Масштабно-временной преобразователь сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к области обработки знакопеременных напряжений, закон изменения которых соответствует видеоимпульсным случайным электрическим сигналам, и может быть использовано для спектрального анали за с последующей регистрацией резуль татов .последнего. Известны устройства, предназначен ные для масштабно-временного преобразования импульсных сигналов, содержащие запоминакндую электроннолучевую трубку и предназначенные для обработки только однополярных электрических сигналов. Так как при масштабно-временном преобразовании расчет ведется от момента запуска строч ной развертки, то результат преОбразования содержит, кроме полезной информации, дополнительную в виде постоянной составляющей сигнала. Присутствие постоянной составляющей обуславливает потерю информации о знаке обрабатываемого сигнала 1. Из известных масштабно-временных преобразователей сигналов наиболее близким по технической сущности и . достигаемому результату является пре образователь, содержащий двух 1учевой потенцигшоскоп, входной блок, подключенный к блоку развертки записи, непосредственно соединенному с горизонтально-отклоняющими пластинами записи и модулятором записывающего электронного прожектора потенциалоскопа, с вертикгильно-отклоняющими пластинами записи - через смеситель записывающего электронного прожектора, причем последний подключен также к ангшизатора спектра и к нулевому выходу триггера, счетный вход которого соединен с выходсм блока разверток записи, а единичный выход подключен к одному из входов смесителя считывающего электронного прожектора, другой вход которого соеда1нен с блоком разверток считывания, подключенного к горизонтально-отклоняющим пластинам считывания, к мддулятору считывающего электронного прожектора и к нулевому ВЫХОДУтриггера, а выход соединен с вертикально-отклонякадими пластинами считывания, преобразователь код-91налог , выход которого подключен к анализатору спектра, второй выход последнего соединен с блоком разверток записи, усилитель-формирователь, подключенный к сигнгшьной пластине и сопротивление нагруз ки 2 . Недостатком этого устройства является невозможность масштабно-врем ного преобразования знакопеременных электрических сигнешов из-за искажения постоянной составляющей. Цель изобрет.ения - устранение ис жейия постоянной составляющей. Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее двухлучевой потенциалоскоп, входной блок, подключенный к блоку разверток записи, непосредственно соедине ному с горизонтально-отклоняющими пластинами записи и модулятором записывакндего электронного прожектора потенциалоскопа, а с вертикальноотклоняннцими пластинами записи через смеситель записывающего элект ронного прожектора, причем последний подключен также к выходу анализатора спектра и к нулевому выходу, триггера, счетный вход которого сое динен с выходом блока разверток записи, а единичный выход подключен к одному из входов смесителя считывающего электронного прожектора, другой вход которого соединен с блоком разверток считывания, подключен ным к горизонтально-отклоняющим пластинам считывания, к модулятору считывающего электронного прожектора и к нулевому выходу триггера, а выход соединен с вертикально-откло няющими пластинами считывания, преобразователь код-аналог, выход которого подключен к анализатору спектра, второй выход последнего соединен с блоком разверток записи; усилитель-формирователь, подключенный к сигнальной пластине .и сопроти лению ее нагрузки, дополнительно введены компаратор, линия задержки, блок определения знака, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй через компаратор, а третий непосредственн к блоку разверток считывания, а выходы его соединены с преобразователем код-аналог, причем третий выход подключен к преобразователю код-аналог через линию задержки, блок определения знака задержки состоит из двух идентичных каналов, выполненных в виде последовательно соединенных входных элементо И, между выходами которых включен элемент ИЛИ, бланкируемых элементов И и триггеров знака, другие входы которых соединены и являются третьи входом блока, нулевой выход Триггера знака первого канала соединен с даугим входом бланкируемогр элемеяг .та И второго канала, и нулевой выход триггера-знака второго канала соединен с другим входом бланкируекюго элемента И первого канала, при этом первый вход входного элемента первого канала, являющийсяг первым входом блока, соединен через элемент НЕ с вторым входом входного элемента И второго канала, а первый вход последнего, являющийся вторым входом блока,соединен через другой элемент НЕ с вторам входом входного элемента И первого кангша. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит двухлучевой потенциалоскоп 1, входной блок 2, подключенный к блоку :J разверток записи, непосредственно соединенному с горизонтально-отклоняющими пластинами 4 записи и модулятором 5 записывающего электронного прожектора потенциалоскопа 1, а с,вертикально-отклоняющими пластинами б записи - через смеситель 7 записывающего электронного прожектора, причем последний подключен также к выходу анализатора 8 спектра и к нулевому выходу триггера 9, счетный вход которого соединен с выходом блока 3, а единичный выход подключен к одному из входов смесителя 1.0 считывающего электроннного прожектора, другой вход которого соединен с блоком 11 разверток считывания подключенным к горизонтально-отклоняющим пластинам 12 считывания, к модулятору 13 считывающего электронного прожектора и к нулевому выходу триггера 9, а выход соединен с вертикально-отклоняющими пластинами 14 считывания, блок 15 определения знака, первый вход которого подключен через усилитель-формирователь 16 к сигнальной пластине 17 и сопротивлению 18 ее нагрузки, второй и третий вход - к блоку 11 разверток считывания, при этом второй вход через компаратор 19, а Третий - непосредственно, причем два его выхода соединены непосредственно, а оставшийся - через линию задержки 20 с преобразователем код-аналог 21, выход которого подключен к анализатору 8 спектра, второй выход последнего- соединены с блоком 3 разверток записи. Блок 15 состоит из двух идентичных каналов, выполненных в виде последовательно соединенных входных элементов И 22, и 23, между выходами которых включен элемент ИЛИ 24, бланкируемых элементов И 25 и 26, и триггеров 27 и 28 знака, оставлшеся входы которых сведены и являются третьим входом блока 15, а нулевой выход триггера 27 знака первого канала соединен с оставшимся входом бланкируемого элемента И 26 второго канала, аналогично нулевой выход триггера 28 знака второго канала соединен с оставшимся входом бланкируемого эле- мента И 25 первого канала, причем . первый вход входного элемента .И 22 первого кансша, являняоийся первым входом блока 15, соединен через элемент НЕ 29 со вторым входом входного элемента И 23 второго канала, а первый вход последнего, являющийся вторым входом блока 15, соединен че0ез другой элемент НЕ 30 с вторым вх дом входного элемента И 22 первого канала. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии лучи записы вающего и считывающего электронных прожекторов заперты и смещены в сер дины областей первого и второго суб кадров соответственно. Исследуемый сигнал через входной блок 2 поступа ет в блок 3 разверток записи и пере :водит устройство В режйм записи.Ёло 3 вырабатывает пилообразное напряжение кадровой развертки записи, по тупающее на горизонтально-отклоняющие пластины 4 записи, также выраба тывает импульс подсвета луча записи поступающий на модулятор 5 записывающего электронного прожектйра. Через смеситель 7 записывающего эле ронного прожектора входной сигнал поступает на вертикально-отклоняющие пластины б. В режиме записи про исходит вписывание изображения вход ного сигнсша в первый субкадр мишени. Импульс конца записи, генерируемый блоком разверток записи, пос тупает на счетный вход триггера 9 и устанавливает его в состояние единица, при этом по входу смес теля 8 записывающего электронного прожектора подключается низкий потенциал, а по входу смесителя 10 считывающего электронного прожектора- высокий, и записывающий луч сме щается в область второго субкс1дра, а считывающий - в область первого. Одновременно импульс, сформированны в блоке 11 из перепада напряжения на выходе триггера 9, запускается развертка считывания. В режиме считывания последовательно развертываются ординаты осцил лограммы входного сигнала, записанного в первом субкадре. Блок 11 формирует растр считывания и импульс подсвета прямого хода луча, поступающего на модулятор 13 считывающего прожектора, при этом он работает в режиме автоколебаний. Длительность кадровой развертки считывания опЕзеделяют в зависимости ,от длительности кадровой развертки записи и требуемого коэффициента масштабно-временного преобразования где Т„,- длительность кадровой развертки записи; К - коэффициент масштабно-временного преобразования. Длительность импульсов подсвета, поступающих на модулятор 13 считывающего электронного прожектора, определяется длительностью прямого хода строчной развертки, отклоняющей луч по вертиксши. Число строк считывающего растра определяется в соответствии с требуемой точностью преобразования непрерывного сигнала, поступающего на анализатор 8 спектра. При пересечении считывающего луча с , линией зарядного рельефа .осциллограммы записанного сигнала на сопротивлении 18 нагрузки сигнальной пластины 17 потенциалоскопа 1 выделяется импульс-отметка, который обрабатывается в усилителе-формирователе 16 и поступает на вход первого канала блока 15, на вход второго канала этого блока определения знака поступает импульс с выхода компаратора 19, а на его вход подается пилообразное напряжение строчной развертки считывания. Уровень компарации установлен так, что импульс на выходе компаратора появляется в момент прохождения считывающего луча середины субкадра. В зависимости от временного положения импульса-отметки относительно импульса, вырабатываемого компаратором, в блоке 15 определения знака при помощи триггеров 27 и 28 определяется знак ойдинаты осциллограммы записанного сигнала относительно середины субкадра, которая соответствует нулевому уровню. Единичные выходы триггеров 27 и 28 заведены в преобразователь код-аналог 21. Перед началом кгикдой строки считывания, импульс, выработанный в блоке 11, поступает на входы установки нуля триггеров 27, 28 и устанавливает их в состояние нуль, Если за период строки считывающего луча первым появляется импульсотметка на выходе компаратора, то он поступает и на вход второго канала блока 15 и, пройдя через входной элемент И 23, бланкируемый элемент И 26, устанавЖ1вает триггер знака в состояние единица при этом к входу блока код-аналог 21 прикладьтается высокий потенциал, а по второму входу бланкируемого элемента И 25 второго канала - низкий, который бланкирует второй импульсотметку, поступаиощий на первый вход элменты И 25 через входной элемент И 22 первого канала от усилителяформирователя 16. Аналогично работает устройство, если за период строки считывающего. луча первым появляется импульс-отметка на выходе уейлителя-формирователя 16, устанавливающий в состояние единица триггер 27 первого канала. В случае одновременного появления импульсов-отметок, они через элементы НЕ 29 и 30 бланкируют один другого по входам входных элементов И 22 и 23 и не воздействуют на триггеры 11 и 28. Импульсы-отметки с выходов,входных элементов И 22 и 23 через элемент ИЛИ 24 и линию задержки 20, которая позволяет разделить во времени первый импульс-отметку от положительного периода напряжения на единичном выходе триггеров 27 и 28, поступают на вход преобразователя код-аналог 21, в котором под воздействием импульсов отметок и с учетом знака ординаты,котохшй определяют триггеры 27 и 28, происходит амплитудная модуляция последовательности импульсов по закону изменения ординат записанного сигнала и последующая фильтрация. Яа выход преобразователя код-аналог 21, связанный с анализатором 16, после преобразования поступает аналоговый сигнал в преобразованном масштабе времени. Частота появления сигналов на выходе преобразователя код-аналог 21 определяется частотой кадро вой развертки считывания. Сигнал, поступанхций в анализатор 8 спектра, переводит его из жду щего режима в режим анализа, при ко тором происходит одновременно считы вание исследуемого сигнала в област первого субкадра и запись результатов анализа во втором субкадре мише ни записывающим лучом. Луч записи отклоняется блоком 3 по горизонтали по вертикали - напряжением с выхода анализатора 8 спектра. По окончании анализа блок 3 выдает импульс конца анализа, формирующий из обратного хода кадровой пилы записи и перевод щий устройство в режим считывания. В режиме результат анализа, записанный в виде осциллограммы на втором субкадре, считывается растром считывания. Взаимодействие блоков устройства при считывании результатов анализа такое и при считывании входного сигнала. Триггер 9 смещает записываюйщй луч в область первого субкадра, где во время считывания может быть записан очередной входной сигнал для последующего анализа Использование компаратора, блока определения знака и линии задержки выгодно отличает предлагаемый масшта но-временной преобразователь импульс ных сигналов от извесггного, так как позволяет производить обработки знакопеременных электрических сигналов и существенно расширяет области при :менения устройства. Формула изобретения Масштабно-времённой преобразователь сигналов, содержгиций двух-лучевой потенциалоскоп, входной блок, подключенный к блоку разверток записи, непосредственно соединенному с горизонтально-отклоняющими пластинги-ш записи и модулятором записывающего электронного прожектора потенциалоскопа, с вертикально-отклоняющими пластинами записи - через смеситель записывающегоэлектронного прожектора,, причем последний подключен также к выходу анализатора спектра-и к выходу триггера, счетный вход которого соединен с выходом 6ЛОК& разверток записи , а единичный выход подключен к одному входу смесителя считывающего злектронного прожектора, другой вход которого соединен с блоком разверток считывания, подключенным к горизонтально-отклоняющим пластинам считывания, к модулятору считывающего электронного прожек.тора и к нулевому выходу триггера, а выход соединен с вертикгшьно-отклоняющими пластинами считывания, преобразователь код-аналог, выход которого подключен к анализатору спектра, второй выход последнего соединен с блоком разверток записи, усилитель-формирователь, подключенный к сигнальной пластине сопротивлению нагрузки, о т л и чающийся тем, что, с целью устранения искажений постоянной составляющей, введены компаратор, линия задержки, блок определения знака, первый вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, второй через компаратор и третий непосредствен|1О - к блоку разверток считывания, а выходы его соединены с преобразователем коданалог , .причем третий выход подключен к преобразователю код- аналог через линию задержки, блок определения знака состоит из двух идентичных каналов,выполненных в виде последовательно соединенных входных элементов И, между выходами которых включен элемент ИЛИ, бланкирует«ых элементов И и триггеров знака, другие входы которых соединены и являются третьим входом блока, нулевой выход триггера знака первого канала соединен с другим входом бланкируемого элемента И второго канала и нулевой выход триггера знака второго канала соединен с другим входом бланкируемого элемента И первого канала, при этом первый вход входного элемента И первого канала, являющийся первым входом блока, соединен через элемент НЕ с вторым входом входного элемента И второго канала, а первый вход последнего, являющийся вторым входом 9679887 блока, соединен через другой элемент НЕ с вторым входом входного элемента И первого канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство 231233, кл. Н 04 N 5/00, 27.11.67, 2.Авторское свидетельство 247639, кл. Н 04 N 3/00, 14.03.68.

ВхоЗ

Выход

L