Устройство для регистрации динамических процессов Советский патент 1991 года по МПК G06F3/153 G01D7/10 

с ю

Ј

со j

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к специализированным средствам регистрации динамических процессов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации аналого-цифрового преобразования информации и автономного управления .

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства $ на фиг. 2 - структурная схема формирователя сигналов управления аналого-цифровым преобразователем; на |фиг.З - временная диаграмма работы формирователя сигналов управления аналого-цифровым преобразователем, на фиг. 4 - структурная схема генератора строчной развертки; на фиг.5 - временная диаграмма работы генератора строчной развертки.

Устройство содержит формирователь 1 сигнала начальной установки, формирователь 2 сигналов управления аналого-цифровым преобразователем, формирователь 3 сигнала записи, аналого-цифровой преобразователь 4, коммутатор 5, смесители 6-9, счетчики 10-12, генератор 13 строчной рлзверт- ки, тактовый генератор 14, блок 15 памяти, компаратор 16 кодов, формирователь 17 бланка стирания блока памяти, схему 18 формирования координатной сетки, мультиплексор 19, генератор 20 кадровой развертки, селектор 21, вход 22 сигнала запуска, информационные входы 23 и 24, вход 25 обнуления памяти и выход 26.

Формирователь 2 сигналов управления аналого-цифровым преобразователем содержит смеситель 27, триггеры 28 и 29, счетчик 30, дийференпируютцие цепи 31 и 32, вход 33 сигнала запуска, вход 34 сигнала останова, вход 35 синхронизации, вход 36 установки исходного состояния и выходы 37 и 38.

Генератор 13 строчной развертки содержит счетчик 39, формирователь 40 строчных сигналов синхронизации, формирователь 41 строчных сигналов гашения, вход 42, выход 43 сигналов гашения, выход 44 снгнлпов синхронизации, выход 45 выбора области памяти,инфор- мационный выход 46 и выход 47 сигналов квантования.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения питания устройства, импульс с выхода формирователя 1 сигнала начальной установки (ФСНУ)

поступает на рход 36 Формирователя 2 сигналов управления ан. пого-цифровым преобразователем (ФСУ АЦП) и вход установки исходного состояния Лормиро- вателя 17 бланка стирания блока памяти (ФНС ЬП) . В pc-3vi|j.TfiTO на выходе 37 ФСУ АПП 2 устанавливается напряжение логического нуля, которое поступает на управляющий вход коммутатора 5, второй информационный вход

5 мультиплексора 19 и вход синхронизации счетчика 11, а по выходу 38 на аналого-цифровой преобразователь (АПП) i поступает сигнал, запрещающий работу АЦП 4 и jстчтпвливающий

0 на информационном выходе АЦП 4 нулевой код.

При поступлении сигнала начальной установки на вход установки исходного состояния ФЬС НИ 17 с его второго вы-

5 хода на вход разрешения счета счетчика 11 и второй управляющий вход мультиплексора 19 поступав г импульс положительной полярности, устанавливающий счетчик 11 Б нулевое состояние

0 и подкль ;гкнчий черс мультиплексор 19 к адрог.пгму вхог-v блока 15 памяти информационный нход сч Т ика 12 и ключевое н шря ение считывания с выхода 45 генерагопл 13 строчной рлзиортки, а с nepnoiо выхода ФКС НИ 17 ерьз смоситепь 7 на управляющий вход блока 15 памяти поступает импульс отрицательной полярности, который устанавливает его в реQ жим -записи информации.

В это УК г- время импульсы опорной частоты с первого гыхода тактового генератора 14 поступают на их,д г нера- тора 14 строчной развертки, с выхода 45 которого на пергыи ипАормлциол- ный вход мультиплексора 19 и вход кадрового генерагор 20 поступает кпюченое напряжение адреса счнтыва- ния с периодом повторения, равным периоду повторения строк телеви ч- онной развертки. Ключевое напряжение адреса с мгыпання л течение ггерво- t половины строки имеет низкий уровень, а в течение второй - выступи уровень, что позволяет осуществить разделение областей памяти блока 15 памяти дчя отображения двуу регистрируемых процессов. Г выхода 44 ге- нераторл 13 на вход синхронизации

5

0

Ь

счетчика 12 и второй вход смесителя 8 поступают строчные синхронизирующие импульсы. С выхода 47 генератора 13 на вход синхронизации АПП 4 поступают счетные импульсы, а с выхода 43 на вход разрешения счета счетчика 10 поступают импульсы разрешения счета. С выхода сигналов синхронизации генератора 20 кадровой развертки на первый вход смесителя 8 поступают кадровые синхронизирующие импульсы. С выхода сигналов квантования генератора 20 на вход 35 ФСУ АЦП 2 поступают импульсы с периодом повторения, кратным периоду квантования регистрируемых сигналов, а с выхода сигналов гашения на вход разрешения счета счетчика 12 поступают кадровые гасящие импульсы, которые устанавливают в нулевое состояние счетчик 12. По окончанию кадрового гасящего импульса на информационном выходе счетчика 12 формируется двоичный код, пропорциональный номеру текущей строки в кадре. Во врмя действия бланка стирания блока памяти информационный выход счетчика 12 и ключевое напряжение адреса считывания с выхода 45 генератора 13 подключены к адресному входу блока . 15 памяти, на управляющий вход кото- рого поступает импульс записи. Сле- ,довательно, в течение одного кадра телевизионной развертки во все ячейки блока 15 памяти буцет записан нулевой код,поступающий с информационного выхода АПП 4 на информационный вход блока 15 памяти. Таким образом, осуществляется стирание информации в блоке 15 памяти после включения питания. Длительность бланка стирания блока 15 памяти пыбирается кратной нескольким периодам кадровой развертки для надежного стирания информации

По окончанию бланка стирания, информация из блока 15 памяти поступает на первый вход компаратора 16 кодов, на второй вход которого поступает кгд номера элемента разложения в строке, формируемый на информационном выходе счетчика 10. Формирование кода номера элемента разложения я строке происходит за счет поступления на вход синхронизации счетчика 10 импульсов опорной частоты с второго выхода тактового генератора 14 во время действия импульсов разрешения счета, поступающих на вход разрешения

10

5

20

5

0

5

0

5

0

5

счета с выхода 43 генератора 13. При отсутствии импульсов разрешения счета на информационном выходе счетчика 10 устанавливается нулевой код. Поэтому на выходе компаратора 9 кодов после стирания информации в блоке 15 памяти будет формироваться сигнал совпадения кодов во время отсутствия импульсов разрешения счета. Сигналы с выхода компаратора 9 кодов поступают на первый вход смесителя 6, на второй вход которого поступают импульсы с первого выхода схемы 18 формирования координатной сетки (СФКС). На первый и второй входы СФКС 18 поступают соответственно код номера строки в кадре с информационного выхода генератора 20 и код номера элемента разложения в строке информационного выхода генератора 13. Смешанные сигналы с выхода смесителя 6 поступают на информационный вход селектора 21, на управляющий вход которого с второго выхода СФКС 18 поступают бланки разрешения вывода информации. Это необходимо для бланкирования выходных сигналов компаратора 16 кодов во время отсутствия импульсов разрешения счета.

Выходные сигналы селектора 21 rfo- ступают на второй вход смесителя 9, на первый вход которого поступает смесь кадровых и строчных синхронизирующих импульсов с выхода смесителя 8. Выходной сигнал смесителя 9 подается на вилеовход телевизора. В результате на экране будут наблюдаться координатные сетки.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно регистри- poiать два динамических процесса, представленных в виде напряжений постоянного тока.

Для регистрации исследуемых напряжений необходимо подать их на первый 23 и второй 24 информационные входы устройства соответственно, а на вход 22 устройства подать импульс положительной полярности в момент начала регистрации. При этом происходит запуск ФСУ АПП 2, по рпходу 38 которого на АПП 4 начинают после; онатолыю поступать сигналы запугьа и обнуления. С выхода 37 ФСУ АПН 2 на по- к-шченные к нему входы коммутатор, 5, мультиплексора 1° и счетчика 11 начиняет поступать напряжение типа г-нлнчр, которое обеспечивает m . трглп г подключение с помощью коммутатора 5 к информационному входу ЛИП 4 регистрируемых напряжений. Если на управляющем входе коммутатора 5 присутствует уровень логического нуля, то осуществляется измерение напряжения, поступающего на вход 23 устройства, если - уровень логической единицы, то измеряется напряжение с входа 24 устройства. В результате измерения на информационном выходе А1Ш 4 формируется смещенный двоичный код. По окончанию каждого измерения с выхода сигнала запуска АЦП 4 на вход формирователя 3 сигнала записи (ФСЗ) поступает импульс запуска, по которому ФСЗ 3 вырабатывает импульс записи, поступающий на первый управляющий вход мультиплексора 19 и первый вход смесите- ля 7. С выхода смесителя 7 импульс записи поступает на управляющий вход блока 15 памяти и переводит его в режим записи информации. При поступлении импульса записи на первый управ- ляющий вход мультиплексора 19 к адресному входу блока 15 памяти через мультиплексор 19 подключается информационный выход счетчика 11 и сигнал с выхода 37 ФСУ АНП 2, который обес- печивает разделение областей памяти, при записи информации в блок 15 памяти. Измеренные значения исследуемого напряжения, поступающего на вхо 23 устройства, будут записываться в первую область памяти, а поступающего на вход 24 - во вторую.

При отсутствии импульса записи на первом управляющем входе мультиплексора 19 к адресному входу блока 15 памяти через мультиплексор 19 подключены информационный выход счетчика 12 и сигнал генератора 13, который обеспечивает разделение областей памяти при считывании информации. Та- ким образом, происходит последовательное считывание информации, хранимой в блоке 15 памяти, которая поступает на первый вход компаратора 16 кодов. Спадом сигнала с выхода 37 ФСУ АЦП 2, т.е. после каждого второго измерения счетчик 11 будет переключаться и на его информационном выходе будет формироваться двоичный код, соответствующий порядковому номеру измерения. Следовательно, в первую и вторую области памяти блока 15 будет последовательно записываться информация о регистрируемых .

напряжениях, которая и отображается на телевизионном экране в пиде графиков .

При переполнении счетчика 11 с его выхода переполнения на вход 34 ФСУ АПП 2 поступает перепад напряжения, по которому ФСУ АПП 2 устанавливается в исходное состояние и запись информации прекращается. Для прекращения процесса записи информации в блок 15 памяти необходимо н вход 22 устройства подать положительный импульс. Для возобновления процесса записи - необходимо на вход 22 устройства подать еще один положительный импульс. Для стирания информации, хранимой в блгке 15 памяти необходимо на вход 25 устройства подать импульс отрицательной полярности. При этом происходит запуск ФБС ЬП 17, выходные сигналы которого переводят устройство в режим обнуления памяти.

Временные диаграммы, пояснякнчие принцип работы СУ АЦП 2 приведены на фиг.}, где 1 - импульсы, поступающие на вход 35 ФСУ АПП ., 2 - импульс, поступающий на вход 36 ФСУ А 2; 3 - импутьсы, поступающее на вхо разрешения счета счетчика 30 с выхода триггера 2R , 4 - импульс запуска, поступающий на вход 33 ФСУ АЦИ 2, 5 - импульсы обнуления АНП отрицательной полярности, поступающие с второго выхода счетчика 30J 6 - импульсы, поступающие на счетный вход триггера 29 с первого выхода счетчика 30J 7 - напряжение типа меандр, поступающее на выход 37 ФСУ АЦП 2 с выхода триггера 29, 8 - импульсы запуска АЦП, поступающие н выход 38 с выхода дифференцирующей цепи 32; 9 - импульс переполнения, поступающий на вход 34 ФСУ АЦП 2.

ФСУ АЦП 2 работает следуюг(им образом.

При поступлении импульса начальной установки на вход 36 ФСУ АЦП 2 происходит установка триггеров 28 и 29 в исходное состояние. Выходное напряжение триггера 28 устанавливает счетчик 30 в нулевое состояние и запрещает его работу. Сигнал с второго выхода счетчика 30 поступает на выход 38. На выходе триггера 29 устанавливается напряжение логического нуля. При поступлении на вход 33 ФСУ АНП 2 импульса запуска первый триггер 78 переключается и разрешает работу счетчика 30, на вход которого поступают импульсы с входа 35. В результате на втором выходе счетчика 30 будут периодически появляться положительные импульсы, поступающие на выход 38. Импульсы с второго выхода счетчика 30 поступают также и на вход дифференцирующей цепи 32, с выхода которой импульсы положительной полярности поступают на выход 38. Импульсы с первого выхода счетчика 30 поступают на счетный вход триггера 29, по которым он вырабатывает напряжение типл меандр, поступающее на выход 37 ФСУ А11П 2. При переполнении счетчика 11 устройства с его выхода на вход 34 ФСУ АПП 2 поступает отрицательный перепад напряжения, по которому на выходе дифференцирующей цепи 31 формируется импульс, поступающий через смеситель 27 на вход записи нуля триггера 28, который устанавливается и исходное состояние. В результате запрещается работа счетчика 30 и режим записи прекращается.

Временные диаграммы работы генератора 13 строчной развертки приведены на фиг.5, где 1 - ключевое кя- пряжение адреса считывания, поступающее на выход 45 генератора 13 2 - строчные синхронизирующие импульсы, поступающие с выхода 44 генератора 13, 3 - строчные гасящие импульсы (импульсы разрешения счета), поступающие с выхода 43 генератора 13.

Генератор 13 строчной развертки работает следующим образом. На вход счетчика 39 поступают импульсы опорной частоты с входа 4. При помощи счетчика 39 осуществляется деление опорной частоты до частоты, равной частоте строк телевизионной развертки. Импульсы, поступающие с К-го выхода счетчика 39 используются в АПП 4 в качестпе импульсов счета. Импульсы, поступающие с n-го выхода счетчика 39 используются в качестве ключевого напряжения дня разделения областей памяти блока 15 памяти при считывании информации.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации динамических процессов, содержащее

10

15

20

25

30

5

0

5

0

5

три счетчика, мультиплексор, блок памяти, компаратор кодов, три смсси- , схему сформирования координатной сетки, селектор, тактовый генератор, генератор строчной развертки и генератор кадровой развертки, причем первый и второй информационные входы мультиплексора подключены к информационным выходам соответственно первого и втсрого счетчиков, выход мультиплексора соединен с адресным входом блока па-шти, яыход которого подключен к первому входу компаратора кодов, второй вход компаратора кодов соединен с информационным выходом третьего счетчика, вход разрешения счета которого подключен к выходу сигналов гашения генератора строчной развертки, вход генератора строчной развертки соединен с Первым выходом тактового генератора, второй выход которого подключен к входу синхронизации третьего счетчика, выход компаратора колов соединен с первым входом первого смесителя, второй вход которого подключен к первому выходу схемы Лормгрования координатной сетки, выход первого смесителя соединен с информационным входом селектора, управляющий вход которого подключен к второму выходу схемы формирования координатной сетки, выход второго смесителя соединен с первым входом 1ретьего смесителя, второй вход которого полключен к выходу селектора, первый вхол второго смеси- тетя соединен с тгхолом сигналов синхронизации генератора кадровой развертки, вход которого подключен к выходу Выборг области памяти генератора строчной развертки, выход сигналов синхронизации генератора строчной развертки соединен с вторым входом второго смесителя и ь одом синхронизации первого счетчика, вход разрешения счета которого подключен к выходу сигналов гашения генератора кадровой развертки, инЛорм. Пионныи выход генератора ьа ропои разтч ртки гоелпнен с первым чход :t с омы (прмироплния координатной сетки, ьторон которой подключен к пнсЬорм.- писчр чму выходу i нератора с тро пк ,i ,п1вертки. выход третьего гмеснгечя яь 1яегся выходом устроит гнл, о т i и ч а п е с я тем, что, с цечьп ivrninpei.H)- функциональных вомчолпо( i с и ;п с i i pea тиза- ции °na.ioi i -i nt ipOB M о преобрл

информации и автономного управления, в него введены коммутатор, аналого- цифровой преобразователь, формирователь сигналов управления аналого-циф- ровым преобразователем, формирователь сигнала начальной установки, формирователь сигнала записи, четвертый смеситель и формирователь бланка стирания блока памяти, причем выход форми- рователя сигнала начальной установки подключен к входам установки исходног состояния формирователя бланка стирания блока памяти и формирователя сигналов управления аналого-цифровым преобразователем, вход сигнала запуска которого является входом сигнала запуска устройства, первый и второй информационные входы коммутатора являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, выход коммутатора соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого подключен к информационному входу блока памяти, управляющий вход блока памяти подключен к выходу четвертого смесителя, первый вход которого соединен с выходом формирователя сигнала записи и первым управляющим входом мультиплексора, . второй вход четвертого смесителя подключен к первому выходу формирователя бланка стирания блока памяти, вто

0

0

5

рой выход которого соединен с. вторым управляющим входом мультиплексора и входом разрешения счета второго счетчика, выход переполнения второго счетчика подключен к входу сигнала останова формирователя сигналов управления аналого-цифровым преобразователем, первый выход которого соединен с входом синхронизации второго счетчика, управляющим входом коммутатора и вторым информационным входом мультиплексора, вход генератора кадровой развертки подключен к первому информационному входу мультиплексора, выход коммутатора соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход сигнала запуска которого подключен к входу формирователя сигнала записи, управляющий вход аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым выходом формирователя сигналов управления аналого-1Щфровым преобразователем, вход синхронизации которого подключен к выходу сигналов квантования генератора кадровой развертки, вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом сигналов квантования генератора строчной развертки, вход запуска формирователя бланка стирания блока памяти является входом обнуления памяти устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к специализированным средствам регистрации динамических про- цессов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет реализации аналого-цифрового преобразования информации и автономного управления. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации динамических процессов, содержащее три счетчика 10-12, мультиплексор 19, блок 15 памяти, компаратор кодов 16, три смесителя 6-9, схему 18 формирования координатной сетки, селектор 21, тактовый генератор 14, генератор 13 строчной развертки и генератор 20 кадровой развертки, введены коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь 4, формирователь 2 сигналов управления аналого-цифровым преобразователем, формирователь 1 сигнала начальной установки, формирователь 3 сигнала чапнси, четвертый смеситель 7 и формирователь 17 бланка стирания блока памяти. 5 ил. (Л

Фиг. 2