DE2251458B2 - Vorrichtung zur auswertung von elektronisch aufgezeichneten messwerten - Google Patents

Description

intervaUen und 2UX Übergabe der gemessenen Werte geschalteten digitalen Rechenanlage abgefragt. Die

an eine digitale Kecnenanidge, Abfrage geschieht jeweils dann, wenn der Ausgang

_Fig. 3b eine Schaltung zur Entschlüsselung von PSl anzeigt, daß ein Impuls in dem elektropbysiolo-

Referenzsignalen und von Kennungsimpuls-Gruppen gischen Meßsignal ü„_r, auftrat Die digitale Rechen-

(Kennungssignmen, nacn r ig. . sowie zur Weiter- ₅ anlage übernimmt dann den Zählerstand N, der ein

leitung der Referenzs_lgnale 1 und 2 an die Zahler gesuchtes Zeitintervall T nach der Beziehung nach Fig· 3 ^a·

Die in Fig· 1 aufgezeichneten elektrischen Meß- ν = f -T signale U_NKv die beispielsweise bei Messungen am

visuellen System von Tieren (Augen, Nerven, Gehirn) _{10 angibt> wobd f die F nz des} Rechteckgeneraauftreten, gelangen als elektrische Signale über einen tors 8 darstellt. Der größtmögliche Wert in den Zäh-Nachrichtenkanal X, beispielsweise durch Abfrage lern 13 bzw. 14 bei 15 Bit Zählerumfang ist der Spur 1 eines Magnetbandes, auf das sie vorher

aufgezeichnet worden waren, an den Eingang NKl N= (2¹⁵ — 1) = 32 676

der erfindungsgemäßen Vorrichtung, während die 15 ^m"

Referenzsignale ^₂, auf die die Messungen bezo- Er begrenzt somit das meßbare Zeitintervall im

gen sind, gleichzeitig über einen Nachnchtenkanal 2 Ausführungsbeispiel für f_e = 10 kHz auf T_max =

durch Abfrage der zweiten Spur desselben Magnet- 3,2767 s. T_max wird kleiner, wenn man die Taktfre-

kandes an einen weiteren Eingang NK 2 der erfin- quenz )_c vergrößert. In diesem Fall wird aber auch

dungsgemäßen Vorrichtung gelangen. Die Referenz- 20 die Meßgenauigkeit der Anordnung größer,

,ignale können dabei beispielsweise dem Beginn und i_m Nachrichtenkanal 1 tritt neben den Impulsen im

Ende eines optischen Reizes (Lichtblitzes), der auf elektrophysiologischen Meßsignal eine Rauschspan-

die Augen eines Tieres gegeben wird, zugeordnet nung auf. Der Schmitt-Trigger 4 sorgt zusammen mit

lein, während die Meßsignale den darauf in den den vorgeschalteten Verstärkerstufen 1 und 2 dafür,

Nervenbahnen und/oder im Gehirn entstehenden 25 daß die Zählerumschaltung nur durch die Impulse

elektrischen Reaktionen entsprechen. Nach Fig. 1 i_m elektrophysiologischen Meßsignal erfolgen kann,

lind das Zeitintervall T_RSl zwischen einem ersten Der Verstärkungsfaktor beträgt im Ausführungsbei-

Referenzsignal der Dauer T_Ri und dem nachfolgen- spiel V^ 10*. Die monostabile Kippstufe 5 sorgt für

den 1. Impuls im elektrophysiologischen Meßsignal die Formung der Impulse (im Ausführungsbeispiel

des Nachrichtenkanals 1, ferner die Zeitintervalle 30 hat der geformte Impuls eine Dauer von 350 μβ).

T,s_μ C" = i'²'³ · · ·) zwischen den einzelnen Impul- Nach F i g. 3 a lriggert die negative Welle der Impulse

ien zu messen. In gleicher Weise sind das Zeitinter- i_m elektrophysiologischen Meßsignal die geformten

»all T_RS2 in bezug auf das zweite Referenzsignal der Impulse. Wenn man die Invertierstufe 3 (Verstär-

Dauer T_R2 zu messen sowie die weiteren Zeitinter- kung V = 1) einschaltet, kann man auch die positi-

valleT/s,,. 35 ven Wellen dazu verwenden. Nach Fig. 3a bewir-

In F i g. 2 sind die Kennungsimpulse, die zur Kenn- ken die Referenzsignale der Dauer T_R1 und T_{R 2} aus

leichnung von Versuchen und Versuchsbedingungen Nachrichtenkanal 2 über den Eingang U1 auch die

dienen, für das Beispiel des Kennungssignals »drei« Zählerumschaltung.

aufgezeichnet. Diese Impulse kommen ebenfalls über F i g. 3 b stellt die Schaltung dar, die die Impulsen Nachnchtenkanal 2 an den Eingang NK2 der 4° arten aus Nachrichtenkanal 2 nach Verstärkung in erfindungsgemäßen Vorrichtung während eines festen Vorverstärker 16, Gleichrichtung und Tiefpaßfilte-Eeitintervalls T_s, das jeweils mit dem ersten Ken- rung 17 und abermaliger Verstärkung 18 diskriminungsimpuls beginnt. Die Dauer eines Kennungs- niert. Für ausreichende Flankensteilheit der regenejmpulses beträgt T₁, bei einem Puls-Pausenverhältnis rierten Impulse sorgt ein Schmitt-Trigger 19. Den von 1. 45 Kennungssignalen sind nach Fi g. 2 Signale zugeord-

Gemäß Fig. 3a werden die Zeitintervalle T_RSt. _net, die sich durch die unterschiedliche Anzahl von (v = 1,2,3 .. .) oder Τ_ι$μ (μ = 1,2,3 . ..) abwech- Kennungsimpulsen der Dauer T„ (40 ms im Ausfühtelnd von einem der beiden Zähler 13 oder 14 ge- rungsbeispiel) während eines festen Zeitintervalls 7Λ, messen. Nach dieser Schaltung steuert jeder Impuls auszeichnen. Zur Entschlüsselung der Kennungsim elektrophysiologischen Meßsignal U_{NK x} des Nach- 50 signale hat man derartige Impulse festzustellen und richtenkanals 1 nach einer Impulsformung die bi- zu zählen. Die Vorderflanke der Impulse in Nachstabile Kippstufe 7 an. Das Umschalten dieser Kipp- richtenkanal 2 stößt die monostabile Kippstufe 21 ttufe löst in einer der monostabilen. Kippstufen 11 über den Inverter 20 an, die nach der Zeit T_Z) oder 12 einen Löschimpuls (50 ns im Ausführungs- (35 ms im Ausfühningsbeispiel) über die monostabile beispiel) aus, der den Stand des zuvor ruhenden 55 Kippstufe 22 für die Zeit T_z„ (10 ms im Ausfüh-Zählers 13 oder 14 löscht. Dieser Zähler nimmt dar- rungsbeispiel) den Binärwert 1* an den Eingang des auf aus dem Rechteckgenerator 8 (/,. = 10 kHz im nachgeschalieten NAND-Gliedes 23 legt. Ausführungsbeispiel) so lange Zählimpulse auf, bis Da die kurzdauernden Referenzsignale 1 und 2 in die bistabile Kippstufe erneut umschaltet. Die gerin- zeitlichem Abstand von > T„ aufeinanderfolgen, erfügige Verzögerung der effektiven Zähleranschaltung 60 _zeUgt nur die auftretende dritte Impulsform der durch das Löschen des Zählerstandes ist bei einer Dauer T„ ein Signal am Ausgang des NAND-Gliedes angestrebten Meßgenauiekeit im Ausführungsbeispiel 23 und liefert Taktimpulse für den Zähler 26 (4 Bit von ϋΟΟμβ vernachlässigbar. Die Ausgänge des Umfang ini Ausführungsbeispiel), ruhenden Zählers (15 Ausgänge, entsprechend einer Der erste derartige Impuls legt über die mono-15 Bit umfassenden Binärzahl) werden im Zusam- 65 stabile Kippstufe 24 den Beginn des Zeitintervalls menwirken mit den NAND-Gliedern 9 und 10 über der Dauer T_s (900 ms im Ausführungsbeispiel) fest, die Schaltung 15 mit den Zählerausgängen Bl, B 2 in dem die Impulse zur Dekodierung der Signale für der Vorrichtung verbunden und dort von einer nach- Zusatzinformationen zu zählen sind, und löscht mit

Hilfe der monostabilen Kippstufe 25 den alten Zählerstand. Solange der Ausgang BK den Binärwert 1 zeigt, dauert der Zählvorgang an. Eine Abfrage der Kennungszähler-Ausgänge Kl, K2, K3 und KA durch die nachgeschaltete digitale Rechenanlage ist dann nicht sinnvoll.

Zur Unterscheidung der Referenzsignale 1 und 2 hat man die Binärwerte am Ausgang der bistabilen Kippstufen 31 und 32 auszuwerten. Zunächst geben alle in Nachrichtenkanal 2 auftretenden Impulssignale den Ausgängen A1 und A 2 über die monostabile Kippstufe 33 (Dauer des Rückstellimpulses 20 μβ im Ausführungsbeispiel) den Binärwert 0. Trifft beispielsweise das Referenzsignal 1 der Dauer T_R „ (8 ms im Ausführungsbeispiel) ein, so gibt die monostabile Kippstufe 28 einen Impuls (10 ms im Ausführungsbeispiel) auf einen Eingang des nachgeschalteten NAND-Gliedes 30. Der zweite Eingang des NAND-Gliedes 30 nimmt erst beim Verschwinden des Signals in Nachrichtenkanal 2 den Binärwert 1 an. Dann schaltet die bistabile Kippstufe 32 um. Da die monostabile Kippstufe 27 einen Impuls von hier nur 3 ms abgibt, kann Referenzsignal 1 die bistabile Kippstufe 31 über das NAND-Glied 29 nicht zum Ansprechen bringen. Wenn das Referenzsignal 2 auftritt, nehmen die beiden Ausgänge A 1 und A 2 mit dem Ende des Signals (2 ms im Ausführungsbeispiel) den Binärwert 1 an. A 1 und A 2 behalten den Binärwert 0, wenn das Pulssignal in Nachrichtenkanal 2 länger als hier 10 ms dauert. Die Funktionstabelle setzt die unterschiedlichen Signale in Beziehung zu den Binärwerten, die an den Ausgängen A 1

Funktionstabelle für die Impulsunterscheidung
Art des Signals Dauer Al AZ

Referenzsignal 1
Referenzsignal 2
ίο Impulse in

Kennungszahlen

r_Ä,(8ms)
r_R2(2ms)
T₁, (40 ms)

0 1

1 1
0 0

und A 2 anzutreffen sind, sobald der Ausgang DO wieder den Binärwert 0 angenommen hat. Die Kombin ation Al=I und A 2 = 0 ist nicht vorgesehen. Aufgabe der Vorrichtung ist auch die Messung der Zeitintervalle T_RSr zwischen einem der Referenzsignale und dem nachfolgenden ersten Impuls im elektrophysiologischen Meßsignal. Zu diesem Zweck löst die Vorderflanke alle Impulse in Nachrichtenkanal 2 in der monostabilen Kippstufe 33 einen Impuls von hier 20 ns Dauer aus, der über U1 auf das NOR-Glied 6 in F i g. 3 a gelangt und die Zählerumschaltung bewirkt. Das Auftreten von Impulsen in Nachrichtenkanal 2 stellt die nachgeschaltete digitale Rechenanlage am Ausgang PS 2 fest, die Art der auftretenden Impulse ergibt sich entsprechend der Tabelle aus den Zuständen der Ausgänge A 1 und A 2, wenn BO anzeigt, daß die Analyse der Pulsbedeutung abgeschlossen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι ^{J 2}

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auswertung von Meßwerten, die zusammen mit Ken-Patentanspruch: nungs- und Referenzsignalen auf mehreren Spuren

   eines Magnetbandes aufgezeichnet sind oder direkt

   Vorrichtung zur Auswertung von Meßwerten, 5 von Meß- und Aufbereitungseinrichtungen^bernomdie zusammen mit Kennungs- und Referenzsigna- men werden, wobei die Meßwerte aus elektrischen len auf mehreren Spuren eines Magnetbandes Signalen bestehen und in ZeitintervaUen aufeinanderaufgezeichnet sind oder direkt von Meß- und folgen, wobei die Referenzsignale, auf die die Meß-Aufbereitungseinrichtungen übernommen werden, werte bezogen sind, jeweils aus einem Impuls mit wobei die Meßwerte aus elektrischen Signalen 10 unterschiedlicher Impulslange bestehen, wobei die bestehen und in Zeitintervallen aufeinanderfol- Kennungssignale zur Kennzeichnung von Meßvorgen, wobei die Referenzsignale, auf die die Meß- gangen aus einer in einem Zeitintervall liegenden werte bezogen sind, jeweils aus einem Impuls Folge von Kennungsimpulsen mit gleicher Impulsmit unterschiedlicher Impulslänge bestehen, wo- länge und einem Impuls/Pausenvernaltnis von Eins bei die Kennungssignale zur Kennzeichnung von :₅ bestehen und wobei die Impulslange der Ken-Meßvorgängen aus einer in einem Zeitintervall nungsimpulse von der Impulslange der Referenzliegenden Folge von Kennungsimpulsen mit glei- signale verschieden ist.

   eher Impulslänge und einem Impuls/Pausenver- Bei bekannten Einrichtungen zur Entschlüsselung

   hältnis von eins bestehen und wobei die Impuls- von Kennungssignalen werden als Impulsfolgen verlange der Kennungsimpulse von der Impulslänge ao schlüsselte Zeichengruppen, die beispielsweise von der Referenzsignale verschieden ist, dadurch einem Fernschreiber kommen, eingegeben und mitgekennzeichnet, daß zur Messung von tels einer Dekodierschaltung entschlüsselt. Dieses Zeitintervallen (T_RSl, T,_Sv T₁₅₂, T_RS2, T,_Sv Verfahren erfordert im allgemeinen aufwendige Ein-T_;S4...) in an sich bekannter Weise zwei Zäh- richtungen sowohl bei der Genenerung als auch bei ler (13, 14) vorgesehen sind, die von Referenz- 25 der Dekodierung der Signale. Die Messung von Zeitsignalen bzw. Referenzimpulsen (T_Rv T_K2), die Intervallen erfolgt bei bekannten Einrichtungen beiliber einen zweiten Kanal (NK 2) über einen Vor- spielsweise dadurch, daß von einem Startimpuls ein Verstärker (16), einen Gleichrichter mit Tiefpaß- Digitalzähler gestartet und von einem später folgenfilter (17), einen Verstärker (18), einen Schmitt- den Impuls gestoppt wird. Aus dem Zählerstand Trigger (19) und eine monostabile Kippstufe (33) 30 läßt sich das Zeitintervall zwischen den beiden Iman einem NOR-Glied (6) anliegen, sowie von pulsen errechnen, wenn die Taktfrequenzen /_£ des Meßsignalen, die über einen ersten Kanal (NK 1), Zählers bekannt ist.

   über einen weiteren Vorverstärker (1), einen Dif- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

   ferenzverstärker (2), eine Invertierstufe (3), einen Entschlüsselung von in einem besonders einfachen Schmitt-Trigger (4), ein Monoflop (5) an dem 35 Code verschlüsselten Informationen zur Kennzekh-NOR-Glied (6) anliegen, mittels dem NOR-Glied nung von Meßvorp.ängen mit einfachen Einrichtun-(6) nachgeschalteter NAND-Glieder (9, 10) und gen durchzuführen, Zeitintervalle zwischen Signalen monostabiler Kippstuien (11,12) abwechselnd ge- fortlaufend zu messen und diese Informationen bestartet und gestoppt werden, derart, daß in der reitzustellen, so daß sie von einem nachgeschalteten Zeit, in der einer der beiden Zähler (13,14) zählt, 40 Rechner übernommen werden können, der andere in Ruhestellung ist und sein Zähler- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im

   inhalt in an sich bekannter Weise über eine Ver- kennzeichnenden Teil des Anspruchs beschriebenen knüpfungsschaltung (15) an den Ausgängen (B 1 Maßnahmen gelöst.

   bis B15) zur Abfrage durch eine nachgeschal- Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu

   tete digitale Rechenanlage bereitsteht, und daß 45 sehen, daß Meßvorgänge, die zusammen mit Refeein dritter Zähler (26) vorgesehen ist, der die renzsignalen und einfach verschlüsselten Kennungs-Kennungsimpulse (T„), die über den zweiten Signalen auf zwei Spuren eines Magnetbandes in vor-Kanal (NKl), über den Vorverstärker (16), den gegebener Weise aufgezeichnet sind bzw. direkt von Gleichrichter mit Tiefpaßfilter (17), den Verstär- Meß- und Aufbereitungseinrichtungen übernommen ker (18), den Schmitt-Trigger (19), eine Invertier- 50 werden, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Etufe (20), monostabile Kippstufen (21, 22) einem ausgewertet und zur weiteren Bearbeitung durch eine weiteren NAND-Glied (23) zugeleitet werden, n. hgeschaliete digitale Rechenanlage bereitgestellt zählt und daß dieser dritte Zähler (26) über Aus- werden können und daß dadurch verhältnismäßig gänge (Kl bis K4) abgefragt werden kann, und einfache und billige Einrichtungen für die elektroniwobei ein weiterer Ausgang (BK) der monostabi- 55 sehe Aufzeichnung bzw. Meßwertaufbereitung und len Kippstufe (24) vorgesehen ist, der anzeigt, die anschließende Auswertung der Meßwerte zur Anob ein Zählvorgang läuft oder beendet ist, und Wendung kommen können.

   daß weitere monostabile Kippstufen (27, 28), Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der ErNAND-Glieder (29, 30) und Flip-Flops (31, 32) findung werden an Hand eines Ausführungsbeispiel? vorgesehen sind, die Informationen zur Unter- ⁶° näher erläutert. Es zeigt

   scheidung der Referenz- und Kennungsimpulse Fig. 1 Beispiele für zu messende Signale bzw.

   (T_Rv T_R2, T_p), die durch ihre Impulslängen un- Zeitintervalle und Referenzsignale, auf die die Mes terschieden werden, über Ausgänge (A 1, A 2) sungen bezogen werden,

   zur Abfrage bereithalten, wobei ein weiterer Fig. 2 ein Beispiel für eine Kennungsimpuls-

   Ausgang (BO) anzeigt, ob der Vorgang zur Un- 65 Gruppe (Kennungssignal) zur Kennzeichnung eines terscheidung von Referenz- und Kennungsimpul- Meßvorganges (Kennungssignal »drei«), die zu ent sen abgeschlossen ist. schlüsseln ist,

   Fig. 3a eine Schaltung zur Messung von Zeit-