Устройство для управления вводомиНфОРМАции B эВМ Советский патент 1981 года по МПК G06F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВВОДОМ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ

1

Изобретение относится к устройст аам для управления вводом и кодированием информации, в особенности,к устройствам для организации ввода в универсальную цифровую ЭВМ случайных сигналов (процессов), записанньж на магнитной ленте в аналоговой форме.

Известны устройства для ввода в ЭВМ различных видов информации ГО и Г27.

Однако такие устройства предназначены в основном для решения частных задач и позволяет организовать ввод в ЭВМ случайных сигналов (процессов) только определенного вида, обладая либр ограниченными возможностями в выборе отдельных участков вводимой информации и оперативной обработки данных, либо низкой скоростью ввода. Кроме того, некоторые из них требуу т предварительной подГотовки информации, подлежащей ко дированию, и имеют другие недостатки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее блок сопряжения, блок памяти, первый информационный вход которого является входом устройства, первый выход подключен ко входу формирователя и сигнальному входу преобразователя аналог-код, а второй выход - ко входу блока выбора временных интервалов, выход ко10торого соединен с первым входом элемента И, второй вход элемента И подключен к выходу генератора импульсов, а третий вход - к выходу эле,5 мента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, второй вход элемента ИЛИ и вход дешифратора через переключатель соединены с выходом формирователя, а выход эле- . мента И подключен к управляющему вхо20ду преобразователя аналог-код, выход которого соединен со входом ЭВМ, коммутатор, соединенный двухсторонней связью с блоком выбора временных интервалов, первый вход коммутатора подключен к выходу блока сопряжения а выход - ко второму входу блока памяти, и генератор фиксированной частоты, выход которого соединен со вторым входом коммутатора, первый вх блока сопряжения подключен к вькоду ЭВМ, второй вход - к выходу дешифратора и через переключатель - к выход формирователя, а третий вход - к тре тьему выходу блока памяти. Это устройство позволяет производить кодирование (преобразование аналог-код) и непосредственныйпосле довательный ввод в ЭВМ случайного си нала (процесса) x(t), записанного на магнитной ленте в аналоговой форме, выборочный ввод отдельных участков или последовательностей таких участков, выборочный ввод отдельных участков x(t) в любом заданном порядке, многократный последовательный или выборочный ввод. Данное уст ройство осуществляет кодирование си нала x(t) по его мгновенным значениям pj. Существенным недостатком известного устройства является то, что он не позволяет производить кодирование и ввод в ЭВМ мгновенных значе НИИ Огибающей A(t) случайного сигнала (процесса) x(t). Указанный недостаток ограничивает функциональ ные возможности известного устройства . Цель изобретения - расширение области применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок памяти, формирователь, переключатель, деишфратор, первый элеме ИЛИ, второй элемент И, первый блок выбора временных интервалов, аналого-цифровой преобразователь, блок сопряжения, коммутатор, генератор импульсов и генератор фиксированной частоты, введены второй блок выбора временных интервалов, первый и в орой ключи, второй элемент И и второ элемент ШШ, причем первый вход вто рого блока.выбора временных интервалов соединен с четвертым выходом коммутатора, а первый выход - с чет вертым входом коммутатора, второй вхо второго блока выбора временных интервалов соединен со вторь1м выходом |блока памяти, а второй выход второг блока выбора временных интервалов оединен q первым входом второго элеента И и с первым входом второго элеента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым выходом первого, блока выбора временных интервалов и с первым входом второго ключа, а выход - с третьим входом первого элемента И, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого э.лемента ИЛИ, а выход - с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя, второй вход второго ключа соединен с первым выходом блока памяти, а выход второго ключа соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и выходом первого ключа. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства для управления вводом информации в ЭВМ. Устройство содержит блок 1 памяти, формирователь 2, дешифратор 3, первый элемент ИЛИ 4, генератор 5 импульсов, первый элемент И 6, первый блок 7 выбора временных интервалов второй блок 8 выбора временных интервалов, первый ключ 9, второй элемент И 10, второй элемент ИЛИ 11, аналогоцифровой преобразователь 12, ЭВМ 13, блок,14 сопряжения, коммутатор 15, генератор 16 фиксированной частоты, второй ключ 17. Первый информационный вход блока 1 памяти (двухканальный магнитофон МЭЗ-74) является первым входом устройства и служит для записи подлежащего кодированию (преобразование аналог-код) и вводу в цифровую ЭВМ случайного сигнала (процесса) x(t). Первый выход блока 1 памяти, служащий для воспроизведения x(t), соединен со входом формирователя 2, состоящего из детектора, фильтра нижних частот и порогового устройства, и входом второго ключа 17, выход которого подключен ко второму (сигнальному) входу аналого-цифрового преобразователя 2 аналог-код. Первый выход формирователя 2 через переключатель П соединен со входом дешифратора 3, со вторым входом блока 14 сопряжения и вторым входом первого элемента. ИЛИ 4, первый вход которого соединен с выхоом дешифратора 3. Выход дешифратора 3 соединен таке со вторым входом блока 14 сопря- ения, а выход первого элемента ШШ 4 - со входами первого 6 и второго 10 элементов И. Ко второму вхо ду первого элемента И 6 подключен выход генератора 5 импульсов, а тре тий вход первого элемента И 6 соединен с выходом второго элемента ИЛИ I1, входы которого соединены с выходами первого и второго блоков выбора временных интервалов (соответственно с выходами блоков 7 и 8) причем тот же выход блока 7 соедине также с первым (управляющим) входом второго ключа 17, а выход второго блока 8 выбора временных интервалов с первым входом второго элемента И выход которого подключен к первому (управляющему) входу первого ключа 9, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот форми рователя 2, а выход - с сигнальным входом (вход 2) аналого-цифрового преобразователя 12 управляющий вход (вход 1) которрго подключен к выходу первого элемента И 6, а выход соединен со входом ЭВМ 13. Блоки 7 и 8 выбора временных инт валов (каждый в отдельности) соединены двухсторонними связями с комму татором 15, а входы этих блоков подключены ко второму выходу блока памяти. Выход ЭВМ 13 соединен с первым входом блока 14 сопряжения, третий вход которого подключен к .третьему (неинформационному) выход блока 1 памяти, а выход - ко втором входу коммутатора 15. Второй выход коммутатора соединен со вторым (информационным) входом блока памяти 1, а третий вход - с выходом генератора фиксированной частоты 16. Введенный в устройство второй блок 8 выбора временных интервалов содержит по аналогии с первьм блоком 7 выбора временных интервалов переключаемые полосовые фильтры и детектор. Фильтры первого 7 и второго 8 блоков переключаются синхронно с почощью коммутатора 15. Ключи 9 к 17.

служащие соответственно для подачи огибающей A(t) и случайного сигнала (процесса) x(t) на вход-2 аналогоцифрового преобразователя 12 в выбранные моменты времени, представляют собой типовые переключатели на полевом транзисторе. Второй элемент И 10 и второй элемент Ш1И 11 представляют собой обычные логичес|кие элементы с двумя входами. В цеС выхода первого элемента ИЛИ 4 управляющие сигналы подаются на входы первого 6 и второго IО элементов И, а на второй вход первого элемента И 6 поступают сигналы дискретизации с выхода генератора 5 импульсов, однако сигналы с выхода первого элемента И 6 не подаются на управ:ляющий вход (вход 1) аналого-цифро1ВОГО преобразователя 12 до тех пор. ЛЯХ повьшения точности вьщеления огибающей A(t) анализируемого сигнала x(t) фильтр нижних частот формирователя 2 выполняется регулируемым. Выделение огибающей A(t) производится с учетом частотного состава входного сигнала x(t) (частоты его несущей). Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сл5гчайный сигнал (процесс) x(t), записанный на кольцевой магнитной ленте (мл) в аналоговой форме, воспроизводится блоком памяти 1 и с его первого выхода подается на вход формирователя 2 и на второй вход ключа 17. Сигналы дискретизации на управляющем входе (вход 1) аналогоцифрового преобразователя 12 в это время отсутствуют. Кодирование A(t) и x(t) не производится, ключи 9 и 17 закрыты. В формирователе 2 x(t) детектируется, выделяется его огибающая A(t) и при появлении отдельных выбросов (всплесков) или увеличениях уровня сигнала с помощью порогового устройства на первом выходе блока 2 формируются прямоугольные импульсы, которые подаются через переключатель П на второй вход первого элемента ИЛИ 4 и на второй (переключаемый) вход блока 14 сопряжения. В случае выборочного кодирования и ввода одного выброса x(t) ( или A(t)) из серии импульсы с первого выхода формирователя 2 подаются через переключатель П на вход дешифратора 3, с помощью которого вй1би-, рается нужный управляющий сигнал из серии и подается на первый вход первого элемента ИЛИ 4 и на второй вход блока 14 сопряжения. Дешифратор 3 используется только в режиме выборочного ввода отдельных определенных выбросов X(t) или А(t), а непрерывное и последовательное выборочное кодирование и ввод в ЭВМ 13 производится без его участия.

пока на третий вход первого элемента И 6 не поступит разрешающий сигнал с выхода второго элемента ИЛИ 11 С помощью блока 14 сопряжения через коммутатор 15 включается запись по второму каналу блока 1 памяти, для чего подаются сигналы на третий (не,информационный) вход 1 блока и одновременно на второй (информационный) вход блока 1 памяти также через коммутатор 15. С выхода генератора 16 фиксированной частоты подается тональный сигнал фиксированной частоты f (или fJ) который фиксируется на второй дорожке носителя информации (магнитной ленты) . После первого оборота кольцевой МЛ отключается запись по второму каналу блока 1 памяти, а со второго выхода блока на входы полосовых фильтров блоков 7 и 8 выбора временных интервалов подается тональный сигнал фиксированной частоты f (или f)J на которую настраивается один из фильтров блока 7 или блока 8.

При записи тонального сигнала с частотой , 1тп расфильтровка осущест вляется полосовыми фильтрами первого блока 7 выбора временных интервалов и при этом производится кодирование и ввод в ЭВМ 13 мгновенных значений выбранных участков сигнала (процесса) x(t), поступающего с первого выхода блока памяти 1 на сигнальный вход (вход 2) аналогоцифрового преобразователя 12 через второй ключ 17, который отпирается управляющим сигналом, подающимся с выхода блока 7. Сигналы дискретизации формируются во время второго оборота кольцевой МЛ на выходе первого элемента И 6, для чего на его третий вход подается разрещающий сигнал с вьпсода второго элемента ИЛИ 11, на один из входов которого подается сигнал с выхода детектора из блока 7.

Синхронное переключение коммутатора 15 производится по оборотам кол цевой МП, при этом осуществляется переключение фильтров в блоках 7 и 8 выбора временных интервалов. Сигналь дискретизации с выхода первого эле.мента И 6 цодаются на управляющий вход (вход 1) аналого-цифрового преобразователя 12, который производит кодирование сигнала x(t). Цифровые

коды с выхода преобразователя 12 (дискретные отсчеты x(t)) вводятся в оперативную память ЭВМ 13 до заполнения отведенного под данную информацию объема, после чего в ЭВМ 13 формируется управляющий сигнал, который подается на первый вход блока 14 сопряжения.

С помощью блока. 14 через коммутатор 15 включается запись по второму каналу блока памяти 1, на второй вход которого с выхода генератора 16 фиксированной частоты через коммутатор 15 подается тональньй сигнал фиксированной частоты f/j, второй ключ 17 запирается. В момент начала третьего оборота кольцевой МЛ (аналогично предыдущему случаю) отключается запись по второму каналу блока памяти 1, а ко второму входу этого блока подключается полосовой фильтр из первого блока 7 выбора временных интервалов, настроенный на частоту f. На выходе первого элемента И 6 аналогичным образом осуществляется формирование сигналов дискретизации, которые подаются на вход 1 аналого-цифрового преобразователя, второй ключ 17 к этому моменту времени отпирается, и производится кодирование и ввод в ЭВМ 13 очередного участка x(t) ,

Такие же циклы кодирования и ввода в ЭВМ 13 мгновенных значений сигнала x(t) по обрротам кольцевой МЛ продолжаются до завершения ввода всей информации, подлежащей цифровой обработке-.

При записи по второй дорожке носителя информации (мл) тонального сигнала фиксированной частоты , (например, , 1тп, где п - число полосовых фильтров в блоках 7 и 8, которое не обязательно должно быть равным), подаваемого на второй информационный вход блока памяти 1 с выхода генератора 16 через коммутатор 15 производится кодирование и BBO в ЭВМ 13 участков огибающей A(t) сигнала x(t). Огибающая A(t) сигнала x(t) вьщеляется в формирователе 2 и подается с выхода регулируемого фильтра нижних частот на второй вход первого ключа 9.

Кодирование и ввод в ЭВМ 13 значений A(t) производятся по оборотам кольцевой МП. В этом случае при очередком обороте МЛ сигнал фиксирова ной частоты f- со второго выхода бл ка памяти 1 расфильтровывается одни из полосовых фильтров второго блока 8 выбора временных интервалов, на выходе которого с помощью детектора формируется управляющий сигнал. Это сигнал подается на первый вход второго элемента ИЛИ 11 и на первый вх второго элемента И 10, на второй вх которого поступает сигнал с выхода первого элемента ИЛИ 4. На выходе второго элемента И 10 формируется разрещающий сигнал, который подаетс на первый вход первого ключа 9, который отпирается, и на вход 2 ана лого-цифрового преобразователя 12 подается процесс A(t). Одновременно с выхода второго элемента ИЛИ 11 на третий вход первого элемента И 6 подается разрещающий сигнал, и с выхода элемента И 6 на вход 1 а налого-цифрового пре образователя 12 начинают подаваться сигналы дискретизации. Производится кодирование и ввод дискретных значений огибающей A(t) в ЭВМ 13, на выходе которой после заполнения определенного объема оперативной памяти формируется управляющий сигнал, который подается на первый вход блока 14 сопряжения. С помощью блока 14 через коммутатор 15 включается запись по второму каналу блока 1 памяти, а с выхода генератора 16 через коммутатор 15 на второй вход блока 1 подается тональ ный сигнал фиксированной частоты f {или fj), и циклы кодирования и ввода Alt) или x(t) продолжаются. На первый (управляющий) вход второго ключа 17 во время ввода, значений A(t) сигналы с выхода блока 7 не поступают, и сигнал x(t) на вход 2 аналого-цифрового преобразователя 12 не проходит. I Промежутки между вводами информа ции, в ЭВМ 13 используются для предварительной обработки (например сжа тия или перегруппировки) введенной информации и накопление ее на внещних накопителях (например в МЛ внеш него запоминающего устройства). Таким образом, предлагаемое устройство для управления вводом информации в ЭВМ позволяет производит ввод в ЭВМ 13 случайного сигнала x(t), записанного на МЛ в аналогово форме, и его огибающей A(t) практически в любых комбинациях: последовательный ввод x(t) или A(t), последовательный ввод x(t) и A(t), выборочный ввод отдельных участков x(t:) и (или) A(t), ввод последовательностей таких участков (отдельных), выборочный ввод отдельных участков x(t) и (или) A(t) в любом заданном порядке, многократный последователь.ный или выборочный ввод сигнала и (или) его огибающей. Кроме того, введение второго блока 8 выбора временных интервалов, соединенного двухсторонней связью с коммутатором 15, второго элемента И 10, второго элемента ИЛИ 1 1 ,/ первого 9 и второго 17 ключей позволяет существенно расширить область применения устройства, что выгодно отличает предлагаемое устройство от известногоi Формула изобретения Устройство для управления вводом информации в ЭВМ, содержащее блок сопряжения, коммутатор, первый вход которого соединен с первым выходом первого блока выбора временных интервалов, а первый выход - с первым входом первого блока выбора временных интервалов, блок памяти, первый вход которого соединен с первым входом устройства, а первый выход соединен со входом формирователя, второй выход - со вторым входом первого блока выбора временных интервалов, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а второй вход - с выходом генератора импульсов, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом дешифратора, второй вход первого элемента ИЛИ и вход дешифратора через переключатель соединены с первым выходом формирователя, выход первого элемента И соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход блока сопряжения соединен со вторым входом устройства, второй вход блока сопряжения подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ и к выходу дешифратора, третий вход блока сопряжения подключен к третьему выходу блока памяти, второй вход которого соединен со вторым выходом коммутатора, второй вход коммутатора соединен с выходом блока сопряжения, а третий вход - с выходом генератора фиксированной частоты, третий выход коммутатора соединен с третьим входом блока памяти, отличающееся тем, что, с целью расшире ния области применения устройства путем ввода мгновенных значений огибающей случайного процесса, в него введены второй блок выбора временных интервалов, первый и второй ключи, второй элемент И и второй элемент ИЛ причем первый вход второго блока . выбора временных интервалов соединен с четвертым выходом коммутатора, а первый выход - с четвертым входом коммутатора, второй вход второго блока выбора временных интервалов соединен со вторым выходом блока памяти, а второй выход второго блока выбора временных интервалов соединен с первым входом второго элемента И и с первым входом второго элемента ИЛИ-, второй вход которого соединен со вторым выходом первого блока выбора временных интервалов и с первым входом второго ключа, а выход - с третьим входом первого элемента И, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя, второй вход второго ключа соединен с первым выходом блока памяти, а выход второго ключа соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и выходом первого ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 54Н62, кл. G 06 F 3/04, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 381083, кл. G 06 F 3/02, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2587516/24, кл. G 06 F 3/04, 29.09.78 (прототип) .