Устройство для регистрации однократныхпРОцЕССОВ Советский патент 1981 года по МПК G09G3/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ ПРОЦЕССОВ

Предлагаемое изобретение относит1ся к информационно-измерительной тех нике и может быть использовано также в радиотехнике, электронике, медицине, сейсморазведке, химии и т,д., где исследуемые процессы носят кратко временный редкоповторяющийся характер. Известны устройства для индикации, содержащие последовательно соединенные АЦП, коммутатор, блок памяти, дешифратор, газоразрядную панель, распределитель импульсов переключения панели, кроме того, содержащие компаратор, триггеры, эле менты И и элементы ИЛИ. Это устройство позволяет записывать информацию, предшествующую импульсу синхронизации, который выбирается в зависимости от опорного уровня компаратора Dl. Известна простая система дпя цифровой регистрации данных импульсного эксперимента по изучению кинетики химических реакций , которая содержит последовательно соединенные усилитель, АЦП, коммутатор, блок управления и блок индикации Г23. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регистратор однократных процессов который содержит последовательно соединенные датчик, усилитель, АЦП, блок памяти, индикаторную панель, счетчик развертки, компаратор, триггер, элемент И, генератор тактовых импульсов, блок управления Гз. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и индикаторную панель, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым счетчиком, первый выход - со вторым входом блока памяти, а второй выход с первым входом генератора импульсов третлй вход блока памяти соединен с выходом генератора ш-тульсов и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго триггера, с третьим входом блока управления и первым входом первого счетчика, а второй вход триггера соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен со входом усилителя, который является первым входом устройства, второй вход компаратора соединен со вторым входом устройства, блок формирования маркера, вход которого соединен с выходом первого элемента И, и вторым входом первого счетчика введены второй и третий элементы И, второй счетчик и последовательно соединенные RS-триггер, четвертый элемент И третий счетчик и дешифратор, первый вход второго элемента И соединей с третьим выходом блока управления, второй вход - с выходом первого элемента И, третий вход со вторым входом третьего элемента И и третьим входом устройства, первый вход третьего элемента И соединен с выходом второго триггера, а третий вход - с выходом второго счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, второй вход - с выходом второго элемента И первый выход блока формирования маркера соединен со вторым входом генератора импульсов, третьим входом второго счетчика и S-входом RS-триггера и входом установки в О третьего счетчика, второй выход блока формирования маркера соединен с третьим входом генератора импульсов и R-входом RS-триггера, выход дешифратора соединен с четвертым входом генератора импульсов, а вход с выходом третьего элемента И, вторым входом второго триггера и третьи входом первого счетчика.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграммы работы.

Устройство содержит усилитель 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 памйти, индикаторную панель 4, второй счетчик 5 (реверсивный генератор 6 импульсов, блок 7 управления, (развертки), первый счетчик 8, компаратор 9., первый триггер 10, первый элемент И II, блок 1 формирования маркера, состоящий из счетчиков 13 и 14, блоков 15 и 16 сдвига, делителей 1 7 и 18 частоты и одновибраторов 19 и 20, второй триггер 21, третий элемент И 22, второй элемент И 23, RS-триггер 24, четвертый элемент И 25, третий счетчик 26 и дешифратор 27, первый 28, второй 29, третий 30 (Готов), четвертый 31 (Синхронизация маркером и пятый 32 входы устройства,кнопку 3

Устройство работает следующим образом.

Четвертый вход устройства в режиме записи всего сигнала (Синхронизирующая маркером) отключен.В момен достижения входным сигналом уровня DC (фиг. 2а) срабатывает компаратор 9 и, переводя триггер 10 в единичное состояние, разрешает прохождение импульсов с генератора 6 импульсов через первый элемент И 11 на первый счетчик (развертки) 8. При этом, сигнал, усиленный усилителем 1, кодируется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 2 и записывается в блок 3 памяти. В момент времени ts (фиг. 2а) блок памяти заполнен. Об этом говорит импульс переполнения счетчика 8 развертки. Этот импульс поступает на блок 7 управления, который переводит устройство в режим отображения. На экра индикаторной панели 4 будут выводиться кодированные значелия сигнала с блока памяти.Таким образом, на экране индикаторной панели 4 отобразится процесс, подобный представленному на фиг. 2а.

Участок сигнала, необходимый для более подробного исследования, вьщеляется при помощи маркеров. Для этого оператор с помощью блока I2 формирования маркеров подводит маркеры к началу и концу интересуемого участка. Маркер - ярко светящаяся на осциллограмме (точки А и Б на фиг. 2). Они формируются методом яркостной модуляции следующим образом. В режиме отображения коды ординат процесса выводятся из блока 3 памяти на матричную индикаторную панель 4, подключая тем самым соответствующую горизонтальную шину панели к одному полюсу источника питания Развертка осуществляется с помощью счетчика 8 развертки, в соответствии С кодом которого подключается опре ленная вертикальная шина панели к П1}отивоположному полюсу источника питания. В результате светящаяся точка в перекрестии подключенных шин перемещается по панели в соответствии с формой входного Каждому положению точки Соответству код на выходе блока 3 памяти и состояние счетчика 8 развертки. Счетчик 8 развертки переключается с частотой генератора.6 импульсов син ронно и синфазно со счетчиками 13 и 14 блока 12 формирования маркером. Импульс переполнения с выхода счетчика 13 (14) сигналов запускает одновибратор 19, который запрещает выдачу с частотой с выхода генератора 6 импульсов. В результате этого точка на изображении в этот момент светится в несколько раз дольше остальных, поэтому яркость этой точки оказывается значител но выше соседних. Бремя горения яркой точки (первого маркера) определяется длительностью импульса (импульс запрета) с выхода 19 одновибратора. Для перемещения вправо первого маркера нажимается кнопка Впр во, подающая команду сдвига на бло 15 сдвига. В результате этого через фазосдвигающий блок пропускается од период сигнала с частотой f с выхо элемента И 1 1 на первый счетчик 13 блока 12 формирования маркеров. Таким образом, состояние счетчика 8 развертки опережает состояние счетчика 13 на единицу, а ярко подсве ченная точка процесса перемещается вправо на -одну ординату. Следующий импульс с выхода счетчика 13 передвигает точку еще на одну ординату Т.д. Делитель 17 частоты служит для снижения скорости движения подсвеченной точки (маркера). Для перемещения влево первого маркера нажимается кнопка Влево, подающая команду сдвига на блок 15 сдвига. .В результате этого при поступлении импульса с выхода счетчика 13 через делитель 17 в блоке 1 сдвига добавляется один импульс с последовательность импульсов, следующих с частотой f элемента И 11. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 13. В результате такой расфазировки состояний счетчиков 13 и счетчика В развертки ярко подсвеченная точка перемещается по изображению справо налево. Ан огичным образом формируется и перемещается второй маркер. При формировании второго маркера участвуют второй счетчик 14, блок 16 сдвига, делитель 18 частоты, одновибратор 20 блока формирования маркеров 12, Импульс запрета, который формирует первый маркер, поступает на генератор 6 импулсов, а также на реверсивный счетчик 5. С приходом этого импульса запрета запрещается счет импульсов счетчиком 5, т.е. происходит запоминание кода первого маркера. Необходимо заметить, что при отображении информации реверсивный счетчик 5 и счетчик развертки 8 работают синхронно. В режиме просмотра отдельного участка сигнала (например, участок сигнала между точками А и Б) оператор подает команду (Синхронизация маркером) на четвертый вход устройства и нажимает кнопку 33 Готов1 При этом исследуемый сигнал вновь усиливается, кодируется и записывается в память с момента достижения уровня Ujj. Интервал дискретизации выбран таким же, как и в режиме выбора нужного участка. При подключенном (Синхронизация маркером) четвертом входе открыт элемент И 23, и сигнал тактовой частоты будет поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 5. В момент прихода на реверсивный счетчик N импульса он примет исходное состояние (нулевое) . Это состояние говорит о том, что на блок 3 памяти вновь поступает информация, следующая после момента t щ (точка А). Так как участок сигнала от точки А до точки Б необходимо рассмотреть подробнее, то для этого необходимо увеличить частоту, дискретизации с выхода генератора 6 импульсов в соответствии с длительностью участка А-Б и осуществить запись информации в блок 3 памяти начиная с момента t. Импульс, соот- .; ветствующий исходному состоянию ревер- сивного счетчика 5, выделяется в нем и, проходя элемент И 22, поступает на установочный вход нуля счетчиа 8 развертки и переводит его в ну евое состояние, стирая предыдующую нформацию. С этого момента начиается запись информации кодов участ а Л-Б). Одновременно этим сигналом разрешается выдача кода длительноети участка, который необходимо отоб разить, более подробно. Этот код с выхода дешифратора 27 поступает на генератор 6 импульсов, увеличивая частоту на его выходе в К раз. Коэф фициент умножения К определяется дешифратором 27 в соответствии с кодом на выходе счетчика 26. Счетчи 26 определяет число отсчетов (число ординат), хранящихся в блоке 3 памяти между двумя маркерами (точ А и Б). Для этого в режиме выбора участка АБ, при установке маркеров в точки А и Б происходит определение длительности участка. Для чего оператор перемещает маркеры в крайние точки интересуемого участка (А и Б) как было сказано выше. В. результате этого, с приходом импульса запрета с первого одновибратора 19 момент точки А (первый маркер) на вход установки в 1 R-S триггера он опрокидывается и разрешает прохождение импульсов воспроизведения частотой fg, через элемент И 25 на счетчик 26. С приходом второго импульса запрета - второго маркера с одновибратором 20 (конец участка - точки Б) на вход установки в О R-S триггера последний запрещает прохождение импульсов частотой fg через элемент И 25 на счетчик 26. Таким образом, на счетчике 26 зафиксируется код числа дискретных остчетов сигнала между точками А и Б. Этот код чере дешифратор 27 выдается на генерат 6 импульсов в момент времени ts (т.е. при начале записи подробно участка А и Б), цзменяя его частот и соответствии с длительностью участка А и Б. Так, например, если число отсчетов между маркерами в режиме просмотра равйо десяти, а число точек процесса, которые можн вывести на экран равно 100, то для более детального изучения участка сигнала осуществляется повторная запись участка сигнала, начиная с момента t. (фиг. 2). При этом сигналом с выхода дешифратора 27 увеличивается частота дискретизаци генератора импульсов в десять раз. Следовательно, в блок 3 памяти запишется сто отсчетов сигнала, начиная с момента tj. После записи эти сто дискретных значений все вы ЭОДЯТС5}, на устройство отображения фиг. 2. Это дает возможность более детально изучить участок сигнала. В этот момент (фиг. 2о) счетчик 8 развертки выдает импульс переполнения на блок 7 управления, который переводит устройство в режим отображения информации. На экране отобразится процесс, подобный фиг. 20. Если возникла необходимость более детального изучения участка сигнала на отрезке А-Б, то оператор подводит маркеры к интересуемому участку и вновь нажимает кнопку 33 Готов. При этом устройство зарегистрирует и отобразит новый участок сигнала. Триггер 21 предназначен для устранения генерации в схеме. С приходомимпульса с выхода И 14 он переводится им в нулевое состояние и запрещает прохождение других на установочный вход нуля счетчика 8 раз-(. вертки. Таким образом,осуществляется многократное, по желанию оператора, увеличение интересуемого участка для более детатьного и точного его исследования. Формула изобретения Устройство для регистрации однократных процессов, содержащее последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и индикаторную панель, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым счетчиком, первый выход - со вторым входом блока памяти, а второй выход - с первым ,. входом генератора импульсов, третий вход блока памяти соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго триггера, с третьим входом блока управления и первым входом первого счетчика, а второй вход первого триггера соединен с выходом компаратора, первый которого соединен со входом усилителя, который является первым входом устройства, второй вход компаратора соединен со вторым входом устройства, блок формирования маркера, вход которого соединен с выходом первого элемента И и вторым входом первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства в него введены второй и трети элементы И, второй счетчик, и последовательно соединенные RS-триггер, четвертый элемент И, третий счетчик и дешифратор, первьШ вход второго элемента И соединен с третьим выходом блока управления, вто рой вход - с выходом первого элемента И, третий вход - со вторым входом третьего элемента И и третьим входом устройства, первый вход третьего элемента И соединен с выходом второго триггера, а третий вход - с выходом второго счет чика, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, вт рой вход - с выходом второго элеме та И, первый выход блока формирова ния маркера соединен со вторым вхо дом генератора импульсов, третьим дом второго счетчика, с S-входом

фцгл. 610 RS-триггера и входом установки в О третьего счетчика, второй выход блока формирования маркера соединен с третьим входом.генератора импульсов и R-входом RS-триггера, выход дешифратора соединен с четвертым входом генератора импульсов, а вход - с выходом третьего элемента И, вторым входом второго триггера и третьим входом первого счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР кл. G 06 К , 1976. . 2.Гормон, Коннели, Простая система дпя цифровой регистрации данных импульсного эксперимента по изучению кинетики химических реакций.- Приборы для научных исследований, 1972, № 8, 3.Авторское свидетельство СССР № 373635j кл. G 04 F, 1971 (прототип),

NtT TTfWnln

tliMlHlMllltlllil

«. F, i

НйЫвЛяЛяяЛяя вт

W ty

t.

(fi-j)

H

i liUihifnm

A

f,|e,... t,

(Риг. I