 4, в соответствующий интервал времени.

Регистр 6 амплитуды используется аналогично регистру 4, но для формирования кодов амплитуд импульсов.

Счетчики 7 и 8 используются для последовательного выбора адресов ячеек памяти блоков 1 и 2. Элемент И 9 служит для смещения адреса ячейки блока 1 памяти относительно адреса ячейки блока 2 памяти на единицу для каждого полного прохода адресов второго.

Айалого-цифровой преобразователь 10 и аналоговый ключ 11 обеспечивают получение на выходе генератора импульса с амплитудой, соответствующей коду, принимаемому из регистра 6.

Генератор 12 тактовых импульсов задает поток периодических импульсов такой частоты, чтобы после деления обеспечивалась на выходе гецератора потока дискретных величин необходимая интенсивность или частота.

Управляемый делитель 13 частоты делит частоту периодических импульсов г-енератора 12 в соответствии с заданным ему коэффициентом деления.

Таймер 14 через заданные с помощью внутреннего генератора промежутки времени вьщает коды, старшие разряды которых непосредственно определяют старшие разряды коэффициента деления делителя 13, а младшие служат адресом ячейки памяти блока 3, где хранятся мо;1адшие разряды коэф- фицие:нта деления для этого делителя.

Регистр 15 управления о0еспечива- ет связь элементов генератора потока с источниками управляющих воздействий.

Генератор работает следующим образом.

Перед началом работы выполняются подготовительные Ьперации. Прежде всего заполняются данными блоки 1,2 и 3 памяти в соответствии с видом потока, который должен быть сгенери- рован. Для систем автоматизации ядер но-физических исследований в областях средних и низких энергий, изотопного и активационного анализов важное значение имеет возможность ими- тации потока импульсов пуассоновско- го типа с распределением амплитуд, соответствующим некоторому изотопу (или смеси), а также с интенсивностью постоянной или изменяющейся соответственно периоду полураспада имитируемого изотопа. При этом интерес представляет возможность оперировать как с аналоговыми, так и с цифровыми значениями генерируемых величин.

В таком случае генератор работает следующим образом.,

Для получения пуассоновского по- тока выходных импульсов в блок 1 памяти в случайном порядке записываются логарифмы чисел натурального ряда от 1 до N, где N - емкость памяти, причем коды нормируются так, чтобы оптимально использовалась разрядная сетка памяти. В блок 2 также в случайном (другом) порядке записьшаются коды, характеризующие распределение амплитуд. Наконец, в блок 3 записы- вается последовательность кодов, определяющая экспоненциальное уменьшение интенсивности потока в 2 раза при опросе всех ячеек, в которые эта последовательность записана.

Для генерации нестационарного потока таймер 13 (см.фиг.2), представляющий собой последовательно соединенные генератор импульсов, двоичный

5

О

5

0 5 0 5

Q /j е

счетчик (определяющий младшие разряды таймера) и сдвиговый регистр (определяющий старшие разряды таймера), устанавливается в такое состояние, при котором счетчик сбрасывается в О, благодаря чему выбирается адрес первой ячейки блока 3 памяти, а в регистр таймера записывается код, определяющий базу коэффициента деления для управляемого делителя 13. Сброс счетчика осуществляется сигналом, поступающим по цепи 23,, установка регистра - по цепи 23, и запуск таймера генератора - по цепи 23 , от соответствующих разрядных выходов регистра управления 15, в который необ- ходимые данные записываются через входы-выходы 20 из источника в управляющих воздействий. При генерации стационарного потока сигнал 23 не используется; при генерации нестационарного потока сигналом с триггера переполнения сдвигового регистра таймера взводится один из триггеров регистра управления 15, используемый как флаг окончания работы всего устройства. Соответствующий сигнал может быть передан по входам-выходам

20в устройство управляющих воздействий.

Также в начале работы (хотя это может быть произведено в любой момент времени) элемент 9 по цепи 24- сигналом с соответствующего разряд- , ного выхода регистра 15 устанавливается так, что сигнал переполнения счетчика 8 блокирует импульс конца интервала, в результате.чего обеспечивается возможность генерирования всех значений амплитуд для каждого значения временного интервала. Про- товоположным значением сигнала в цепи 24 воздействие сигнала переполнения аннулируется и каждому значению амплитуды всегда будет соответствовать определенный временной интервал.

Режимы генерации выходного потока устанавливаются совокупностью сигналов, подаваемых с соответствующих , .разрядных выходов регистра управления 15 на регистры 4 и 6 по цепям

21и 25. Возможны по три варианта генерации временных интервалов и амплитуд: значений, определяемых кодами, считываемыми из блоков памяти,

1 и 2, постоянных значенийJ заданных источником управляющих воздействий посредством регистра 15, и линейно

возрастающих значений при работе регистров 4 и 6 в счетном режиме. На фиг.З показаны цепи управления для регистра 4 (для регистра 6 они ана- логичйы), Первый вариант осуществляется в случае, если по цепи 21 задан режим параллельной записи, по цепи 21, разрешено прохождение информации от блока 1. Второй вариант, если сигнал в цепи 21j разрешает прохождение информации от регистра 15 по цепи 21,. Третий вариант, если сигналом в цепи 21 задан режим счета импульсов конца временных интервалов, поступающих от регистра 5. Запись данных осуществляется во всех случаях этими импульсами.

Генерация потока начинается от источника управляющих воздейстйий по команде, поступающей через входы-выходы 20 на регистр 15, в результате чего сигналом по цепи 22 запускается генератор 12 и, если задана генерация нестационарного потока, сигналом по цепи внутренний генератор таймера 14. Тактовые импульсы с генератора 12 поступают на делитель 13, а с выхода с частотой, определяемой

5

0

5

коэффициентом деления, заданным по этому делителю, проходят на счетный вход регистра 5 временного интервала (счетчик с предустановкой), который осуществляет их пересчет до момента переполнения. Поскольку в исходном состоянии во все разряды этого регистра записываются едини1ц 1, то на его выход проходит первый же импульс. А поскольку счетчики 7 и 8 сброшены в О, то этим импульсом считываются данные из первых ячеек - блоков памяти 1 и 2 в -регистры 4 и 6 соответственно. На входы 16-19 генератора переходят генерируемые сигналы, в счетчиках 7 и 8 устанавливается адрес следующих ячеек блоков памяти 1 и 2, выполняется очередная предустановка регистра временного интервала 5. В режиме генерации линейно возрастающих величин изменение кода в регистрах 4 и/или 6 выполняется импульсом конца интервала при его поступлении на счетный вход. При генерации постоянных временных интервалов и амплитуд этот импульс снимает данные, проходящие на регистры 4 и 6 по цепям 21, (25).

сЬиг.1

Составитель С.Курош Редактор Т.Иванова Техред Л.Олейник

Заказ 294/1 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

кЗ

Фиг.2

Фи&З

Корректор Л.Пилипенко