Динамическое запоминающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G11C21/00 

(54) ДИНАМИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в блоках динамического кодирования и за- -« поминания аналого-цифровых вычй(6лите,пьных устройств, а также в аппаратуре преиизионного анализа и измерения параметров сигнала быстропротека ощих случайных процессов. Известны динамические запоминающие устройства (ЗУ), позволяющие хранить временные интервалы и амплитуды и со- . держащие линию задержки, усили тел ц блоки квантования, формирования и Синхронизации tljНаиболее близким к изобретению техническим решением является динамическое запоминающее устройство, содержащее блок синхронизации, выход которого соединен с входом усилителя считывания и входом накопительного элемента, выход которого подключен к первому входу блока синхронизации, ключ, тшны записи и считывания, информационную и выходную шины 21. Известное устройство имеет, BO-nef вых, малый диапазон запоминаемых дискретных амплитуд сигнала ,, который определяется количеством последовательно включенных туннельных диодов, с увеличением числа которых повыийются требования к мощности циркулирующих импульсов, возрастает неравномерность шага квантования, что приводит к вырождению характеристики квантования, а также панает помехоустойчивость, приводящая к полной потере работоспособности устройства; во-вторых, низкую разрешающую способность, из-за суи1ествующей неопределенности, обусловленной большим шагом квантования, который определяется характеристиками ту11нельных диодов, а также неравномерностью шага квантования из-за неидентичности их параметров, в-третьнх, минимальную информационную емкость, так как в известном устройстве неврзмож го одновременное хранение ин 1юрмаиии об амплитудах потока импульсов, а хранится лишь амшгитуда одного импульса. Крома того, в известаом устройстве отсутствует возможность, наряду с хранением ампяйтудьт импульсаS ОЕНовременно хранить ин(}х рмааик о моменте его П05шленй5 относительно реально текуше го астрономического врамени а также о временном положении импульса в потоке сигнала, что является весьма важным при измерении и акаянзе параметров высокоинтенсивкых стохастических потоков, являющихся основной областью использования анапого-яииамйческйх ЗУ и служа-, щйх причиной дан их разработки. Цепь изобретения, увеличение информационной емкости устройства. Поставленная цепь постигается тем, чго в устройство введены цатчяк времени коммутаторы, блок выборки, блок ннфро вой памяти, распределитель, компаратор, преобразователь время - код, счет нк, генбратор яйнейно изменя ющегося напряжения, формирователь, СВЧ-генератор, фикса тор первого имп ул ьса и элемент ИЛИ, выход которого через счетчик соединен с первым входом блока цифровой памяти, второй вход блока цифровой па мяти соединен с первым входом ключа и шиной записи, третий вход - с одjfflM из входов блока выборки, четвертый вход - с выходом преобразователя время - код и первым входом первого комм татора. Пятые входы блока цифровой памяти подключены к первым входам формирователя, а выход - к вь1ходу устройства, одни из входов компаратора соединены с выходом генератора линейно-изменя1ющегося напряжения, другие входы с выходами распределителя, одни на входо котЬрого соединены с первым выходом бл ка выборки и одним из входов генератора линеййо-изменяющегося напряжения, другие входы - с выходами которого ком мутатора, вход которого подключен к вы ходу ключа, к второму входу формирователя и к одному iia входов датчика врем ни, дрзггой вход которого соединен с од.ним из входов блока выборки и входом - генератора, второй выход блока борки соединен с другим входом генератора линейно-изменяющегося напряжения с вторым входом ключа и с третьим вхо дом формирователя, третий вход блока выборки подключен к второму входу первого коммутатора, третьи входы которог соединены с шинами считывания соопзет ственно, четвертый вход первого KOTviMyT тора соединен с другим 1: ходом датчика ремени и выходом фиксатора первого им , пятый вход первого коммутатора оединен с выходом усилителя счигыва ня НС одним ИЗ входов 4 |гксатора перво о импульса, выход первого коммутатора оединен с входом преобразователя время од и ощгам из входов элемента ИЛИ, друой вход которого соединен с выходом ор иирователя, вторым входом блока синронизапии и другим входом 4 ксатора ервого импульса, вход СВЧ - генератора оединен с третьим входом блоке синкронза Шй и чегеертым входом формароратея. На фйг. 1 представлена блок-схема устройства; на 4 2 - временная Е ваграма его работы. ;у Устройство содержит блок 1 сикхронйзаиии, выход которого соедшген с усилителем 2 считывания и входом накопительного элемента 3, ключ 4, датчик S времени, соединенный с блоком 6 выборки, который подключен к генератору 7 линейно изменяющегося напряжения, связанному с распределителем 8 и компаратором 9, соединенным с блоком 10 11ифровой памяти и формирователем 11, соединенным с фиксатором 12 первого импульса и элементом 13 ИЛИ, подключенным к счетчику 14, СВЧ - генератор 15, коммутаторы 16 и 17, первый из которых соединен с преобразователем 18 время - код. Ключ 4 соединен с информационной шиной 19 и ипшой 20 записи, коммутатор 16 - с пинами 21 я 22 считывания, блок 10 цифровой памяти - с выхопной шиной 23, Полный никл работы устройства включает:а) выборку конкретной реализации потока сигналов с случайнглми амплитудновременными параметрами; б) определение и фиксацию координат временного положения первого регистрируемого импульса потока относительно шкалы текущего астрономическо1Ч) времени;в)преобразование случайного двухпараметрического потока сигналов в однопараметрический поток-носитель информации о параметрах исходного потока и его привязку к фазе опорного СВЧ-сигнала; г)запись однопараметрического потока-носителя в долговреMGHHjTo аналоговую память, а также кода групповых признаков равных амплитуд импульсов потока и их порядковых координат в цифровое ЗУ; и) хранение информации; е)считывание . | ж)накопление. .. При этом, стохастический потюк, подлежащий запомшшнию, nocTjTiaeT на ин%)рмационную шину 19 ключа 4, который по сигналу запись с шиной 20 открыва ется, в результате чего по первому импульсу потсйса, прошедшему через ключ 4, сишфоняо запускаются блок 6 выборки, фа зируемый СВЧ-генератор 15 и происходит запись с выхода датчика 5 времени текущего значения реального време т, соответствующего моменту появления первого регистрируемого сигнала и определяющего координаты временной привязки сигналов потока в цифровой блок 10 памяти. При этом, поток сигналов с выхода ключа 4 поступает на вхъд коммутатора 17, который осуществляет рассортировку In сигналов потока по и выходам коммутатора 17 с установлением связи между К-м импульсом потока и К-м выходом коммутатора 17, в результате чего П импульсов потока с выходов коммутатора 17, в порядке их следования, распределявзтся на входы расйредепителя 8, который фиксирует амплитуду поступившего на него импульса и расширяет его на это уровне. Импульсы с выходов распрепели-теля поступают на входьт компбрато да 9. Одновременно кзухпараметрический .случайный поток с выхогэ ключа 4 посту пает на вход формирователя 11, который осуществляет формирование и стандартизацию пришедших на его входы сигналов с привязкой каждого к фазе колебания СВЧ-генератора 15, в результате чего входная последовательность сигналов с случайными амплитудами и временем их следования преобразуется в однопара: метрический поток, имеющий равные длительности и амплитуды сигналов и несупшй информацию 1Ч)лько о времетш их следования. При этом однопарамекрическй поток-носитель с выхода формкроватеяв 11 через блок 1 сйнхронизацик постуяа&г на хранение в зону 24 (({мг. 2) накопительного элемента 3, прецставляющего собой замкнутый ре1Шркуяя1и О1П Ый контур, образованный элементом 25 задержки и линейным усилнтеяем 26. При поступлении импульса с выхода 2 блока б аакрываотся ключ 4, аапускаетс генератор 7 линейно иаме105ющегося напр жения, в результате чего линейно-растущее напряжение на его выходе поступает на вторые входы компаратора 9, где огю сравнивается с уровнями напряжений, поступаюшцх с выходов распределителя 8, В момент равенства напряжений на выходах появляются импульсные сигналы, моменты формирования передшгх фронтов котбрых схэвпапают с мbмeнтa то равенства напряжений на входах компаратора При этом интервалы времени между импульсом запуска генератора 7 и выходкь ми сигналами компаратора являются результатом кодирования амплитуд импульсов потока в временной интервал. Далее импульс запуска генератора 7 и имп5шьсы с выходов компаратора 9 поступают на вход формирователя 11, который осуществляет преобразование входных сигналов, поступающих по. параллельным каналам, во временную последовательность, а также формиропанио и стандартиза- ПИЮ импульсов последовательности с одновременной привязкой их к фазе опорного колебания СВЧ-генератора 15, что обеспечивает их жесткую временную дискретйзашгю, обуславливающую высокую разрешающую способность устройства. Одновременно, в )1ходные сигналы компаратора 9 в виде я -разрядных слов поступают а входы записи кода цифровогоблока памяти 1О. При это-м, записью слов кода амхшйтущгого распределения потока в блок 1О управляет временная ошгопараметрическая поспедоЕ атеяыгость, являющаяся вpe feнным эквивалентом перекоцнровакных амплитуд сигналов потока, с выхода форыкроватепя 11, каждый кмп,ульс которой соотв ;тствует моменту срабатывания компаратора 9 и является сигналом записи его выходных сигналов, существующих в этот момент, а таюке, поступая через элемент ИЛИ 13 на вход счетчика 14, каждый импульс этой по- , слодовательности однозначно определяет адреса зйпкси п -разрядных слов кода . амплитудного распределоння потока. Одновременно, однопараметрическая последовательность икшульсов, являющаяся временным эквиваяектом перекодированных амплитуд сигналов потоки, с выходаформирователя 11, через блок 1 скнх юнизании по-, ст5пгеает на хранение в зону 28 накопи- тетького элемента 3 памяти, в .зоне 24 которого находится patsee поступившая оанонараметрическая последовательность, несущая ин||юрмацию о временном рас- t предеяенш слу гайгого потока. С прихо- ji

дом на входы сброса компаратора и генератора 7 линейно-изменяющегося напряжения импульса с выхода 29 блока б выборки последние разряжаются до исходного состояния, а цикл кодирования и записи информации на этом закашливается. Таким образом, за время, равное периоду циркуляции исходная информация, распределенная по зонам 24 и 28, оказывается в аналоговой памяти и с момента Т начинается ее циркуляция по замкнутому рециркуляционному контуру, т.е. Начинается процесс хранения.

Стабилизация каждого цикла рецирку-. ляции (хранения) однопараметрического потока-носителя осуществляется путем вынужденной синхронизации периода циркуляции каждого импульса потока-носителя опорным колебанием СВЧ-генератора 15, поступающим на управляющий вход блока 1 синхронизации замкнутого рециркуляционного контура, который обеспечивает жесткую привязку временного положения каждого импульса хранимого потока-носителя к фазе опорного СВЧколебания на каждом цикле рециркуляции.

В результате, все флюктуации периода возникающие в рециркуляционном контуре, компенсируются синхронизацией его периода высокостабильным колебанием СВЧгенератора 15. При этом, осуществляется полный перенос исходной стабильности СВЧ-генератора на стабильность шкалы устройства. Считывание хранимой информаиии начинается в момент Т и осуществляется при наличии на входах коммутатора 16 одного из сигналов Считывание зоны 24 или Считывание зоны 28 по шинам 21 и 22. При поступлении сигнала Считывание зоны 24 коммутатор 8 последовательно на каждом цикле считывания ос5таествляет выборку соседних пар импульсов зоны 24 циркулирующего потока-носителя. Синхронизация начала выборки на каждом цикле считывания зоны 24 осуществляется первым импульсом потока-носителя, поступающим на вход коммутатора 16с выхода фиксатора первого импульса 12. В.резулЬтате, в ёЧёнИецййла считывания на вход преобразователя 18 поступает один из врометшых интервалов хранимой временной последовательности зоны 24, цифровой код величины- которого с выхода преобразователя 18 записывается в блок 10, При этом конец преобразования текущего интервала времени

в цифровой код фиксируется преоб11азоватолем 18, выходной сигнал которого, поступая на вход коммутатора 16, разрешает следующий цикл считывания, начало

которого соответствует выходному сигналу фиксатора 12.

Считывание зоны 28 происходит аналогично считыванию зоны 24, отличие состоит в том, что при наличии сигнала

Считывание зоны 28 на вход преобразователя 1 8 последовательно на каждом цикле считыр1тия зоны 28 поступают, не интервалы хранимой временноД последовательности, а интервалы времени, образованные импульсом-меткой, которым является циркулирующий импульс запуска генератора 7 и каждым импульсом потока-носителя зоны 28. При этом на вход преобразователя 18 поступают интервалы времени, являющиеся временными эквивалентами перекодированных амплитуд сигналов потока, общей точкой отсчета которых является импульс-метка, а сигналами, ограничивающими эти интервалы, являются импульсы потока-носителя зоны 28, порядковые номера которых соответствуют номеру цикла считывания и однозначно определяют адреса записи кода информации об амплитудах сигналов

в блок 10, к-чторые совпадают с адресами ранее записанных и -разпядных слом кода амплитудного распределения сиг,налов, несущих информацию о порядковых номерах сигналов потока с амплитудой, цифровой код величины- которой записывается по совпадающим с тгами адресам. В результате считывания зон 24 w 28 вся информация о параметрах амплитудновременных распределений зарегистрированной реализации потока сигналов оказт.гаается записанной в блоке 10 по соответствующим адресам, номера которых и и -разрядные слова кода амплитудного распределения сигналов потока позволяют независимо от времени хранения однозначно, противопоставить каждому сигналу потока его амплитудно-временные параметры, а также координаты появления каждого сигнала относительно шкалы реального времени по координатам привязки Момента появления регистрируемого сигнала потока, код которых также хранится в блоке 10. После окончания считывания информа JJf „з полтюсромешюй аналоговой памяти, аналоговая информация гасится, а ггроцс-ссы лацоминания о преобразовании многократно повторяются для новых реализаций случайного потока сигналов, информация о параметрах которых накапливается в блоке 10. Следует заметить, что синхронизация каждогр цикла считывания зоны 28 также определяется выходными сигналами фиксатора 12 и преобразователя 18, начало которых определяется сигналом с выхода 30 блока 6, который работает в режиме однократного внешнего запуска по сигналу с выхода фиксатора 12. Привязка начала каждого цикла считывания зоны 24 и зоны 28 к фазе первого цирк лирующего импульса потока-носителя, а также работа блока 6 в режиме оцнокра1 ного внешиего запуска позволили обеспечить четкую синхронизацию .работы уст ройства в режимах считывания независимо от времени хранения аналоговой информации и масштаба ее преобразования преобразователем 18. Формула изобретения Динамическое запоминающее устройство, содержащее блок синхронизации, выход которого соединен с входом усилителя считывания и входом накопительного элемента, выход которого подключен к первому входу блока синхронизации, ключ, шины записи и считывания, информ ционную и, выходную щины, о т л Ич аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения информационной емкости устройства в него введены датчик времени, коммутаторы, блок выборки, блок цифровой памяти, распределитель, компаратор, преобразователь время-код, счетчик, генератор линейно-изменяющегося напряже1гая, форм рователь, СВЧ-генератор, фиксатор первого импуйьса и элемент ИЛИ, выход которого через счетчик соединен с первым входом блока цифровой памяти, второй вход блока цифровой памяти соединен с первым входом ключа и шиной записи, третий вход - с одним из входов блока выборки, четвертый вход - с выходом пре образователя время-код и первым входом первого коммутатора, пятые пход).1 блока цифровой памяти подключены к nepnt.iM входам формирователя, а выход - к выходу устройства, огни из входов компаратора соединены с выходом генератора линейноизменяющегося напряжетгия, другие пходы - с выходами распределителя, одни из входов которого соединены с первым выходом блока выборки и одним из входов генератора линейно-изменяющегося напряжения, другие входы- с В151ходами второго коммутатора, вход которого подключен к выходу ключа, к второму входу формирователя и к одному из входов датчика времени, другой вход которого соединен с одним из входов блока выборки и входом СВЧ-генератора, второй выход блока выборки соединён с другим входом генератора линейно-изменяющегося напряжения, с вторым входом ключа и с TpeTt им входом формирователя, третий вход блока выборки подключен к второму входу пе{1вого коммутатора, третьи вход1 1 которого соединены с счит11пания соответственно, четвертт-гй вход первого коммутатора соединен с другим входом датчика времени и в 1ходом фиксатора первого импульса, пятый вход первого коммутптора соединен с В1 1ходом усилителя считывания и с одним из входов фиксптора первого импул-ьса, выход первого коммутатора соединен с входом преобразователя время - код и о длим ип пходоп элемента ИЛИ, другой пход которого ccvединен с выходом (юрмиропатоля, тпрьгм входом блока синхронизации и другим пходом фиксатора, первого импулгла, ш.гхоп СВЧ-генсратора соединен с третьим .г ходом блока синхротгизаипи и чотпортым t xoдом формирователя. Источники )0рмаиин, принятые во в П1мание при экспертизе 1.Авторское свидетольстпо СССГ O 245181, кл. G 11 С 21/ОО, ЧПОГЗ. 2.Авторское опидетопьстпо СССР №233017, кл. (3 11 С 21/00, 1ПвО (прототип).

5