Централизованная многоканальная счетная система Советский патент 1980 года по МПК G06F15/52 

Изобретение относится к вычисли7 тельной и измерительной технике и мо жет применяться в ядерной электронике для обработки статистических пото ков с выходов детекторов ионизирующи излучений при контроле радиационной безопасности атомных энергетических установок (АЭУ) и в физических экспериментах на ускорителях частиц, а также для построения знаковых, релейных и импульсных коррелометров. Известны централизованные многоканальные счетные системы (МСС) параллельного типа, содержащие предварительные пересчетные схемы в каждом из каналов с устройствами фиксации и переполнения, шифратор каналов, соединенный с блоком памяти на ферритовых сердечниках, элемент И для собирания импульсов со всех каналов, индикатооы и логические элементы ij . Такие системы позволяют -производить накопление импульсов и обработк импульсных потоков и представлять результаты измерения на экране электроннолучевой трубки, на цифрсэвых резисторах, обеспечивают звуковую и световую сигнализацию о превышении измеряемыми величинами пороговых -значений. Недостатками таких централизованных мое параллельного типа, пострбённых на базе ЦВМ,являются их сложность, большое количество электронного оборудования и невысокая надежность в работе. Недостатки специализированных централизованных МСС параллельного типа, т, е. систем, построенных автономно от ЦВМ, - ограниченные функциональные возможности и невысокая точность. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является централизованная счетная система, содержащая распределитель импульсов, первый и второй входы которого подключены соответственно к эталонному генератору и к единичному выходу триггера управления, элементы И и ИЛИ, шифратор каналов, выход которого соединен с одним из входов блока памяти, подсоединенного другим входом к выходу блока элементов И, регистр числа, первый вход и выход которого подк.лючены соответственно к выходу блока памяти и к первому входу блока элементов И, п входов первого элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами шифратора кангшов,п блоков индикации и п пересчетных

схем, выходы которых подключены к ctответствующим входам шифратора каналов и счетным входам первых триггеров переполнения, а входы подсоединены к соответствующим входам блока пропускания, одна группа импульсных входов которого является входами системы, другая группа импульсных входов соединена с соответствующими выходами распределителя импульсов и со входами второго элемента ИЛИ, а потенциальный вход подключен к единичному выходу триггера управления 2 . Недостатком этой системы является большая погрешность вычислений и узкий диапазон изменения усуавок.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения уставок и повышение точности работы системы.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая централизованная МСС содержит цифровой делитель частоты уставок,формирователь серии импульсов ип вторых триггеров перепонения, входы сброса которых соединены со входами сброса первых триггеров переполнения и с выходом третьег элемента ИЛИ, установочные входы вторых триггеров переполнения подключены к выходам соответствующих первых триггеров переполнения, а их выходы - к первым входам п элементов И, вторые входы и выходы которых подсоединены соответственно к нулевому выходу триггера управления и к первым входам соответствующих блоков индикации, подключенных вторыми входами к выходу фиксированной частоты цифрового делителя частоты, к первому входу третьего элемента ИЛИ К третьему входу распределителя импульсов , к единичному входу триггера -управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом блока элементов И и с выходом первого двухвходового. элемента И, а выход подключен ко второму входу регистра числа; импульсный вход перйого двухвходового элемента И подсоединен к выходу первого элемента ИЛИ, к импульсному входу второго двувходового элемента И и к четвертому входу распределителя импульсов, а его потенциальный вход подключен к единичному выходу триггера управления и к потенциальному -входу третьег двуквходового элемента И, соединенноГС импульсным входом с первым входом первого элемента ИЛИ, потенциа1льный вход и выход второго двухвходового элемента И подключены соответственно к нулевойу выходу триггера управления и ко входу формирователя серии импульсов, два выхсзда которого подсоединены к третьим входам соответственно блока элементов И и регистра числа, подключенного четвертым и )пятым входами соответственно квы748.425

ходам третьего двухвходового злемента И и второго элемента ИЛИ, выходы регулируемых частот цифрового делителя частоты соединены с установочными входами соответствующих первых треггеров переполнения.

На фиг. 1 представлена структурна схема централизованной МСС параллельного типа для п измерительных каналов гдеп 3; на фиг. 2 - временные диаграммы работы системы, причем U; означает сигнал (напряжение) на выходе элемента -тым номером.

Система содержит триггер 1 управления, блок пропускания 2, п пересчетных схем 3 J - 3 г, по числу каналов с триггерами , и 5 -5п переполнения, п элементов И 6 - 6п Г| блоков индикации 7 - 7п, шифратор каналов 8, элементы ИЛИ 9, 10, 1 и 12, двухвходовые элементы И 13-15, формирователь серии импульсов 16, блок памяти 17 с блоком элементов И 18 на входе, регистр числа 19, блок уставок 20, цифровой делитель частоты 21, эталонный генератор 22 и распределитель импульсов 23.

Централизованная многоканальная счетная система параллельного типа работает следующим образом.

При включении питания триггеры / 4д - 4 и 5,2 - 5р| устанавливаютЬя в состояние разрешающий потенциал и/1 (фиг. 2) с нулевого выхода 24 триггера 1 управления открывает элемент И 13 и элементы И 5, - бг), а запрещающий потенциал с единичного выхода 25 закрывает элементы И- 14 и 15,- распределитель импульсов 23 и устанавливает блок пропускания 2 в положение, при кото.ром он пропускает сигналы датчиков и не пропускает распределитель импулсов 23.Система начинает работать в ржиме счета числа переполнений.. Через блок пропускания 2 сигналы с датчиков поступают на счетнне входы пересчетных схем 3 - Зр,. При переполнении на выходе пересчётной схемы образуется кмпулъс и, , ъ / который поступает в шифратор каналов 8, а через элемент ИЛИ 9 ( Lg ) и открытый элемент И 13 (U/is ) в формкрова-тель серии импульсов 16. Получив-сигнал переполнения, форми ователь 16 вьздает серию импульсов , которыми сбрасывает регистр числа 19, записывает в него из блока памяти 17 результат предыдущего накопления в том канале, где произошло очередное переполнение и который выбран из соответствующей ячейки кодом шифратора каналов 8, добавляет к информации регистра числа 19 единицу и записывает полученное число в ту же ячейку памяти 17 через элементы И 18, Таким образом в блоке памяти 17 осуществляется накопление импульсов переполнения в каждом сигнальном канале. Это -происходит до тех пор, пока триггер 1 управления находитс в состоянии ноль. Это время равн периоду следования импульсов фи сированной частоты с выхода 26 циф рового делителя частоты 21, перево щего триггер 1 управления в состоя ние единица. Установка порогового значения с та в каждом канале производится с помощью соответствующего переключа ля блока установок 20, которым выбирается частота уставки в единиц триггеров переполнения ц - 4. Им пульсы этой регулируемой частоты о разуются на выходах 27 цифрового д лителя частоты 21. Если средняя частота импульсов t -го детекторй (например 1-го) превышает установленное пороговое значение, то импульс переполнения с выхода пересчетной схемы 3i посту пит на счетный вход триггера перепо нения 4| раньше импульса установки выхода 27 цифрового делителя частот 21 (см. на фиг. 2 сигналы на выходах элементов 2ц и 27), и триггер 4 перейдет из состояния состояние единица с образованием импульса на выходе. Этот импульс , установит триггер переполнения 5 в состояние единица. Через открытый элемент И 6 потенциальный сигнал и 5-1 с выхода триггера переполнения 5 поступит на установочный вход блока индикации 7 и включит соответствующий индикатор превышения порога. Чем выше заданный для данного канала пороговый уровень средней частоты импульсов детектора, поступающих на входы 28 блока 2, тем большим выбирается значение регулируемой частоты на соответствующем выходе 27 цифрового делителя частоты 21. Если измеряемая средняя частота импульсов -го детектора, напри1мер 3-го, не превышает установленное пороговое значение, то импульс установлен в единицу триггера переполнения 4i с выхода 27 цифрового делителя частоты 21 поступит раньше сигнала переполнения пересчетной схемы 3t (см. на фиг. 2 сиг налы на выходах элементов Зз и 27). При этом триггер 4 i также перейдет из состояния ноль в состояние единица, но без образования импул са U на выходе, и поэтому индикат превышения порога не включится. По окончании режима счета числа переполнения на входы сброса блоков индикации 7 - 7п поступает сиг нал выхода 26 цифрового делителя частоты 21. Однако в состояние ноль под действием этого сигнала перейдут только те блоки индикации 7j , на установочных входах которых отсутствует потенциальный сигнал установки в единицу с выхода элементов И 6j, т. е, блоки 7j тех каналов, в которых средняя частота импульсов детектора снизилась в данном измерении до значения, не превышающего пороговый уровень, и триггеры переполнения 5j которых находятся в состоянии ноль, закрывающем элементы И 6j . Таким образом, индикаторы превышения порога выключатся (или останутся выключенными) в тех каналах, где измеряемая величина снизилась до значения ниже порогового уровня (или остается ниже порогового уровня), а в тех каналах, где пороговый уровень превышен и триггеры переполнения 4 и 5 находятся .в состоянии единица, индикаторы останутся включенными. После обновления сигнализации импульсом Uj6 с выхода 26 цифрового делителя частоты 21 триггер управления 1 устанавливается в состояние единица, разрешающий потенциал с его выхода единицы 25 открывает элементы 14, 15 и распределитель 23 и устанавливает блок пропускания 2 в положение, при котором он пропускает сигналы распределителя 23 и не пропускает сигналы детекторов, а запрещающий потенциал с нулевого выхода 24 триггера 1 закрывает элемент И 13 и элементы И б - 6п. Кроме того, этим же импульсом сбрасывается распределитель.23, во все разряды регистра числа 19 через элемент ИЛИ 11 записываются единицы, а спустя время задержки элемента ИЛИ 12 сбрасываются триггеры переполнения 4 -4|-1и5 -5f,. С этого момента система начинает работать в режиме досчета. В состоянии ноль распределителя :1Мпульсов 23 на одном из его выходов формируется последовательность эталонных импульсов , которая через блок пропускания 2 поступает на счетный вход пересчетной схемы 3 и через элемент ИЛИ 10 на счетный вход регистра числа 19, в которой происходит накопление эталонных импульсов. В пересчетную схему 3, и регистр числа 19 поступит по ( ) импульсов, где m - число разрядов пересчетной схемы, R - число импульсов детектора, оставшихся записанными в пересчетной схеме перед началом режима досчета. (2 - R ) -и импульс вызывает на выходе пересчетной схемы 3 импульс переполнения U,., оторый, пройдя элемент ИЛИ 9 и отрытый элемент И 14, через элементы 18 записывает в Ьлок памяти 17 нвертированный код числа, накопившийя в регистре числа 19. Это означат, что единицы в блок памяти 17 аписьтаются только в те разряды

выбранной шифратором каналов 8 ячейки, в которых в регистре числа 19 записаны нули. В регистре числа 19 к .этому моменту будет записано число (2 -R -1), так как н ачальным состоянием этого регистра является не состояние ноль, а состояние предыдущего такта, при котором во всех разрядах записаны единицы.

В блике памяти 17 оказывается записанным и остаток R , хранившийся в пересчетной схеме 3 перед началом режима досчета, а общее числом зарегистрированных в данном канале за время измерения импульсов датчика равно

: р- 2 +R ,

тдё Р - количество переполнений

пересчетной схемы. После записи остатка в блок памят 17 импульсом идi, с выхода элемента И 14 через элемент- ИЛИ 11 производится установка всех разрядов регистра числа 19 в состояние единицы - начальное состояние для досчета в следующем канале.

Импульс Ug с выхода элемента ИЛИ также поступает.на счетный вход распределителя импульсов 23 и переводит его в следующее состояние. Теперь последовательность эталонных импульсов образуется на другом выход распределителя, и они поступают в следующую по очереди пересчетную , схему 3,и в регистр числа 19, и аналогичным образом производится досчет и запись остатка во второй пересчетной схеме 3jв блок памяти 17 и т. д.

После того, как закончится досчет в последнем,о -м, сигнальном канале, импульс конец счета с выхода 29 перес етной схемы 3, пройдя открыть1й элемент И 15 и элемент ИЛИ 12, сбрасывает триггеры 4 - 4,, 5 - 5г, и регистр числа 19. Задержка элемент И 15 выбирается такой, чтобысброс регистра числа 19 произошел после оконч:ания досчета в последней пересчетной схеме Зп. Централизованная многоканальная счетная система параллельного типа снова начинает работать в режиме счета числа переполнений. Таким образом, счетная система поволяет регулировать значения пороговых установок в каждомсигнальном канале и выдавать на индикаторы сигна 1ы об их превышении, а также без погрешности записывать количество накопленных в каждом канале импул ьсо в блок памяти. Кроме того, поскольку при досчете происходит принудительное переполнение всех пересчетных схем-системы, то Импульсы переполнения с их выходов свидетельствуют о исправности этих схем и могут поэтому быть использованы для контроля работоспособности системы.

Формула изобретения

Централизованная многоканальная счетная система, содержащая распределитель импульсов, первый и второй |входы которого подключены соответственно к эталонному генератору и к едничному выходу триггера управления, элементы И и ИЛИ, шифратор каналов, выход которого соединен с одним из входов блока памяти, подсоединенного другим входом к выходу блока элементов И, регистр числа, первый вход и выход которого подключены соответсвенно к выходу блока памяти и к первому входу блока элементов И,г входов первого элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами шифратора каналов, п блоков индикации и г пересчётных схем, выходы которых подключены к соответствующим входам шифратора каналов и счетным входам первых триггеров переполнения, а входы под соединены к соответствующим входам блока пропускания,одна группа импульных входов которого является входами системы, другая группа импульсных входов соединена с соответствующими выходами распределителя импульсов и со входами второго элемента ИЛИ, а потенциальный вход подключен к единичному выходу триггера управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона изменения уставок и повышения точности работы системы, она содержит цифровой делитель частоты с включенным на его входе блоком уставок, формирователь серии импульсов и п вторых триггеров переполнения, входы (Сброса которых соединены со входами сброса первых триггеров переполнения и с выходом третьего элемента ИЛИ, установочные входы вторых триггеров переполнения подключеньа к выходам соответствующих первых триггеров переполнения,а их выходы - к первь1м входам п элементов И, вторые вхо,ды и выходы которых подсоединены соответственно к нулевому выходу триггра управления и к первым входам соответствующих блоков индикации, подключённых вторымивходами к выходу фиксированной частоты цифровЪго делителячастоты, к первому входу третьего элемента ИЛИ, к третьему входу распределителя импульсов, к единичному ходу триггера управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом блока элементов И и с выходом первого двухвходового элемента И, а выход подключен ко второму входу регистра числа, импульсный вход первого двухвходового элемента И подсоединен-к выходу первого элемента ИЛИ, к импульсному входу второго двухвходового элемента И и к четвертому входу распределителя импульсов, а его потенциальный вход подключен к единичному выходу триггера управления и к потенциальному входу третьего двухвходового элемента И, соединенного импульсным входом с первым входом первого элемента ИЛИ, потенциальный вход и выход второго двухвходового элемента И подключены соответственно к нулевому выходу триггера управления и ко входу формирователя серии импульсов, два выхода которого подсоединены к третьим входам соответственно блока элементов И и регистра числа, подключенного четвертым и

пятым входами соответственно к выходам третьего двухвходового элемента И и,второго элемента ИЛИ, выходы регулируемых частот цифрового делителя частоты соединены с установочными входами соответствующих первых триггеров переполнения. Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе

1.Курочкин с. с. Многоканальные счетные системы и коррелометры, М., Энергия, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 479257, кл. Н 03 К 23/02, 1972 (прототип).