DE4005583A1 - System zur analyse von rasch veraenderlichen vorgaengen - Google Patents

System zur analyse von rasch veraenderlichen vorgaengen

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DE4005583A1
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Evgenij Ivanovic Resotkin
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    • G08C15/00Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Informations- Meßtechnik und bezieht sich insbesondere auf ein System zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgängen.
Bekannt ist ein System zur Analyse von rasch veränder­ lichen Vorgängen (US-A 44 99 745), welches einen programmier­ baren Arithmetikmodul enthält, der mit einem Analog-Digital- Umsetzer in Verbindung steht, an dessen Eingang über eine Analogspeichereinheit ein Eingangssignalmultiplexer ange­ schlossen ist, wobei optische Sende- und Empfangsmodule über faseroptische Übertragungsleitungen miteinander ver­ bunden sind.
Das bekannte System bietet keine Möglichkeit, eine Mehrfunktionsanalyse von rasch veränderlichen Vorgängen im Echtzeitbetrieb vorzunehmen, weil die Übertragungsgeschwin­ digkeit der Haupt- und zusätzlichen Information (die Über­ tragung dieser beiden erfolgt seriell gering ist und die Koeffizienten der schnellen Fourier-Transformation auch mit einer geringen Geschwindigkeit berechnet werden, so daß sich damit eine unzureichende Schnellwirkung bei der Berechnung der statischen Charakteristiken der zu unter­ suchenden Vorgänge ergibt.
Am nächsten kommt der vorliegenden Erfindung nach dem technischen Wesen ein System zur Analyse von rasch ver­ änderlichen Vorgängen (s. die Werbeschrift der Firma IN-2/ Gruppe Intertechnik/ für das System IN-1200, Frankreich, 1986), welches einen Spezialzweckrechner, an dessen Bus über einen DMA-Kanal ein Zeitintervall-Zähler und ein programmierbarer Arithmetikmodul, der mit einem Bezugs­ frequenzgenerator in Verbindung steht, angeschlossen sind, sowie einen Analog-Digital-Umsetzer enthält, an dessen Eingang ein Eingangssignalmultiplexer angeschlossen ist.
Beim Einsatz des bekannten Systems werden zu untersu­ chende analoge (Eingangs-) Signale über den Multiplexer dem Eingang des Analog-Digital-Umsetzers zugeleitet, in einen Digitalkode umgesetzt und über den DMA-Kanal auf eine Harddisk vom Winchestertyp geschrieben oder einem Prozessor für schnelle Fouriertransformationen zur Echtzeitverarbei­ tung zugeführt. Ein Impulssignal gelangt zum Eingang des Zeitintervall-Zählers, wird in einen Digitalkode umge­ setzt, der im Spezialzweckrechner zur Steuerung des Algorithmus der Erfassung von analogen Informationen heran­ gezogen werden kann.
Da im bekannten System der Eingangssignalmultiplexer der Analog-Digital-Umsetzer und der Zeitintervall-Zähler unmittelbar im Spezialzweckrechner angeordnet sind, müs­ sen zum Anschluß der Primärumformer (-geber), die an den zu untersuchenden Objekten angebracht sind, die sich vom Analysesystem in einer beträchtlichen Entfernung (bis 300 m) befinden, lange elektrische Übertragungsleitungen benutzt werden, was die Betriebsmöglichkeiten des Systems zur Ana­ lyse von rasch veränderlichen Vorgängen infolge geringer Störunempfindlichkeit der elektrischen Übertragungslei­ tungen wesentlich begrenzt. Hinzu komt, daß beim Vorhan­ densein von starken elektromagnetischen Feldern das be­ kannte System es überhaupt nicht gestattet, den Empfang und die Verarbeitung von Meßwerten im Echtzeitbetrieb vor­ zunehmen.
Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zugrundege­ legt, ein solches System zur Analyse von rasch veränderli­ chen Vorgängen zu entwickeln, dessen schaltungstechnische Aus­ führung es gestattet, bei der Meßwerterfassung und -verar­ beitung eine gleichzeitige Übertragung von umgesetzten analogen Signalen und eines umgesetzten Impulssignals von mehreren, verschieden entfernten Untersuchungsobjekten im Echtzeitbetrieb durchzuführen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ins System zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgängen, das einen Spezialzweckrechner, an dessen Bus über einen DMA-Ka­ nal ein Zeitintervall-Zähler und ein programmierbarer Ari­ thmetikmodul angeschlossen sind, der mit einem Bezugs­ frequenzgenerator in Verbindung steht, sowie einen Analog- Digital-Umsetzer enthält, an dessen Eingang ein Eingangs­ signalmultiplexer geschaltet ist, gemäß der Erfindung zwei optische Sender-Empfänger-Module, ein Impulssignal­ former und ein Synchronisierungsmodul eingeführt sind, wobei der Daten- und Takteingang des einen optischen Sen­ der-Empfänger-Moduls an den Ausgängen des programmier­ baren Arithmetikmoduls liegen und der Daten- und Takt­ ausgang dieses optischen Moduls mit den jeweiligen Ein­ gängen des Synchronisierungsmoduls verbunden sind, des­ sen Steuerausgang an den Steuereingang des Eingangssignal­ multiplexers, dessen Startausgang an den Starteingang des Analog-Digital-Umsetzers angeschlossen ist und des­ sen Taktausgang mit dem Takteingang des anderen optischen Sender-Empfänger-Moduls in Verbindung steht, bei dem der Daten- und Steuereingang an die jeweiligen Ausgänge des Analog-Digital-Umsetzers geführt sind, der Eingang und der Impulssignalausgang jeweils mit einem Ausgang und einem Eingang des Impulssignalformers verbunden sind, des­ sen anderer Eingang als Impulssignaleingang des Systems dient und dessen anderer Ausgang mit dem Eingang des Zeitintervall-Zählers verbunden ist, wobei der Takt- und Steuerausgang des anderen optischen Sender-Empfänger-Mo­ duls mit den Takt- und Steuereingängen des programmierbaren Arithmetikmoduls in Verbindung stehen, während der Daten­ ausgang des anderen optischen Sender-Empfänger-Moduls über den DMA-Kanal mit dem Bus des Spezialzweckrechners verbunden ist.
Es ist zweckmäßig, daß jeder optische Sender-Empfänger- Modul einen optischen Empfänger und einen optischen Sender, die über eine faseroptische Übertragungsleitung miteinander verbunden sind, Register des Empfängers und des Senders, einen Taktimpulsgenerator und zwei Synchronisierschaltungen enthält, wobei der Taktimpulsgenerator mit einem der Eingän­ ge der einen Synchronisierschaltung verbunden ist, deren anderer Eingang als Takteingang des optischen Sender-Emp­ fänger-Moduls dient und deren Ausgang an die Takteingänge des optischen Senders und des mit diesem verbundenen Re­ gisters des Senders angeschlossen ist, bei welchem Register der Daten-, Steuereingang und ein zusätzlicher Eingang als zugehörige Eingänge des optischen Sender-Empfänger-Mo­ duls dienen, und daß der Taktausgang des optischen Empfän­ gers an die Eingänge des Registers des Empfängers und der anderen Synchronisierschaltung geführt ist, deren Ausgang den Taktausgang des optischen Sender-Empfänger-Moduls bildet, wobei der Datenausgang des optischen Empfängers an den Eingang des Empfängerregisters angeschlossen ist, dessen Ausgänge jeweils den Impulssignal-, Steuer- und Datenausgang des optischen Sender-Empfänger-Moduls bilden.
Es ist auch zweckdienlich, daß der Synchronisierungs­ modul einen Impulsformer, ein Verzögerungsglied und ein Pufferregister enthält, dessen Dateneingang als Daten­ eingang des Synchronisierungsmoduls dient und dessen Ausgang als Steuerausgang des Synchronisierungsmoduls benutzt wird, wobei ein Eingang des Verzögerungsgliedes, welcher mit dem Eingang des Impulsformers verbunden ist, als Takteingang des Synchronisierungsmoduls dient, wäh­ rend der Ausgang des Impulsformers an den Steuereingang des Pufferregisters und an den anderen Eingang des Ver­ zögerungsgliedes angeschlossen ist, dessen Ausgänge als Start- und Taktausgänge des Synchronisierungsmoduls dienen.
Durch Verwendung der optischen Sender-Empfänger-Module im erfindungsgemäßen System ist die Möglichkeit gegeben, den Meßmodul, bestehend aus dem Analog-Digital-Umsetzer, dem Eingangssignalmultiplexer und Impulssignalformer, in unmittelbarer Nähe des zu untersuchenden Objektes anzuordnen, was erstens wesentlich die Betriebsmöglich­ keiten des Systems bei der Analyse rasch veränderlicher Vorgänge im Echtzeitmaßstab der Durchführung eines Experi­ mentes erweitert und zweitens den Einsatz nur eines Systems zur Analyse von Meßinformationen von mehreren entfernten Objekten ermöglicht.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1- Strukturschaltbild des erfindungsgemäßen Sys­ tems zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgängen;
Fig. 2- Strukturschema des optischen Sender-Empfän­ ger-Moduls gemäß der Erfindung;
Fig. 3- Strukturschema des Synchronisierungsmoduls gemäß der Erfindung.
Das erfindungsgemäße System zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgängen enthält einen Spezialzweckrech­ ner 1 (Fig. 1), bestehend aus über einen Hochgeschwindig­ keitsbus 2 verbundenen Modulen - einem Zentralprozessor 3, der mit dem Arbeitsspeicher 4 verbunden ist, einem Prozes­ sor 5 für schnelle Fouriertransformationen, einem Platten­ speicher-Controller 6, an dessen Ausgänge ein Floppy-Disk- Speicher 7 und eine Harddisk 8 vom Winchestertyp angeschlos­ sen sind, einem Grafik- und Zeichenterminal-Steuergerät 9, an dessen Ausgang ein Farbgrafik- und Zeichenterminal 10 angeschaltet ist. An den Bus 2 ist über einen DMA-Kanal 11 ein Zeitintervall-Zähler 12 angeschlossen, dessen Ein­ gang am Ausgang 13 eines Impulssignalformers 14 liegt. Der Eingang 15 des letzteren bildet den Impulssignalein­ gang des Systems, wobei der Eingang 16 des Formers 14 und dessen Impulssignalausgang 17 jeweils an den Ausgang und den Eingang eines optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 angeschlossen sind. Der Dateneingang 19 und der Steuerein­ gang 20 des Moduls 18 sind mit den jeweiligen Ausgängen eines Analog-Digital-Umsetzers 21 verbunden, bei dem an einen der Eingänge der Ausgang eines Eingangssignalmulti­ plexers 22 geführt ist. Der Impulssignalformer 14 ist aus logischen Gliedern vom Schmitt-Trigger-Typ und einem monostabilen Multivibrator (V. L. Shilo Handelsübliche Digitalmikroschaltkreise, 1987, Radio i svyaz, Moskau, S. 53, 183) aufgebaut.
Das System enthält auch einen programmierbaren Arithmetikmodul 23, der mit einem Bezugsfrequenzgenera­ tor 24 in Verbindung steht. Die Takt- und Steuereingänge des programmierbaren Arithmetikmoduls 23 sind mit dem Takt- und Steuerausgang 25 bzw. 26 des optischen Sender- Empfänger-Moduls 18 verbunden, dessen Datenausgang 27 über den DMA-Kanal 11 an den Bus 2 des Spezialzweck­ rechners 1 angeschlossen ist. Die Ausgänge des program­ mierbaren Arithmetikmduls 23 sind an den Daten- und Takt­ eingang 28 bzw. 29 eines optischen Sender-Empfänger-Moduls 30 geführt, bei dem der Datenausgang 32 und Taktausgang 31 mit den jeweiligen Eingängen eines Synchronisierungsmoduls 33 in Verbindung stehen. Der Taktausgang des Moduls 33 liegt am Takteingang 34 des optischen Sender- und Empfänger- Moduls 18, der Steuerausgang des Moduls 33 ist mit dem Steuereingang des Eingangssignalmultiplexers 22 verbunden, während der Startausgang dieses Moduls 33 an den Startein­ gang des Analog-Digital-Umsetzers 21 angeschlossen ist. Eine Ausführungsform des programmierbaren Arithmetikmoduls 23 ist in der Werbeschrift Technische Beschreibung des Systems IN-1200 (auf Seite 8 dieser Literaturstelle) be­ schrieben.
Die optischen Sender-Empfänger-Module 18, 30 sind vom selben Ausführungstyp, unterscheiden sich aber nach der Zahl von Bitstellen, zu sendenden und zu empfangenden Wörtern und nach der Funktion der Bitstellen, deswegen ist in Fig. 2 ein Gesamtstrukturschema dieser Module dar­ gestellt.
Jeder optische Sender-Empfänger-Modul 18 oder 30 (Fig. 2) enthält einen Taktimpulsgenerator 35, der mit einem der Eingänge einer Synchronisierschaltung 36 verbunden ist, deren anderer Eingang als Takteingang 34 oder 29 des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 oder 30 für den An­ schluß an den Ausgang des Synchronisierungsmoduls 33 (Fig. 1) (d. h. wenn es sich um den optischen Sender- und Empfänger- Modul 30 handelt) oder an den Ausgang des programmierbaren Arithmetikmoduls 23 (wenn die Rede von dem optischen Sender-Empfänger-Modul 18 ist). Der Ausgang der Synchro­ nisierschaltung 36 (Fig. 2) ist an die Takteingänge eines Senderregisters 37 und eines mit diesem gekoppelten opti­ schen Senders 38 angeschlossen. Dabei dienen der Daten-, Steuereingang und ein zusätzlicher Eingang des Senderregis­ ters 37 als zugehörige Eingänge 19, 20, 28 des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 oder 30 für den Anschluß an die Ausgänge des Analog-Digital-Umsetzers 21 und an den Aus­ gang 17 (Fig. 1) des Impulssignalformers 14, wobei der Dateneingang des optischen Sender-Empfänger-Moduls 30 an den Ausgang des programmierbaren Arithmetikmoduls 23 geführt ist. Der Ausgang des optischen Senders 38 ist über eine faseroptische Übertragungsleitung 39 an den Eingang eines optischen Empfängers 40 angeschlossen, bei dem der Datenausgang mit dem Dateneingang des Empfängerregis­ ters 41 und der Taktausgang mit den Takteingängen des Empfängerregisters 41 und der Synchronisierschaltung 42 verbunden sind, deren Ausgang den Taktausgang 25 oder 31 des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 bzw. 30 bildet, welcher für den Anschluß an den Takteingang des Synchroni­ sierungsmoduls 33 (Fig. 1) (beim optischen Sender-Empfänger- Modul 30) oder an den Eingang des programmierbaren Arith­ metikmoduls 23 (im Falle des optischen Sender-Empfänger- Moduls 18) bestimmt ist.
Der Impulssignalausgang, der Steuer- und Datenausgang des Empfängerregisters 41 sind zugehörige Ausgänge 27, 26 des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 bzw. 30 für den Anschluß an den DMA-Kanal 11 (Fig. 1), an den Eingang des programmierbaren Arithmetikmoduls 23 und an den Ein­ gang 16 des Impulssignalformers 14, während der Daten­ ausgang 32 (Fig. 2) des optischen Sender-Empfänger-Moduls 30 an den Dateneingang des Synchronisierungsmoduls 33 (Fig. 1) anschließbar ist.
Der Synchronisierungsmodul 33 (Fig. 3) enthält ein Puffer­ register 43, dessen Dateneingang den Dateneingang des Syn­ chronisierungsmoduls 33 bildet und dessen Ausgang als Steuerausgang des Synchronisierungsmoduls 33 dient und an den Steuereingang des Multiplexers 22 (Fig. 1) ange­ schlossen ist. Der Synchronisierungsmodul 33 (Fig. 3) ent­ hält auch ein Verzögerungsglied 44, dessen anderer Eingang, der mit dem Eingang eines Impulsformers 45 verbunden ist, als Takteingang des Synchronisierungsmoduls 33 dient, während der Ausgang des Impulsformers 45 an den Steuer­ eingang des Pufferregisters 43 und an den anderen Eingang des Verzögerungsgliedes 44 angeschlossen ist, dessen Aus­ gänge als Startausgang des Synchronisierungsmoduls 33 für den Anschluß an den Starteingang des Analog-Digital-Um­ setzers 21 (Fig. 1) und als Taktausgang des Synchronisierungs­ moduls 33 (Fig. 3) für den Anschluß an den Takteingang 34 (Fig. 1) des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 dienen.
Das erfindungsgemäße System zur Analyse von rasch ver­ änderlichen Vorgängen arbeitet wie folgt. Mit einem Signal, das vom Ausgang des Zentralprozessors 3 (Fig. 1) eintrifft, wird über den Bus 2 und dem DMA-Kanal 11 in den program­ mierbaren Arithmetikmodul 23 ein Programm mit Ausgangsdaten zur Signalerfassung, nämlich mit einer Anfangsnummer und einer Zahl von Kanälen für die Erfassung von analogen Infor­ mationen, einer Abtastfrequenz für analoge Vorgänge, geladen.
Dabei wird im Zeitintervall-Zähler 12 eine gewünschte Frequenz programmiert, mit der die zu messenden Zeitinter­ valle gefüllt werden. Nach Abschluß des Ladens der Aus­ gangsdaten beginnt der programmierbare Arithmetikmodul 23 zyklisch einen Parallel-Adreßkode der ausgewählten Er­ fassungskanäle auszugeben, der von einem Taktsignal be­ gleitet wird, das dem Eingang 29 des optischen Sender-Emp­ fänger-Moduls 30 zugeführt wird. Der Adreßkode des Kanals gelangt an die Dateneingänge des Registers 37 (Fig. 2) des Senders, wird mit Hilfe des Taktimpulsgenerators 35 und der Synchronisierschaltung 36 in einen Serienkode umgewandelt und trifft am optischen Sender 38 ein, der diesen Kode in ein Signal eines Lichtstromes umformt.
Das so umgeformte Signal gelangt über die faseroptische Übertragungsleitung 39 zum optischen Empfänger 40, wobei jedes Datenbit von seinem Taktsignal begleitet wird, das von der Synchronisierschaltung 36 geliefert wird. Die Zahl der Taktsignale entspricht der Zahl der zu übertragen­ den Bits des Adreßwortes. Im Empfängerteil wird das Licht­ stromsignal im optischen Empfänger 40 in ein elektrisches Signal eines Serien-Adreßkodes und in Taktimpulse für die zu übertragenden Datenbits umgesetzt. Der Serien-Adreß­ kode trifft am Empfängerregister 41 ein, wo er mit Hilfe der Synchronisierschaltung 42 in einen Parallelkode umgewandelt wird, der an den Synchronisierungsmodul 33 (Fig. 3) weitergegeben wird, der an den Synchronisierungsmodul 33 steuert die Arbeit des Multiplexers 22 (Fig. 1) durch Eintragung des Adreßkodes ins Pufferregister 43 (Fig. 3) und die Funktionsweise des Analog-Digital-Umsetzers 21 (Fig. 1), indem eine Verzögerung des Startimpulses des Analog-Digital-Umsetzers 21 um eine Zeit bewirkt wird, die zur Beendigung von Übergangsprozessen im Multiplexer 22 benötigt wird, sowie die Betriebsarten des opti­ schen Sender-Empfänger-Moduls 18.
Der optische Sender-Empfänger-Modul 18 arbeitet in zwei Betriebsarten - bei der Übertragung eines Impulssi­ gnals und bei gleichzeitiger Übertragung eines umgesetzten Analog- und eines Impulssignals. Betrachten wir die Übertragung eines Impulssignals. Als Impulssignal dient eine Impuls­ folge, die am Eingang 15 des Impulssignalformers 14 an­ kommt, in dem ein TTL-Pegelsignal gebildet wird, das in eine der Bitstellen des Senderegisters 37 (Fig. 2) des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 eingetragen wird. In diesem Fall wird vom optischen Sender-Empfän­ ger-Modul 18, der hierbei ununterbrochen unter der Steuerung der Synchronisierschaltung 36 (Fig. 2) arbeitet, ein Parallelkode gesandt, der eine Information über das Impulssignal beinhaltet, wobei die Bits, die für die Übertragung des umgesetzten Analogsignals bestimmt sind, nicht informativ sind (der Analog-Digital-Umsetzer 21 (Fig. 1) wird nicht ausgelöst) und nicht zum DMA-Kanal 11 gelangen.
Vom Impulssignalausgang des optischen Sender-Empfänger- Moduls 18 wird das Impulssignal dem Eingang 16 des Impuls­ signalformers 14 zugeführt, in dem ein Signal mit einer Impulsfolgeperiode erzeugt wird, die der Periode des Ein­ gangsimpulssignals entspricht. Vom Ausgang 13 des Formers 14 wird das Signal auf den Eingang des Zeitintervall-Zählers 12 gegeben, in dem gerade die Messung der Zeitintervalle er­ folgt, wobei die Einrichtungen (Module), die die Übertragung der Adreßworte gewährleisten, unwirksam bleiben.
Bei der parallelen Übertraung eines umgesetzten ana­ logen und eines Impulssignals wird durch den optischen Sender-Empfänger-Modul 30 ein Adreßwort eines ausgewählten Kanals für die Erfassung von analogen Informationen über­ tragen, während der Synchronisierungsmodul 33 nach der Beendigung der Arbeit des Multiplexers 22 und des Analog- Digital-Umsetzers 21 ein Taktsignal an den optischen Sender- Empfänger-Modul 18 liefert, wodurch dieser aus der Betriebs­ art der ununterbrochenen Übertragung in die Betriebsart übergeführt wird, bei der die Übertragung mit der Eintrefffrequenz der Adreßworte durchgeführt wird, die der Frequenz gleich ist, mit der die analoge Informa­ tion erfaßt wird. Somit gelangen die analogen Eingangssig­ nale über den Multiplexer 22 an den Eingang des Analog-Di­ gital-Umsetzers 21, in dem sie in einen digitalen Parallel­ kode umgesetzt werden. Der digitale Parallelkode vom Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers 21, der von einem das Messungs­ ende im i-ten Kanal anzeigenden Taktsignal begleitet wird, und das Impulssignal vom Ausgang 17 des Impulssignalformers 14 werden zu einem Wort gruppiert und auf die jeweiligen Eingänge des Sender-Empfänger-Moduls 18 gegeben. Vom Impuls­ signalausgang des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 wird das Impulssignal über den Former 14 an den Eingang des Zeit­ intervall-Zählers 12 übermittelt. Über den Datenausgang 27 des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 wird in den DMA-Kanal 11 der Parallelkode geschickt, der dem gemes­ senen Signalwert des i-ten Kanals für die Erfassung von analogen Informationen entspricht. In den programmier­ baren Arithmetikmodul 23 wird vom Taktausgang 25 des opti­ schen Sender-Empfänger-Moduls 18 ein das Ende der Informa­ tionsübertragung des optischen Sender-Empfänger-Moduls 18 anzeigendes Taktsignal und ein das Ende der Messung im Analog-Digital-Umsetzer 21 anzeigendes Steuersignal ein­ gespeist. Sobald das Messungsendesignal des Analog-Digi­ tal-Umsetzers 21 am programmierbaren Arithmetikmodul 23 eingetroffen ist, gibt der letztere den DMA-Kanal für die Übernahme des Parallelkodes der gemessenen Information des i-ten Erfassungskanals frei, welcher dann über den Bus 2 zum Arbeitsspeicher 4 übertragen wird. Darüber hinaus gestattet der programmierbare Arithmetikmodul 23 es, über den DMA-Kanal 11 und den Bus 2 in den Arbeits­ speicher 4 eine Information vom Ausgang des Zeitintervall- Zählers 1 einzugeben (wenn der Zähler für die Messung von Zeitintervallen vorprogrammiert ist).
Das erfindungsgemäße System zur Analyse von rasch ver­ änderlichen Vorgängen ermöglicht die Realisierung folgen­ der Betriebsarten:
  • 1. Erfassung von analogen Signalen. In diesem Fall stellt das System den Empfang von Ein­ gangssignalen in Analogform, die Umsetzung derselben in einen Digitalkode und dessen Übertragung über die faseropti­ sche Übertragungsleitung 39 (Fig. 2) zum Spezialzweckrechner 1 (Fig. 1) sicher. Der Spezialzweckrechner 1 nimmt das Schrei­ ben der Meßwerte auf die Harddisk 8 vom Winchestertyp oder die Echtzeitverarbeitung mit Hilfe des Prozessors 5 für schnelle Fouriertransformationen mit anschließender Anzeige von Zählergebnissen am Grafik- und Zeichenterminal 10 vor.
  • 2. Erfassung eines Impulssignals. Bei der Erfassung eines Impulssignals gewährleistet das System die Eingabe und Messung eines Impulssignals. Der Spezialzweckrechner 1 nimmt wie auch bei der Erfassung von analogen Signalen eine geeignete Verarbeitung des Impuls­ signals vor.
  • 3. Unabhängige Erfassung eines Impulssignals und analoger Signale.
    Diese Betriebsart gestattet es, die Sammlung und Ver­ arbeitung des Impulssignals und der analogen Signale gleich­ zeitig vorzunehmen, wobei die Eingabe dieser Signale in den Spezialzweckrechner 1 unabhängig erfolgt.
  • 4. Abhängige Erfassung eines Impulssignals und analo­ ger Signale.
    Die Betriebsart der abhängigen Erfassung gewährleistet die Hinzunahme einer Erfassung von analogen Signalen, sobald das Meßergebnis des Impulssignals (der Zeitintervalle) einen durch ein Programm vorbestimmten Wert erreicht hat. Diese Betriebsart wird im wesentlichen zur Untersuchung von rotierenden Maschinen benutzt und gibt die Möglichkeit, Vibrationssignale bei verschiedenen Motordrehzahlen zu ana­ lysieren.
Die Einführung der optischen Sender-Empfänger-Module 18, 30, des Impulssignalformers 14 und des Synchronisierungs­ moduls 33 ins erfindungsgemäße System erweitert somit wesent­ lich die Betriebsmöglichkeiten des Systems zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgängen bei der Arbeit mit entfern­ ten Untersuchungsobjekten im Echtzeitbetrieb durch hohe Störunempfindlichkeit der verwendeten faseroptischen Übertragungsleitungen 39 (Fig. 2) und mögliche gleichzeitige Übertragung der umgesetzten analogen Signale und des Impuls­ signals.

Claims (6)

1. System zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgän­ gen, das
  • einen Spezialzweckrechner (1),
  • einen Zeitintervall-Zähler (12), der über einen DMA-Ka­ nal an den Bus (2) des Spezialzweckrechners (1) angeschlos­ sen ist,
  • einen programmierbaren Arithmetikmodul (23), der mit einem Bezugsfrequenzgenerator (24) in Verbindung steht und über einen DMA-Kanal (11) an den Bus (2) des Spezialzweckrech­ ners (1) angeschlossen ist,
  • einen Analog-Digital-Umsetzer (21),
  • einen Eingangssignalmultiplexer (22), der an den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers (21) geschaltet ist,
enthält, gekennzeichnet durch
  • zwei optische Sender-Empfänger-Module (18, 30), einen Impulssignalformer (14) und einen Synchronisierungsmodul (33), wobei
  • der Daten- und Takteingang (28 bzw. 29) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (30) an den Ausgängen des program­ mierbaren Arithmetikmoduls (23) liegen,
  • der Daten- und Taktausgang (32 bzw. 31) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (30) mit den jeweiligen Eingängen des Synchronisierungsmoduls (33) verbunden sind,
  • der Steuerausgang des Synchronisierungsmoduls (33) an den Steuereingang des Eingangssignalmultiplexers (22), der Startausgang des Moduls (33) an den Starteingang des Ana­ log-Digital-Umsetzers (21) angeschlossen ist und der Takt­ ausgang dieses Moduls (33) mit dem Takteingang (34) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18) in Verbindung steht,
  • der Daten- und Steuereingang (19 bzw. 20) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18) an die jeweiligen Ausgänge des Analog-Digital-Umsetzers (21) geführt sind, der Impulssignal­ eingang und der Impulssignalausgang des Moduls (18) jeweils mit dem Ausgang (17) und dem Eingang (16) des Impulssignalformers (14) verbunden sind, dessen Eingang (15) als Impulssignaleingang des Systems dient und dessen Ausgang (13) mit dem Eingang des Zeitintervall-Zählers (12) verbunden ist,
  • der Takt- und Steuerausgang (25 bzw. 26) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18) mit den Takt- und Steuerein­ gängen des programmierbaren Arithmetikmoduls (23), der Datenausgang (27) des Moduls (18) über den DMA-Kanal (11) mit dem Bus (2) des Spezialzweckrechners (1) verbunden sind.
2. System zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgän­ gen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder optische Sender-Empfänger-Modul (18, 30) enthält:
  • einen optischen Empfänger (40) und einen optischen Sen­ der (38), die über eine faseroptische Übertragungsleitung (39) miteinander verbunden sind,
  • Register (41, 37) des Empfängers und des Senders,
  • einen Taktimpulsgenerator (35),
  • Synchronisierschaltungen (36, 42),
wobei
  • der Taktimpulsgenerator (35) mit einem der Eingänge der Synchronisierschaltung (36) verbunden ist, deren an­ derer Eingang als Takteingang (34, 29) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18, 30) dient,
  • der Ausgang der Synchronisierschaltung (36) an die Takteingänge des optischen Senders (38) und des mit die­ sem verbundenen Registers (37) des Senders angeschlossen ist,
  • der Daten-, Steuereingang und ein zusätzlicher Eingang des Registers (37) des Senders als zugehörige Eingänge (28, 20 bzw. 19) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18, 30) dienen,
und daß
  • der Taktausgang des optischen Empfängers (40) an die Eingänge des Registers (41) des Empfängers und der Synch­ ronisierschaltung (42) geführt ist, deren Ausgang den Taktausgang (25, 31) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18, 30) bildet, wobei
  • der Datenausgang des optischen Empfängers (40) an den Eingang des Empfängerregisters (41) angeschlossen ist, des­ sen Ausgänge jeweils den Impulssignal-, Steuer- und Daten­ ausgang (27, 32 bzw. 26) des optischen Sender-Empfänger-Moduls (18, 30) bilden.
3. System zur Analyse von rasch veränderlichen Vorgän­ gen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Synchronisierungsmodul (33) einen Impuls­ former (45), ein Verzögerungsglied (44) und ein Puffer­ register (43) enthält, wobei
  • der Dateneingang des Pufferregisters (43) als Daten­ eingang des Synchronisierungsmoduls (33) dient und der Ausgang dieses Registers als Steuerausgang des Moduls (33) benutzt wird,
  • ein Eingang des Verzögerungsgliedes (44), welcher mit dem Eingang des Impulsformers (45) verbunden ist, als Takteingang des Synchronisierungsmoduls (33) dient,
  • der Ausgang des Impulsformers (45) an den Steuereingang des Pufferregisters (43) und an den anderen Eingang des Verzögerungsgliedes (44) angeschlossen ist, dessen Ausgän­ ge als Start- und Taktausgänge des Synchronisierungsmoduls (33) dienen.
DE4005583A 1989-03-17 1990-02-22 System zur analyse von rasch veraenderlichen vorgaengen Withdrawn DE4005583A1 (de)

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DE4434553A1 (de) * 1994-09-28 1996-04-04 Wolfgang Schenk Felddaten-Digitalwandler

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