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

VI

О

ю

СА) СЯ 00

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

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - то же формирователя управляющих сигналов; на фиг.З - то же, генератора строчной развертки; на фиг.4 - то же, генератора кадровой развертки; на фиг.5 - то же, формирователя координатной сетки; на фиг.6 и 7 - временные диаграммы работы формирователя управляющих сигналив и генератора строчной развертки.

Устройство содержит формирователь 1 сигнала начальной установки, формирователь 2 управляющих сигналов, формирователь 3 сигнала записи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, коммутатор 5, первый б и второй 7 смесители, блок 8 задержки, блок 9 оперативной памяти, второй счетчик 10, селектор 11, первый счетчик 12, мультиплексор 13, генератор 14 строчной развертки, генератор 15 тактовых импульсов, формирователь 16 координатной сетки, генератор 17 кадровой разверткм.

Позициями 18 и 19 обозначены информационные входы устройства, 20 - вход сигнала сброса,21 -входсигнала запуска, а22 - выход устройства.

Формирователь 2 управляющих сигналов содержит дифференцирующую цепочку 23, триггеры 24 и 25, элементы И 26 и 27, элемент ИЛИ 28 и счетчик 29.

Генератор 14 строчной развертки содержит делитель 30 частоты, реверсивный счетчик 31, элемент 32 задержки, элемент И , элементы ИЛИ 34 и 35, триггер 36.

Генератор 17 кадровой развертки содержит счетчики 37,38 и 39, дифференцирующую цепочку 40, дешифратор 41 и триггер 42.

Формирователь 16 координатной сетки содержит одновибраторы 43 и 44, элементы И 45 и 46, элемент ИЛИ 47.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения питания устройства формирователь 1 вырабатывает импульс положительной полярности, который поступает на вход сброса (обнуления) счетчика 12, который устанавливается в нулевое состояние, и на вход сброса запуска формирователя 2. При этом устройство переходит в режим стирания информации в блоке 9. При поступлении импульса запуска с входа 21 на выходе формирователя 2 устанавливается напряжение О, которое поступает из управляющий вход коммутатора 5. При этом коммутатор 5 отключает информационные входы от своего выхода. На выходе коммутатора 5 устанавливается напряжение нулевого уровня, которое поступает на информационный вход АЦП 4. Кроме того, при поступлении сигнала запуска формирователь 2 переходит в режим ускоренного формирования сигналов АЦП 4 и напряже0 имя коммутации, которые поступают соответственно на выходы формирователя 2, так как в данном режиме эти сигналы формируются «из импульсов, поступающих на вход синхронизации с частотой строчной развер5 тки. Стретьего выхода формирователя 2 сигналы запуска поступают на управляющий вход АЦГ 4. В результате на его выходе формируется цифровой код, соответствующий напряжению нулевого уровня,поступа0 ющего на информационный вход блока 9 памяти. По окончании преобразования на выходе АЦП 4 появляется импульс, который запускает формирователь 3, с выхода которого импульс записи отрицательной поляр5 ностм поступает на управляющий вход мультиплексора 13, который обеспечивает подключение к адресному входу блока 9 информационного выхода счетчика 12 и напряжения коммутации, поступающего с

0 первого выхода формирователя 2, Если напряжение 5 оммутации соответствует уровню О, то выбирается первая область памяти, если 1 то вторая область памяти. Кроме того, импульс записи с выхода фор5 мирователя 3 через блок 8 задержки поступает на управляющий вход блока 9. В результате цифровой код, поступающий на информационный вход блока 9, записывается в соответствующие ячейки памяти, адрес

0 которых определяется цифровым кодом на выходе счетчика 12 и уровнем напряжения коммутации на выходе формирователя 2. Цифровой код на выходе счетчика 12 изменяется при переходе напряжения коммута5 циисуровня 1 вуровень 0. Поокончании импульса записи к адресным входам блока 9 через мультиплексор 13 подключается выход генератора 17 и напряжение коммутации с выхода выбора области памяти из

0 генератора 14, которое в течение первой половины строки имеет низкий уровень, а в течение второй - высокий, что позволяет осуществить разделение областей памяти при считывании информации из блока 9. Ад5 реев ячеек памяти, из которых считывается информация, определяются двоичным кодом формируемым на информационном выходе генератора 17. С выхода блока 9 цифровой код поступает на информационный вход счетчика 10 (реверсивный счетчик

с предварительной установкой). При поступлении импульса записи с генератора 14 на управляющий вход счетчика 10 информация с выхода блока 9 записывается в него, на счетный вход которого через селектор 11 начинают поступать импульсы тактового генератора 15 при наличии одновременно двух разрешающих сигналов, которые формируются на выходах гашения генераторов 14 и 17. Задача селекции импульсов, посту- лающих на вход синхронизации счетчика 10, решается селектором 11. По мере поступления импульсов на вход синхронизации счетчика 10 значение ранее записанного в него цифрового кода умень- шается и при достижении нулевого кода на выходе счетчика 10 формируется импульс подсвета растра, который поступает на смеситель 6, на который поступает смесь кадровых и строчных синхроимпульсов с выхода смесителя 7. На смеситель 6 поступают импульсы с выхода формирователя 16, который формирует импульсы подсвета растра для отображения на экране двух координатных сеток. С выхода смесителя 6 смесь син- хронизирующих импульсов и импульсов подсвета подается на видеовход телевизора.

По мере поступления из вход синхронизации счетчика 12 импульсов напряжения коммутации на его информационном выходе формируется двоичный код, определяющий порядковый номер ячеек памяти, куда будет записываться информация с выхода АЦП 4, которая в данном режиме работы устройства соответствует нулевому уровню выходного сигнала. При переполнении счетчика 12 на его выходе переполнения формируется отрицательный перепад напряжения, который посту- пает на вход останова формирователя 2, который при этом прекращает формирование сигналов запуска АЦП 4, напряжения коммутации, а на его выходе устанавливается уровень 1, который разрешает под- ключение информационна входов устройства через коммутатор 5 к информационному входу АЦП 4. На этом заканчивается режим стирания информации в блоке 9 памяти, который проходит в течег ниедвух кадров телевизионной развертки. При этом во все ячейкч памяти записывается цифровой код, соответствующий нулевому уровню входных сигналов.

По окончании режима стирания уст- ройство переходит в режим ожидания ввода информации.

Для регистрации исследуемых динамических процессов, представленных в виде напряжений постоянного тока, необходимо подать их.на информационные входы 18 и 19 устройства, а на вход 21 сигнала запуска устройства - импульс положительной полярности в момент начала регистрации. При этом устройство переходит в режим записи.

Устройство позволяет одновременно регистрировать два процесса.

При поступлении сигнала запуска на вход формирователя 2 на его выходе сохраняется напряжение 1, которое разрешает подключение информационных входов устройства через коммутатор 5 к информационному входу АЦП 4. На первом выходе блока 2 формируется напряжение коммутации, которое обеспечивает поочередное подключение информационных входов устройства через коммутатор 5 к информационному входу АЦП 4, на управляющий вход которого поступают импульсы запуска с выхода формирователя 2. Период повторения импульсов запуска АЦП и напряжения коммутации в данном режиме работы определяется периодом повторения импульсов, поступающих на синхровход формирователя 2 с генератора 14. В остальном работа устройства в режиме записи аналогична работе в р ежиме стирания информации.

Для прекращения записи необходимо на вход 21 сигнала запуска устройства подать положительный импульс, а для возобновления записи - еще один положительный импульс. При переполнения счетчика 12 устройство автоматически переходит из режима записи в режим ожидания.

Для стирания информации, хранимой в блоке 9 памяти, необходимо на вход обнуления памяти подать импульс отрицательной полярности. При этом формирователь 1 вырабатывает положительный импульс, который переводит устройство в режим стирания информации.

Временные диаграммы, поясняющие принцип работы формирователя, приведены на фиг.6, где: 1 - импульс, поступающий с выхода формирователя 1 на вход сигнала запуска формирователя 2; 2 - импульс на выходе триггера 24; 3 - импульс на выходе триггера 25; 4 - импульсы на входе счетчика 29; 5 - импульсы запуска с выхода счетчика 29; 6 - импульсы напряжения коммутации с выхода счетчика 29; 7 - сигнал переполнения, поступающий па вход останова; 8 - импульс на выходе дифференцирующей цепи 23.

Формирователь управляющих импульсов работает следующим образом.

При поступлении импульса на вход сиг- нала запуска счетчик 29 устанавливается в

нулевое состояние, а на первых выходах григгеров 24 и 25 устанавливается уровень 1. На втором выходе триггера 24 устанавливается уровень О, который поступает на выход формирователя 2, В результате на вход счетчика 29 начинают поступать импульсы с входа синхронизации через элемент И 21 и элемент ИЛИ 28, При поступлении сигнала переполнения на вход Останова формирователя 2 на выходе дифференцирующей цепочки 23 формируется импульс, который переключает триггеры 24 и 25 в обратное состояние. При этом запрещается подача импульсов на вход счетчика и, следовательно, прекращается формирование импульсов запуска АПЦ 4 т иапря- кения коммутации, а на выходе формирователя 2 устанавливается уровень Н. При поступлении импульса запуска на счетный вход триггера 25 на его выходе устанавливается уровень 1 и на вход счетчи- ka 29 начинают поступать импульсы синхронизации через элемент 1/1 27 и элемент ИЛИ 28. При поступлении второго импульса на счетный вход триггера 25 на его выходе устанавливается уровень О, который запрещает поступление импульсов синхронизации на первый вход счетчика 29,

Временные диаграммы, поясняющие принцип работы пенератора 14, приведены на фиг.7, где 1 - импульсы на выходе делителя 30 частоты; 2 - импульсы на первом выходе реверсивного ьчетчмка 31; 3 - импульсы на втором выходе реверсивного счетчика 31; 4 -импульсы на третьем выходе реверсивного счетчика 31; 5 - импульсы на четвертом выходе реверсивного счетчика 31; 6 - импульсы на выходе элемента ИЛИ 34; 7 - импульсы на первом выходе триггера 36 со счетным входом; 8 - импульсы нз выходе элемента ИЛИ 35; 9 - кмпульсы на выходе элемента И 33.

Генератор 14 строчной развертки работает следующим образом.

На вход генератора поступают импульсы с выхода генератора 15с частотой 8 МГЦ, Делитель 30 частоты осуществляет деление частоты на 16. С выхода делителя LG астоты импульсы, следующие с частотой БОО Гц, поступают на выход генератора 14, на вход элемента И 33 и на вход реверсивного счетчика 31, который втечение первой поповины строки работает в режиме суммирования импульсов, а в течение второй половины строки - в режиме вычитания. Режи-ч работы реверсивного счетчика 31 определяется .уровнем напряжения, поступающего на вход с выхода триггера 36 со счетным входом. Такое схемное решение позвопяетдо- статочно просто сформировать сигналы

гашения, которые в данном случае формируются на четвертом выходе реверсивного счетчика 31. При помощи элемента ИЛИ 34 формируются импульсы в те моменты, когда

на всех выходах реверсивного счетчика 34 устанавливается уровень О. По фронту этих импульсов происходит переключение триггера 36 со счетным входом. Кроме того, эта импульсы осуществляют селекцию им0 пульсов, поступаюа мх на элемент / 33 для формирования импульсов записи, которые поступают с выхода элемента V 32 на управляющий вход счетчика 10. При помощи эле- ряента ИЛИ 35 формируются строчные

5 синхроимпульсы.

Зпемент 32 задержки позволяет исключать появление короткого положительного импульса в середине строки из-за задержки момента переключения триггера 36 со счет0 ным входом относительно i/юмента установлений всех выходов реверсивного счетчика 36 в нулевое состояние. С первого выхода реверсивного счетчика 31 импульсы с частотой 250 КГц поступают на вход синхрониза5 цииАЦП4.

Генератор 17 кадровой развертки работает следующим образом.

Нл его вход поступают импульсы с частотой строчной развертки. Счетчик 38 имеет

0 коэффициент пересчета, равный 256, и осуществляет счет импульсов, поступающих на его вход при наличии на другом входе напряжения О, которое поступает с первого выхода триггера 42. В то же время на втором

5 выходе триггера ч2 присутствует напряжение 1, которое поступает на вторые входы счетчиков 37 и 39 и запрещает их работу. При переполнении счетчика 38 на его втором выходе появляется отрицательный пе0 репад напряжения, из коюрого при помощи дифференцирующей цепи 40 формируется короткий ммпульс, поступающий на вход триггера 42. На его первом выходе появляется уровень 1, который запрещает работу

5 счетчика 38, а на втором выходе - уровень . О, который разрешает работу счетчика 37 т счетчика 39, Счетчик 37 имеет коэффициент пересчета, равный 3, Второй счетчик 39 благодаря наличию обратной связи с вось0 мого выхода дешифратора 41 на второй вход триггера 43 имеет коэффициент пересчета, равный 7. Таким образом, при подсчете 56 импульсов при помойки счетчика 37 и 39 триггер 42 опять переключается и запре5 щает счет импульсов счетчиком 37 и счетчи- S;OM 39. При этом разрешается работа счетчика 38, с первого выхода которого снимаются импульсы, следующие с частотой f fcrp/16. С помощью дешифратора 41 формируются кадровые синхроимпульсы. С второго выхода триггера 42 снимаются импульсы гашения.

Формирователь 16 координатной сетки работает следующим образом.

Импульсы noflcaefa телевизионного растра для отображения координатных сеток формируются при помощи одновибрато- ров 43, 44, При поступлении на второй вход одновибратора 43 с логикой на входе положительных перепадов сигналов гашения он вырабатывает короткие положительные Импульсы. Кроме того, положительный уровень сигналов гашения разрешает запуска одновибратора 43 по спаду импульсов, поступающих на первый вход. С выхода одно- вибратора 43 с логикой на входе импульсы подсвета поступают на элемент И 45, где осуществляется их селекция сигналом гашения по кадру.

При поступлении на второй вход второ- го одновибратора 44 с логикой на входе положительного перепада сигнала гашения по кадру он вырабатывает положительный импульс длительностью 50-60 мкс.

Положительный уровень сигнала гаше- ния также разрешает запуск одновибратора 44 по спаду импульсов, поступающих на его первый вход. Выходные сигналы одновибратора 44 селектируются сигналами гашения по строке при помощи элемента И 46. Элемент ИЛИ 45 формирует смесь импульсов, подсвета для отображения двух координатных сеток на телевизионном экране. При правильном функционировании устройства по окончании режима стирания информа- ции на телевизионном экране должны быть высвечены две вертикальные линии, соответствующие нулевому уровню входных сиг- налов.

Формула изобретения

Устройство для регистрации динамических процессов, содержащее формирователь сигнала начальной установки, формирователь управляющих сигналов, формирователь сигнала записи, вход кото- рого соединен с первым выходом аналого- цифрового преобразователя, коммутатор, информационные входы которого являются первым и вторым информационным входами устройства, первыйуправляющий вход коммутатора соединен с первым выходом формирователя управляющих сигналов, подключенным к управляющему входу первого счетчика и первому управляющему входу мультиплексора, выход которого подключен к адресному входу блока оперативной памяти, информационный вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя и входом предварительной установки второго счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу первого смесителя, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу генератора строчной развертки, первый выход которого соединен с синхровхо- дом аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора, управляющий вход аналого-цифрового преобразователя подключен к второму выходу формирователя управляющих сигналов, информационный вход которого подключен к первому выходу первого счетчика, второй выход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора, синхровход которого соединен с вторым выходом генератора строчной развертки, выход формирователя сигнала начальной установки подключен к входу сброса формирователя управляющих сигналов, вход запуска которого является входом сигнала запуска устройства, а первый синхровход соединен с первым выходом генератора, кадровой развертки, второй выход которого подключен к первому информационному входу формирователя координат сетки, третий выход - к первому информационному входу второго смесителя, второй информационный вход которого подключен к третьему выходу генератора строчной развертки, второй выход которого соединен с тактовым входом генератора кадровой развертки, четвертый выход генератора строчной развертки соединен с вторым информационным входом формирователя координатной сетки, выход которого подключен к второму информационному входу первого смесителя, пятый вы- ход генератора строчной развертки подключен к управляющему входу второго счетчика, отличающееся тем. что, с целью упрощения устройства, оно содержит блок задержки, вход которого и второй управляющий вход мультиплексора подключены к выходу формирователя сигнала записи, второй информационный вход мультиплексора соединен с четвертым выходом генератора кадровой развертки, первый выход которого соединен с первым управляющим входом формирователя координатной сетки, второй управляющий вход которого подключен к шестому выходу генератора строчной развертки, соединенному с первым управляющим входом селектора, второй управляющий вход которого подключен к первому выходу генератора кадровой развертки, выход селектора соединен с синх- ровходом второго счетчика, тактовый вход селектора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй выход генератора строчной развертки соединен с вторым синхровходом формирователя управляющих сигналов, выход формирователя сигнала начальной установки подключен к входу сброса .первого счетчика, второй управляющий вход коммутатора соеди- нЈн с третьим выходом формирователя управляющих сигналов, третий информационный вход первого смесителя соединен с выходом второго смесителя, а выход первого смесителя является выходом устройства, входом сигнала сброса которого йпляется вход формирователя сигнала начальной установки, выход блока задержки соединен с управляющим входом блока опе- ратиэной памяти.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к специализированным средствам регистрации динамических процессов. Цель изобретения - упрощение устройства. Это достигает- ся введением блока 8 задержки и соответствующих функциональных связей. Устройство при включении питания сбрасывается импульсом, формируемым формирователем 1 сигнала начальной установки. При этом осуществляется стирание информации в блоке 9 оперативной памяти путем формирования 0 на выходе коммутатора 5. После этого к адресному входу блока 9 по сигналам из формирователя 2 управляющих сигналов через мультиплексор 13 подключаются выходы счетчика 12. Блок 9 имеет два поля, работа устройства с которыми осуществляется поочередно. Подачей информационных кодов на входы 18 и 19 устройства в блок 9 заносятся оцифрованные в АЦП 4 отсчеты регистрируемого процесса. При считывании из блока 9 информация, проходя через счетчик 10, преобразуется в видеосигнал, к которому в смесителе 6 подмешивается видеосигнал координатной сетки и сигналы синхронизации, формируемые смесителем 7 и генераторами строчной 14 и кадровой 17 развертки. Суммарный сигнал поступает на выход 22 устройства. 7 ил. (Л с

ЗА

3

А ЛГ ем1

Lb

О

h

f

±

iЈ

/i Vcsl

0

I

Фие.6

1 WiллJ JШЛJ ЛLгг ггLЛJ J J

I #LjT-JT TT-jn.jn jin--rT t

Фие.7