Многоканальная система регистрации аналоговых процессов Советский патент 1982 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к системам регистрации нескольких одновременно протекающих аналоговых процессов при проведении некоторых ядерно-физических экспериментов.

При проведении ряда ядерно-физических экспериментов, например при излучении однократных быстррпротекающих процессов в импульсных ядерных реакторах, регистрация аналоговых процессов в .цифровой форме обЛсщает несомненными преимуществами. Это, прежде всего, более высокая точность по сравнению с другими способг1ми регистрации, высокая помехоустойчивость при тел эпередаче информации, простота ввода в ЭВМ.

Известно устройство, предназначенное для цифровой регистрации формы электрических сигнашов. Принцип действия этого устройства заключается в дискретизации анализируемых кривых, выборке дискретных значений сигнала и преобразовании их в цифровой код, который впоследствии используется для восстановления формы исследуемого сигнала 1 .

Недостатком известного устройства является ограниченные функциональные возможности, так как оно предназначено для рюгистрсщии одного процесса. При необходимости регистрировать указанные процессы одновременно по нескольким сигналам наиболее целесообразно систему регистрации выполнять по ниточнс 4у принципу,

10 т.е. с автономными каналами.

Известна также многоканальная система регистрации аналоговых процессов, содержащая в каждом канале усилитель входного сигнгша, аналого 5 цифровой преобразователь (АЦП) и запоминающий блок, а так же общие для всех каналов блок питания, блок управления, шина пускового (реперного) сигнала и источник частот дис20кретизации, которые программным путем распределяются по АЦП соответствующих каналов 2 .

При проведении некоторых экспериментов одной из важных задач является временная привязка сигналов, регистрируекых в раздельных каналах, к общему реперному сигналу. Это необходимо для обеспечения режима единой временной шкалы для.нескольких

30 одновременно протекающих процессов.

каждый из которых может характеризоваться своими индивидуальными амплитудно-временными характеристиками. Поскольку момент возникновения первого импульса дискретизсщии после поступления пускового импульса является неопределенным для каждой регистрируемой кривой, привязка их к единому реперному сигналу производится с ощутимой погрешностью, т.е. не обеспечивается точность временной регистрации процессов относительно общего реперноп сигнала.

Цель изобретения - повышение точности временной регистрации процессов относительно общего пускового сигнала.

Цель достигается тем, что в много канальную систему регистрации аналоговых процессов, содержащую в каждом канале последовательно соединенные усилитель входного сигнала, аналогоцифровой преобразователь и запоминающий блок, а также общие для всех каналов блок управления, соединенный с соответствующим входом аналого-цифровых преобразователей, источник частот дискретизации, подключенный своими выходами ко входам блока управления, и шина пускового сигнала, введены измеритель временного интервала и блок блокировки источника частот дискретизации, при этом вход блока блокировки, объединенный со входом Старт измерителя временных интервалов, подключен к шине пускового сигнала, вход Стоп измерителя временных интервалов подключен к одному из выходов источника частот дискретизации.

Источник частот дискретизации выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, триггерного счетчика и выходных элементов И по числу разрядов счетчика, входы установки в 1 всех триггеров счетчика подключены к выходу блока блокировки, выход первого соединен с первыми входами всех элементов и;, выходы остальных триггеров подключены к другим входам соответствующих элементов И.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемой системы; на фиг.2 блок-схема источника частот дискретизации.

Многоканальная система регистрации однократных аналоговых процессов содержит идентичные автономные каналы, в каждом -из которых имеется входной усилитель -1 аналогового сигнала, аналого-цифровой преобразователь 2, запоминающий блок 3, соединенные последовательно. Общим для всех каскадов является источник 4 частот дискретизации, выдающий сетку различ1|ых импульсных последовательностей, которая через блок 5 управления

распределяется по соответствующим каналам. Первый вход измерителя б временных интервалов и вход блока 7 блокировки источника частот дискретизации подключены к шине 8 реперного сигнала. Второй вход измерителя б подключен к одному из выходов источника 4 частот дискретизации.

Источник 4 частот дискретизации (фиг.2) содержит задающий кварцевый

0 генератор 9 и триггеры 10-13, включенные последовательно. Входы Установка в 1 всех триггеров счетчика подключены к выходу блока 7 блокировки, выполненной,- например, в виде

5 одновибратора, запускающий вход которого подключен к шине 8 реперного сигнала. Выходы счетчиков 10-13 объединены соответствующим образом со входами выходных элементов И 14-17.

0 В исходном положении выходной потенциал блока 7 блокировки удерживает все триггеры счетчиков 10-13 в единичном состоянии, и импульсы кварцевого генератора 9 не меняют этого состояния. С приходом на шину 8 реперного имг льса, являющегося пусковым сигналам для системы, запускается измеритель б временных интервалов, блок 5 управления и одновибра тор. На выходе одновибратора формируется, импульс с длительностью, достаточной для проведения цикла измерений. При этом происходит снятие потенциала с установочных входов в

5 1 всех триггеров, но триггеры остаются в состоянии переполнения вплоть до поступления первого импульса с выхода кварцевого генератора 9, который практически мгновенно перебрасывает все триггеры в нулевое состояние. На выходах всех элементов И 14-17 и источника частот дискретизации практически одновременно появляются первые импульсы дискретизации, останавливающие работу измерителя б временных интервалов. В дальнейшем работа источника 4 частот дискретизсщии основана на обычном принципе деления частоты задающего генератора 9 с помощью триггеров и формировании на выходах элементов И 14-17Последовательностей частот дискретизации, поступающих через блок 5 управления на.аналого-цифровые преобразователи 2 соответствующих каналов. Работа измерителя б основана на заполнении интервала между реперным импульсом и первым выходным импульсом дискретизации импульсами вспомогательного генератора, частота которого намного превышает частоту задающего генератора 9, так .как максимальная длительность измеряемого интервала не превышает периода генератора 9. Увеличение же

5 частоты генератора 9 не всегда целесообразно из-за необходимости использования дополнительных делителей для обеспечения нужных частот дискретизации, величина максимальной из которы ограничена быстродействием применяе мых АЦП. Таким образом, обеспечив одновре менное поступление первых импульсов дискретизации на все аналого-цифровые преобразователи и измерив с помощью общего измерителя временной интервал между реперным сигналом и первым импульсом дискретизации, уда ется обеспечить достаточно точную временную регистрацию нескольких па раллельно ансшизируемых аналоговых процессов. На пре 1приятии изготовлен и испы тан действующий макет десятиканальной система, позволякиций с точностью +20 увязать регистрируеьые процессы по отношению к реперному сигналу и, как следствие, между собой. Формула изобретения 1. Многоканальная система регистрации аналоговых процессов, содержащая в кгикдом канале последовательно соединенные усилитель входного сигнала, аналого-цифровой преобразователь и запоминающий блок, а также общие для всех каналов блок уп:равления, соединенный с соответствующими входами аналого-цифровых преобразователей, источник частот дискретизации, подключенный своими выходами к входам блока управления, и шина пускового сигнала, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности временной регистрации процессов относительно общего пускового сигнала, в нее введены измеритель временного интервала и блок блокировки источника частот дискретизации, при этом вход блока блокировки, объединенный с. входом Старт измерителя временных интервалов, подключен к шине пускового ригнсша, вход Стоп измерителя временных интервсшов подключен к одному из выходов иточника частот дискретизации. 2.Система регистрации по п.1, отличающаяся тем, что, источник частот дискретизации выполнен в виде последовательно включенных задакмцего генератора, триггерного счетчика и выходных элементов И по числу разрядов счетчика, входы установки в 1 всех триггеров счетчика подключены к выходу блока блокировки, выход первого триггера соединен с первыми входами всех элементов И, выходы остальных триггеров подключены к другкм входам соответствующих элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 673928, кл.С 01 R 13/02, 1978. 2.Соколов М.П. Применение автоматических устройств в физическом эксперименте. М., 1969, с.290.

о 8

Фи-1.2

Тш1