Устройство дискретной регистрации аналоговых процессов Советский патент 1982 года по МПК G01D5/12 

Изобретение бгносигся к технике аис- кретной- регистрации аналоговых процессо в частности физиологических. Известно устройсгво дискретной ре гистрации аналоговых процессов, использующее термозагшсываюшую аппаратуру и обеспечивающее высокую точность регистрации при щироком цинамическом циапазоре записываемых процессов, til . Недостаток такого устройства - невозможность многоканальной регистрации Наиболее близким к изобретению по технической сущности является термозаписывающее устройство с преобразовател аналог-коц, содержащее анолого-цифровой преобразователь, цёщифратор с решеткой тепловыцеляемых элементов и блок регистрации с термочувствительным носителем, соециненные послецовательно в структурной схеме 2 . Известное устройство позволяет регистрировать оцин аналоговый параметр в пределах ширины носителя. При рещении ряда технических и научных задач (например, при мeцикo-6иoж)ги iecкнx исх следованиях) возникает необходимость регистрации нескошжих аналоговых процессов на одном носителе. Известное устройство не в состоянии решить )«азанную задачу. Цетью изобретеивя является расширение 4 кциональн|9К возможносгей устройства: обеспечение возможности совмещения или пространсгвенного разнесения совсжупности регистрируемых процессов в пределах ши(ины носителя записи. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок кодирования, дешифратор, соединенный последовательно с блоком регистрации, введен генератор тактюых импульсов, двоичный счетчик, коммугатс, набор включагелей по числу одновременно регистрируемых процессов с 22 контактами каждый, где Е равно.числу разрядов входного кода дешифратора, причем выход генератора тактовых импуге сов соединен параллельно со входами двоичного счетчика, бпрка

3 .91

коцирования и цешифратора, выхоа коммутатора соецшюн с сигнальным входом блока коцирования, выход млацшего разряда блока кодирования соединен с первым.контактом первого выключателя, а выходы 2 второго и последующих разрядов блока кодирования вплоть ао последнего соединены параллельно своим контактами с первыми контактами набора выключателей, при этом вторые контакты набора из m выключателей соединены между собой параллельно, и под- . ключены к соответствующим 6 входам дешифратора, а выходы двоичного счетчика соединены параллельно с соответствующими It управляющими входами коммутатора и с первыми контактами последнего разряда каждого, начиная со второго и до последнего, из m выключателей, при этом коммутатор имеет п сипнальных входов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, коммутатор 3, б/юк 4 кодирования, набор m выключателей 5-.-9 , дешифратор Ю и блок 11 регистрации.

Узлом, задающим синхронный режим работы всего устройства, является генератор 1 тактовой частоты, выход которого связан с двоичным счетчиком 2, блоком 4 кодирования и дещифратором Ю, Счетчик 2 формирует на своих выходах сигналы,управляющие работой коммутатора 3 и поступающие также на выключатели 6-г9. Входным узлом устройства является коммутатор 3, осуществляющий путем регулярного опроса временное разделение поступающих на него аналоговых сигналов и формирующий на выходе сигнал в дискретно-аналоговой форме. Выход коммутатора 3 связан со входом блока 4 кодирования, который-в моменты дискретизации входных аналоговых сигналов вырабатывает соответствующие значения параллельного двоичного кода. Набор выключателей 5+9 выполняет функции преобразователя двоичного кода. Вид преобразования зависит от выбранного режима регистрации (масщтаб записи, число дорожек).

Выходными узлами устройства являются дешифратор Ю с н абором записываюших электродов и блок 11 регистрации. Записывающие электроды имеют непосредственный электрический контакт с термочувствительным носителем записи. Вход аешифратора 10 связан с выхо59. 4

дами выключателей (5f9), Число выходов цещифратора и число записывающих электродов зависит от разрядности кода блока кодирования.

При циклической работе k-разрядного

двоичного счетчика 2 коммутатор 3- поочередно подключает ri входных аналогов вых сигналов ко входу блока 4 кодирования, i

Время Подключения (опроса) зависит от частоты Р генератора 1 и равно-1/F . За время опроса блок 4 кодирования преобразует значение входной аналоговой величины в параллельный С - разрядный

5 двоичный код, который поступает на m вьшлючателей 5-i-9 устройства.

Далее работу регистратора рассмотрим в зависимости от количества регистрируемых аналоговых режимов и режима ре-

0 гистрации. Возьмем простейший сд чай регистрации двух входных сигналов. Для этого необходим одноразрядный двоичный счетчик 2и коммутатор 3 на два канала с цвумя входами . Возможны два режи-

5 ма регистрации: порвый, при котором оба сигнала регистрируются на всей ширине носителя записи и совмещены друг с другом, и второй, когда обасигнала регистрируются на двух разных дорожках

0 записи, т.е., разнесены друг относительно друга, а размах записи каждого из сигна.лов составляет 1/2 щирины носителя заггаси.

Для реализации этих режимов необходимы два выключателя 5 и 6 с числом пар контактов каждый по числу разрядов двоичного кода блока 4 кодирования.

Предположим включен выключатель 5, все его пары контактов замкнуты и цвоjj ичный код блока 4 кодирования поступает на входы дещифратора Ю без изменения своей структуры, т.е. первый разряд блока кодирования - на вход первого разряда дешифратора, второй разряд блока кодирования - на вход второго разряда дешифратора и т.д. Каждому значению аналоговых сигналов в моменты их опроса коммутатором будут соответствовать определенные значения цвоичного кода на выходе блока 4 кодирования, а-именно сигналы записи появятся только на выходах дешифратора Ю, однозначно связанных со значениями дешифрируемого двоичного кода. При 2 разрядном двоичйом коде блока 4 кодирования уровней квантования аналогового сигнала, а соответственно и число выходов дешифратора 10, и число записывающих электродов равно 2 . Поскольку коммутатор 3 осущест59вляег поочередный опросавух вхоаных сигналов в циклическом режиме, также поочередно буает осуществляться юс аис- кретная регистрация на носителе записи регистратора 11, здесь моменты време- HHt,t5,i5H т.о. соответствуют моментам дискретной регистрации первого параметра, моменты времени tq ,t4 , t и т.д. - моментам дискретной регистрации Bl-oporo параметра, В таком режиме работы регистрация каждого входного сигнала производится в максимальном масштабе с использованием всей ширины носителя записи. Предпопожим включен выключатель 6 В этом случае выходы разрядов блока 4 .кодирования иным образом связаны со входами дешифратора 10. Первый разряд блока кодирования вообще не подается . на вхЬд первого разряда дешифратора он отбрасывается, а на этот вхоц поступает второй разряд блока кодирования че рез контакты 1 и ( В +1) выключателя 6. Аналогично сдвигаются и остальные разряды кода блока кодирования- по отнсше- нию ко входам дешифратбра. Таким образом, в этом режиме регистрации дешифрируется не 0 , а ( Е -1)- разряаный коц, что соответствует в цва раза мень шему числу уровней квантования входных аналоговых сигналов, а соответственно н в цва раза меньшему размаху записи каждого входного сигнала. Разнесение ябух регистрируемых сигналов на разные форожки записи осуществляется слецуюuiiViM образом. Регистрация аналогового сягнатга, поступающего на первый вход оммутатора, осуществляется при дешифрации (2 -1)-разрядного двоичного коца, этом на старший разряд цешиф ptaTopa код не подается и он всегда нагродится в положении О, график в этом елучае занимает нижнюю дорожку записи иа носителе, ограниченную записывающими электродами с первого по 2 /2. При регистрации аналогового сигнала, поступающего на второй вход коммутатора 3, в старший разряд дешифратора 10 в моменты кодирования данного сигнала блоком 4 вводится единица с выхода первого разряда счетчика 2 через контакту И и 2 выключателя 6. Гра4ик в этом случае занимает верхнюю дорожку записи, ограниченную записывающими электродами с номерами от (2/2+1) до 2. При регистрации четырех вхоциых аналоговых сигналов авоичный СЧРТЧИК 2 имеет два раоряца, анплогт.ый коммута- 96 тор 3 четыре канала и четыре входа соответственно. К выключателям 5 и 6 добавляется выключатель 7 и появляется связь между вторым разрядом счетчика 2 и контактом выключателя 7. Возможны также два режима регистрации: совмещение графиков четьфех регистрируемых сигналов с использованием всей ширины носителя аля записи каждого входного сигнала при включении выключателя 5 и разнесение графиков на четыре дорожки записи при включении выключателя 7. Отличие во втором случае состоит в том, что в коде, поступающем с блока кодирования на дешифратор отсутствуют цва младших и в старшие два дешифратора с .выходов второго и третьего разрядов счетчика 2 через контакты 6 и ( В -1) выкпючателя 7 вводится определенный для каждого из четьфех входных сигналов дополнительный код, определяющий дорожку, на которой каждый из этих сигналов должен регистрироваться. Чисж) уровней квантования сигналов в этом случае равно 2/4, а ширина дорожки записи составляет 1/4 всей ширины носителя. В общем случае число каналов п коммутатора и число выключателей m свя- заны как m п - 1. Число выключателей тп и число разрядов кода блока кодирования должны удовлетворять условию ТТ) 2 . Использование новых блоков сушественно расширяет функциональные возможности .устройства. При этом возможна многоканальная регистрация; процессы могут быть совмещены друг с другом, что существенно облегчает анализ их фазовых соотношений; масштаб записи аналоговых процессов может изменятвзся в любое, кратное двум, число раз путем простой коммутации электрических сигналов; процессы могут быть разнесены на разные дорожки записи, что часто используется в физиологии и медицине при многоканальной регистрации, когда производится сравнительная оценка динамики процессов на качественном уровне. Науч1 о-техническая эффективность при использовании предложенного устройства состоит в существенном повышении ценности получаемой при анализе графиков информации, облегчении расшифровки и сопоставления кривых, удобстве работы с одним многоканальным регистратором по сравнению с работой на нескольких одноканальных регистраторах одновременно. Формула изобретения Устройство дискретной регисарации анапоговых процессов, содержащее бпок кодирования, дешифратор, соединенный поспедовате1 ьно с блоком регистрации, отличающееся тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей, оно содержит генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, коммутатор, набор выключателей, причем выход генератора тактовых импульсов соединен параллельно с управляющими входами дво ичного счетчика, блока кодирования и дешифратора, выход коммутаторза соединен с сигнальным входом блока кодирования, выход младшего разряда блока кодирования соединей с первым контактом первого выключателя, а выходы 2 второго и последующих 2 разрядов блока кодирования вплоть до последнего соединены параллельно своими контактами с первыми контактами набора выключателей, при этом вторые контакты набора из гг вы кпючателей соединены между собой параллельно и подключены к соответствующим Р входам дешифратора, выходы двоичного счетчика соединены параллельно с соответствующими It управляющими вхоцами коммутатора и с первыми контактами поелецнего разряда кажаого, начиная с второго и ас послецнего, из m выктпочатепей, комм;утатор имеет сигнальных входов. Источники информации, принятые во, внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2261508, кл. G O1D 9/38, 17.10.1975. , 2. Патент США № 3815144, кл. Q O1D 5/12, 346-35, 04.06.1974.

2

1 Z П1 п у у 1/ у

/

(

K-l

М. К