УСТРОЙСТВО для СЧИТЫВАНИЯ ОСЦИЛЛОГРАММ Советский патент 1968 года по МПК G06K11/04 

Известны устройства для считывания осциллограмм, содержащие оитико-механическую систему развертки с диском синхронизации и фотоэлементами, генератор импульсов заполнения, счетчики, дешифраторы, триггеры и логические схемы.

Предложенное устройство отличается тем, что выходы генератора импульсов заполнения с фиксированными частотами, соответствующими зонам поля считывания, подключены к импульсным входам вентилей соответствующих зон, один из управляющих входов каждого из которых соединен с единичным выходом триггера начала считывания, вторые управляющие входы - с единичными выходами триггеров зон, а выходы вентилей подключены ко входам схемы «ИЛИ, выход которой подключен ко входу счетчика величины ординаты и через линию задерл ки - к импульсному входу вентиля выдачи ординат. Выходы триггеров зон через диодную разделительную схему соединены с выходом вентиля начала считывания и выходами последовательно соединенных линий задержки.

Предложенное устройство отличается также тем, что содержит оперативное запоминающее устройство, числовые входы которого соединены с выходами счетчика величины ординаты, входы управления записью и выдачей накопленной информации в электронную

вычислительную машину - с выходами дешифратора счетчика графиков, а входы записи - с выходом вентиля выдачи ординат. Импульсные входы опроса ячеек оперативного запоминающего устройства соединены с шиной опроса устройства управления электронной вычислительной машнны. Выходы оперативного заноминающего устройства иодключены к приемному регистру вычислительной машины.

Кроме того, устройство отличается тем, что выход схе.мы, вырабатывающей сигнал конца сканирования, соединен с единичным входом триггера запомгшання этого сигнала.

Единичный выход этого триггера подключен к управляющему входу вентиля, импульсный вход которого соединен с клеммой шины окончания очередной команды незавнснмой программы вычислительной машины, а выход этого вентиля - с шиной прерывания работы вычислительной машины и через схему «ИЛИ - с переключателем числа графиков иа ленте. Выход шнны опроса устройства управления вычислительиой машины соединен с

импульсными входами опроса ячеек оперативного запоминающего устройства и через линию задержки - с импульсным входом вентиля ввода прочптанной информации в вычислительную машину. Управляющпй вход

дешифратора счетчика графиков, а его выход - с шиной ввода прочитанной информации в вычнслительыую машину и через схему «ИЛР1 - с нулевым входом триггера заноминания сигнала конца сканирования. В цредложеином устройстве выходы дешифратора счетчика величнны ордннаты, соответствующие кодам границ зон, иодключеиы через разделительную схему ко входам триггеров

ЗОИ.

Указанные отличня иозволяют уиростить конструкцию устройства считывания, повысить надежность при считывании нересекающихся и близко расположенных кривых, сократить время ввода информации в электронную вычислительную машииу (ЭВМ) и обеспечить возможность задания зон квазилииейного сканирования при отсчете ординат графиков от фиксированной базы.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема формирования кратковременного запоминания и выдачи ординат; иа фнг. 3 - схема формироваиия сигналов окончання сканирования для лент различной ширины; на фиг. 4 - схема управления блоком генерации нри считывании ординат от фиксированной базы.

Блок-схема устройства содержит иоле считывания лепты-носителя /, разделенное на зоны /i квазнлинеГиюго сканирования, в пределах которых чаетота имиульсов занолиения принята фнкспрованной, исходя из задаииой иогрешиости формирования ординат, фотоэлемент 2 для восприятия меток времени на ленте и зеркало 3 с двумя отражающими поверхностями. На оси снихроиного двигателя 4 закреилеи диск 5 с отверстиями, но одну сторону от которого расположен источник 6 света, а по другую - фотодиоды 7 и 8. В блок-схему входит также объектив 9, диафрагма 10, фотоумножитель 11, электронный регистратор 12 ординат, схема 13 привязки ординат к меткал времени и механнзм 14 неремещеиия ленты-носителя.

Схемы формирования и выдачи ординат состоит из блока / запуска и останова, назначение которого - синхронизация устройства с вычислительной машиной. Для этой цели клемма 15 сигнала запуска подсоединена к единичному входу триггера 16, который своим единичным выходом управляет вентилем 17. Импульсный вход поеледнего подсоединен к выходу фотодиода 7, а выход через лииию задержки 18 - к единичному входу триггера 19, уиравляющего по единичному выходу вентилями 20 блока генерации имнульсов. Выход вентиля связан также с диодной разделительной схемой 21, с ценочкой 22 линий задержки, с нулевым установочным входо1М счетчика 23 величины ординаты и с соответствующими входами остальных триггеров схемы для установки их в исходное состояние. Выход фотоумножителя 11 подключается переключателем 24 либо через диодную сборку 25 к единичному входу триггера 26,

оиределяющего иеобходимость выдачи кода, либо ко входам вентилей 27 и 28. Первый из этих вентилей управляется но потенциальному входу едииичным выходом триггера 29, а второй - пулевым выходом того же триггера. Выход веитиля 27 через диодную сборку 25 подключен к еднпичиому входу триггера 26. Выход 28 подключен через сборку 30 ко входу сброса в нуль счетчика 23 и

через лииию задержки 31 - к единичному входу триггера 29. Едниичиый выход триггера 26 подключен к уиравляющему входу веитиля 32, импульсный вход которого через линию задержки 33 соединен с выходом блока

// генерации импульсов заполнения (выход сборки 34}.

Для останова устройства клемма 55 сигнала останова нодключается к нулевым входам триггеров 16, 29 и 26.

Блок // генерации импульеов заполнения вырабатывает имнульсы определенной частоты в соответствии с положеиием сканирующего луча в поле считывания. Зоиы квазилинейного сканирования задаются нрн помощи цепочки 22 линий задержки. Для иоследовательного включения геиераторов или подключения к одному генератору различных LC-ценочек одного генератора выход вентиля 17 подключен к разделительной схеме 21, с которой соединены также выходы всех линий задержки цепочки 22. Разделительиая схема и линии задержки обеспечивают последовательное црохождепие «единицы ио всем триггерам регистра 36. В результате достигается подключеиие через вентили 20,- которые управляются но второму входу выходом «1 триггера 19, каждого выхода схемы генерацнн 37 на вход сборкн 34 и через нее - на счетный вход счетчика 23.

Блок /// предварительного запомипаиия ординат является иромежуточиым звеном между устройством считывания и вычислительной машиной. Наличие этого блока дает возлюжноеть считывать пересекающиеся и

расположенные друг к другу графики (если время записи кода со счетчика 23 в ЭВМ значительно) и производить выдачу ординат в ЭВМ по окончании полного скаиироваиия ширины ленты. С этой целью единичиый выход каждого триггера счетчика 23 соединен с соответствующими разрядами запоминающего устройства 38. Количество ячеек последнего определяетея исходя из максимального чнсла графиков иа ленте с учетом

возможных визуальных помех. Адрес ячейки определяется кодом счетчика 39 графиков. Для этого каждая шииа дешифратора 40 счетчика 5.9 подключена к уиравляющему входу записи кода соответствующей ячейки.

Входы сигналов записи подсоединены к вентилю 32 выдачи ординаты. Входы, управляющие считыванием запоминающего устройства (ЗУ), также подсоединены к соответствующим дещифратора 40. Вход сигнала

опроса из устройства управления ЭВМ, выходы ЗУ - с соответствующими входами триггеров приемного регистра ЭВМ.

Блок IV нредназпачен для контроля работы канала восприятия графиков, выработки сигналов их сближения, индикации разрывов в графиках и помех на носителе. Выход вентиля 32 подключен к входу «-J- счетчикя графиков, выходы триггеров которого соединены с дешифратором 40, а входы через разделительную схему 42 - с контактами переключателя 43. Схема 42 обеспечивает выдачу на счетчик 39 кода, определяемого положением переключателя 43. Нулевая шина дешифратора подключена к управляюп,ему входу вентиля 44 и инвертору 45, выход которого подключен к одному из управляюш:их входов вентиля 46. Второй управляюш,ий вход вентиля 46 соединен с единичным выходом триггера 47, единичный вход которого подключен к вентилю 17, а нулевой - через сборку 48 к клемме 15 запуска. Импульсный вход вентиля 46 через линию задержки 49 соединен с выходом схемы ограничения ширины ленты клемма 50. Выход вентиля 46 через сборку 51 соедииен с единичиым входом триггера 52, уиравляющего своим единичным выходом вептилем 53, импульсный вход которого подсоединен к клемме 41, а выход - к клемме 54 сигнала сбоя. Нулевой вход триггера 52 соединен с выходом вентиля 17 начала считывания. Для определения пересечеиия кривых выход фотоумножителя // подключен к импульсному входу вентиля 55, управляемому по потенциальному входу единичным выходом триггера 56, а также - к его единичному входу и через линию 57 задержки и сборку 58-к нулевому входу того же триггера.

Блок V прерывания работы ЭВМ совместно с блоком /// обесиечивает ввод графиков в машину в режиме прерывания ее работы по независимой программе. Для этой цели импульсный вход вентиля 59 подсоединен к клемме 60 сигнала окончания каждой операции машины. Вентиль 59 управляется единичным выходом триггера 61, к единичному входу которого подсоединена клемма 50, а к нулевому через сборку 62 - выход вентилей 17 и 44. Выход вентиля 59 подключен к клемме 63 сигиала о иеобходимости включения операции считывания из ЗУ. Клемма 41 сигнала опроса ЗУ из ЭВМ соединена со входами считывания ЗУ, со входом «- счетчика сигналов выдачи ординат и через линию задержки 64 - с импульсным входом вентиля 44, управляемого по потеициальиому входу иулевой шиной дешифратора 40. Выход вентиля 44 подключен к клемме 65 сигнала окончания считывания из ЗУ, по которому ЭВМ возврашается к выполнению прерванной программы.

На схеме формирования сигнала окончания сканирования шириной ленты выход фотодиода 7, определяющего начало сканирования, соединен с нереключателем 66. Контакты последнего при помощи разделительной схемы 67 подключены к единичиым входам тех триггеров счетчика 68, единичные состояния которых образуют код, который дополняет код номера контакта, соответствующего определенной ширине ленты, до числа 2 (п - количество триггеров в счетчике 68). Выход фотодиода 8, определяющего конец сканироваиия, соединен со счетным входом счетчика 68. Момент появления сигнала на клемме 50 определяет окончание сканирования ленты данной ширины.

При вращении двигателем 4 зеркала 3 в

плоскости катода фотоумножителя // последовательно проходит сечение ленты-носителя /. Диафрагма 10 выделяет из сечения точечную окрестность диаметром около 0,4 мм. Таким образом, в поле зрения фотоумножителя

// проходит точечное разложение сечения ленты с графиками. Сиихронно с зеркалом вращается диск 5, при этом фотодиоды 7 и 8 выдают импульсные сигналы. Сигнал с фотодиода 7 модулирует начало отсчета ординаты, сигнал с фотодиода 8 служит для фиксирования окончания сканироваиия для лент различной ширины. Сигнал с фотодиода 7 поступает в электронный регистратор 12 ординат, где включает (при наличии сигнала заиуска )блок генерации на формирование в двоичном коде величины ординаты. При перекрытии точкой графика диафрагмы 10 срабатывает фотоумножитель //, и по его сигналу код из счетчика 23 величины ординаты

передается в ЗУ. После окончания сканирования по сигналу со схемы ограничения ширины ленты (клемма 50 в зоне холостого хода все ордииать выдаются в ЭВМ. Перед включением в работу электронного

узла устройства считывания на клемму 55 подается сигнал, устанавливающий в нуль управляющие триггеры 16, 29, 19, 26. Работа устройства начинается с поступления сигнала запуска на клемму 15. Этот сигнал устанавливает в единицу тпнггер 16 запуска и в исходное нулевое положение триггер 47. Триггер 16 предназначен для синхронизации систомы развептки с работой электронного узла. Своим единичным выходом триггер 16 откпывает вентиль 17, подготавливая схему к работе. При положеиии зеркала, соответствующем началу отсчета ордццат, на вентиль /7 постзпает сигнал от фотодиода 7. Пройдя вентиль 17, этот сигнал производит необходи ыe установки на триггерах 47, 56, 52, 61, сбрасывает в нуль счетчик 23, устанавливает при помощи диодной разделительной схемы 21 в единицу первый триггер регистра 36, а остальные - в нуль, выдает на счетчике 39

код «1 и через линию задержки 18 устанавливает в единицу триггер 19. Последний своим единичт1ым потенциальныл выходом управляет группой вентилей ЗУ на выходе блока // генерации. При совпадениц единичных

регистра 36 открывается один из вентилей 20, и через выходную сборку 34 на счетчик 23 начнут иоетупать сигналы с частотой, соответствующей данной зоне сканирования.

В описываемом устройстве предусмотрены два возможных способа отсчета ординат: от фиксированного положения (одного из краев ленты) и от базовой линии, нанесенной на ленте. Каждый сиособ отсчета задается ири помощи переключателя 24. Последний при отсчете от фиксированной базы устанавливается в ноложение а, нри отсчете от базовой линии - в положение в. В первом положении сигналы от фотоумножителя 11 поступают непосредственно через сборку 25 на единичный вход триггера 26, а во втором - на вентили 27 и 28, управляемые соответственно единичным и нулевым выходами триггера 29. Сигнал от первой линии (линии базы) ироходит через открытый вентиль 28 и сбрасывает в нуль счетчик 23, после чего отсчет производится от этой линии. Этим же сигналом через линию задержки 31 триггер 29 устанавливается в единицу. Остальные сигналы от фотоумножителя 11 поступают через вентиль 27 и сборку 25 на триггер 26.

При поступлении сигнала от фотоу множителя 11 на триггер 26 в момент перекрытия диафрагмы 10 изображением линии графика открывается вентиль 32. Очередной импульс заполнения (после поступления на счетчнк 23 через линию задержки 33 и вентиль 32 ноступает на выдачу кода счетчика 23 в запоминающее устройство, сбрасывая при этом триггер 26 в нуль. Сигнал с вентиля 32 поступает на счетный вход «-j- счетчика 39, чем обеспечивается выбор ячейки ЗУ для записи ординаты следующего графика.

Поочередное подключение соответствующих выходов фиксированных частот схемы генерации достигается при помощи цепочки 22 линий задержки, каждая из которых рассчитана на задержку еигнала от веитиля 17 на время, равное времени сканирования одной зоны поля считывания. По мере продвижения сигнала от вентиля 17 по цепочке при помощи разделительной схемы 21 поочередно устанавливаются в положение «1 управляющие триггеры регистра 36, подключая тем самым к сборке 34 соответствующие выходы схемы генерации 57.

Счетчик 39 с дещифратором 40 используется также для контроля наличия сбоев, визуальных помех и пересечений кривых. Перед началом работы переключатель 43 устанавливается в положение, соответствующее количеетву записей на ленте. После окончания каждого сканирования схемой ограничения щирины ленты вырабатываетея сигнал, поступающий па общую точку переключателя 43, через линию задержки 49 на опрос вептиля 46 и на едииичпый вход триггера 61. Последний запоминает сигнал конца сканирования ленты, тождественны сигналу готовности ординат. При наличии разрывов линий графиков.

пересечении их наличии номех па ленте код счетчика 39 не совпадает с кодом номера контакта переключателя 43. Сигнал конца сканирования через переключатель и разделительную схему 42 посылает на счетчик 39 код, соответствуюнип- количеству графиков на ленте. При этом на счетчике производится сложение по модулю 2. Если число иа счетчике 39 равно числу графиков на ленте, то

счетчик нрини: ает нулевое состояние, в противном случае - его состояние отлично от нуля.

Тогда инвертор 45 нулевой щины дешифратора 40 открывает вентиль 46, и сигнал через

линию задержки 49 проходит вентиль 46, еборку 51 и устанавливает триггер 52 в единичное состояние, фиксируя наличие помехи, пересечения или разрыва линии графика. Для обнаружения точки пересечения кривых, размеры которой меньще итага считывания, сигиал с фотоумиожителя // подается на опрос вептиля 55, одновременно на установку триггера 56 в единицу и через линию 57 задержки и сборку 58 - на сброс того же триггера в

НУЛЬ. Так как в иачале считывания триггер 56 находится в нулевом состоянии, то первый сигнал от фотоумножителя не проходит через вентиль 55. По если за этим сигналом последует второй через время, меньщее времени задержки на линии 57, то следующий сигнал проходит вентиль 55, свидетельствуя о еближении кривых на критическое расстояние, после которого с большой вероятностью можно ожидать нересечение или слияние кривых.

Это положение также запоминается на триггере 52 установкой последнего в единицу.

Выдача ординат в ЭВМ из устройства считывания происходит после окончания сканирования. Схема формирования сигнала окончання сканирования рассчитана на восемь возможных размеров ширины ленты, задаваемых переключателем 66. В начале сканирования иа переключатель поступает сигнал от входа фотодиода 7 и устанавливает при

помощи разделительной схемы 67 на счетчике 68 код, дополняющий код номера контакта, соответствующего определенной ширине ленты. Каждому размеру ленты соответствует отверстие на диске 5. При вращении зеркала с

фотодиода 8 на счетчик 68 поступают сигналы. Сигнал переполнения счетчика, очевидно, соответствует моменту прохождения отверстия, ограничивающего заданный размер ширины ленты. Этот сигнал разрешает выдачу

кода ординат (и помех) из ЗУ в ЭВМ. Машина приступает к перезаписи ординат в свою память. До момента выработки сигнала она может работать по произвольной программе, причем время выполнения любой операции

меньще времени холостого хода зеркала. Для такого режима совместной работы устройства счит. и ЭВМ необходимо после окончания каждой операции машины опрашивать состояние триггера 61. Это делается сигнало м,

Если триггер 61 установлен в единичное состояние, то формируется сигнал, кото) устанавливает на регистре команд ЭВМ к.1Д операции обращения к устройству считывания, сбрасывает в нуль триггер 47 и через переключатель 43 восстанавливает на счетчике 39 код количества счнтанных в )м сечении ординат. При выполнении команды обраш,ения к устройству считывания машина вырабатывает сигнал опроса ЗУ, который выдает код ячейки в ЭВМ. Кроме того, этот же сигнал (сигнал с клеммы 41) через вентиль 53 опрашивает триггер 52 наличия сбоев или пересечений и при наличии последних в виде сигнала с клеммы 54 поступает в определенный разряд (например, знаковый) машинного слова. Снгнал с клеммы 41 уменьшает на единицу код счетчика 39 и через линию задержки 64 опрашивает вентиль 44, управляемый нулевой шиной дешифратора 40. Если код счетчика 39 отличен от нуля, то вентиль 44 закрыт, и машина повторяет обращение к устройству, если же он равен нулю (все ординаты выданы в ЭВМ), то вентиль 44 выдает сигнал на клемму 65, который возвращает на регистр команд ЭВМ команду, на которой была прервана программа.

Обработке введенного с ленты материала с целью раенознавания пересекающихся графиков, «восстановления разрывов в графиках и исключения помех может осуществляться одновременно с вводом по специальной программе. Однако при этом эффективное использование машинного времени будет только в том елучае, если цикл работы машины занимает все время между двумя считываниями информации из ЗУ, в связи с этим рекомендуется вначале ввести информацию е огдельного участка ленты и лишь потом без перерывов на обращение к уетройству считывания производить распознавание пересечения кривых и выделение помех, а во время ввода графиков производить работу по независимой программе.

Один из возможных вариантов блока // генерации и.мпульсов заполнения показан на фиг. 4. Его целесообразно использовать, если счет ординат производится только от фиксированной базы. Тогда положение сканирующего луча однозначно определяется кодом счетчика 23 ординаты. Границы зон квазилинейного еканирования при этом задаются сигналами на выходных щинах дешифратора 69 счетчика 23. Шинам соответствуют коды счетчика, граничные для двух смежных зон. С этой целью выход вентиля /7 подключен к разделительной схеме 2J, с которой соединены также выходы триггеров счетчика 23. Выходы разделительной схемы подаются на необходимые входы триггеров регистра 36, обеспечивая поочередно установку в единицу всех его триггеров. Соединение остальных элементов блока // аналогично описанному ранее.

При сканировании поля считывания сигнал с вентиля 17, пройдя разделительную схему 21, устанавливает в единицу первый триггер регистра 36, а остальные - в нуль. При этол; подключается на сборку 34 генератор, соответствующий первой зоне считывания. Когда код счетчика 23 достигнет граничного значения, между зонами на первой шине дешифратора 69 возникает сигнал, который через разделительную схему 21 устанавливает в единицу второй триггер (остальные в нуль), подключая следующий генератор и т. д.

Предмет изобретен и я

1.Устройство для считывания осциллограм г, содержащее оптико-механическую систему развертки с диском синхронизации и

фотоэлементами, генератор импульеов заполнения, счетчик величин ординат, дешифраторы, триггеры и логические ехемы, отличающееся тем. что, с целью упрошения кoнcтp acции устройства, выходы генератора импульсов заполнения е фикеированными частотами, соответствующими зонам поля считывания, подключены к импульепым входам вентилей соответетвующих зон, одни из управляющих входов каждого из которых соединен

с единичным выходом триггера начала считывания, вторые управляющие входы - с единичными выходами триггеров зон, а выходы вентилей подключены ко входам схемы «ИЛИ, выход которой подключен ко входу

счетчика величины ордннаты и через линию задержкн - к импульсному входу вентиля выдачи ординат; выходы триггеров зон через диодную разделительную схему соединены с выходом вентиля начала счт тывания

и выходами последовательно соединенных линий задержки.

2.Устройство но п. I, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при считывании пересекающихся и близко раеполол ;енных графиков с использованием вычислительной машины, оно содержит оперативное запоминающее устройство, числовые вход1з которого соединены с выходами счетчика величины ординаты, входы управления записью

и выдачей накопленной информации в электронную вычислительную машину - с выходами дешифратора счетчика графиков, а входы записи - с выходом вентиля выдачи ординат; импульеные входы опроса ячеек оперативного запоминающего устройства соединены с шиной опроса устройства управления электронной вычислительной машины; выходы оперативного запоминающего устройства подключены к приемному регистру вычислительной машины.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью еокращения времени ввода информации в вычислительную мащнну, выход схемы, вырабатывающей сигнал конца

11

триггера запоминания этого сигнала, единичный выход этого триггера подключен к управляющему входу вентиля, импульсный вход которого соединен с клеммой шины окончания очередной команды независимой программы вычислительной машины, а выход этого вентиля - с шиной прерывания работы вычислительной машины и через схему «ИЛИ - с переключателем числа графиков на ленте; выход шины опроса устройства управления вычислительной машины соединен с импульсными входами опроса ячеек оперативного запоминаюшего устройства и -через линию задержки - с импульсным входом вентиля ввода прочитанной информации в вычислитель12

ную машину, управляюший вход этого вентиля соединен с нулевым выходом дешифратора счетчика графиков, а его выход - с шиной ввода прочитанной информации в вычислительную машину и через схему «ИЛИ - с нулевым входом триггера запоминания сигнала конца сканирования.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности задания зон квазилинейного сканирования при отсчете ординат графиков от фикси-рованной базы, выходы дешифратора счетчика велпчипы ординаты, соответствуюшие кодам границ зон, подключены через разделительную схему ко входам триггеров зон.

/ в

f.J.5

/ .&-

n;;:ii