SU900439A1 - Масштабно-временной аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычисли тельной технике, а точнее к преобразовател м форм представлени  информации и может найти применение в автоматизированных системах обработки экспериментальных ранных дл  ввода в электронную вычислительау) машину эпюр импульсных сигналов,в телеметрических системах дл  передачи широкополосных сигналов по узкополосному каналу св зи, в качестве автономного регистратора сигналов при наличии блока пам ти.

Известен масштабно-временной преобразователь импульсных сигналов, содержащий потенциалоскоп с видимым изображением, усилитель входного сигнала, подключенный к блоку развертки записи и к отклон кидим пластинам записывающего луча потенциалоскопа , блок развертки считывани , соединенный с отклон ющими пластинами считывающего луча, пртенциалоскопа , формирователь импульса подсвета , соединенный с модул тором считывающего луча и блоком развертки считывани , усилитель импульсаотметки соединенный по входу с выходным электродом потенциалоскопа, Н по выходу - с блоком широтноимпульсной модул ции (UMM) и через линию задержки - с формирователем импульса подсвета, другой вход блока ШИМ соединен с блоком развертки считывани , а выход блока ШИМ соединен с кодируюииг-1 устройством 1.

Недостатками этого преобразова тел . вл ютс  ийзка  разрешающа  способность и точность преобразова10 ни  и низка  эксплуатационна  надежность , оО сповленнг   необходимостью жесткой стабилизации режимов .

Цель изобретени  - повышение

15 точности и надежности преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в масштабно-временной аналого-цифровой преобразователь,

20 содержащий входной усилитель, входом подключенный ко входной шине, а выходом - ко входу блока развертки записи, соединенного с управл ющими входами электронно-лучевой

25 трубки, первый элемент задержки, триггер управлени , введены усилитель , фо1 шровательИмпульсов, генератор тактовых импульсов, второй элшлент задержки, кшэчи передачи

30 кода, волоконно-оптический квантователь , блок оптико-механической развертки кода, передающа  телевизионна  трубка или диссектор, источник подсветки, элемент совпадени , пусковой блок, ключ и счетчик импульсов , причем входные концы волокон волоконно-оптического квантовател  разделены на две группы, из которых входные концы волокон первой группы уложены вплотную друг к другу в виде пр мой линии, образующей входное окно волоконно-оптического квантовател  и ограничены направл ющими блоь ка механической развертки, при этом входное окно волоконно-оптического квантовател  через блок оптико-механической развертки кадра оптически св зано с экраном электронно-лучевой трубки, входные концы волокон второй группы объединены в жгут и подсоединены к источнику подсветки,выходное окно волоконно-оптического квантовател  выполнено из торцов волокон обеих групп, уложенных поочередно в линию, соответствующую форме развертки передающей телевизионной трубки, и при помощи свет щегос  штриха оптически через объектив св зано с фотокатодом передающей телевизирнной трубкиу содержащей отклон ющие катушки и вырезывающее отверстие, выход же ее через усилитель Соединен с первым выходом эле- мента совпадени  и с формирователем импульсов, выход которого соединен с импульсным входом ключа и через первый элемент задержки - со вторым входом элемента совпадени , выход которого соединен со входом установки , триггера управлени , выход которого подсоединен к управл ющему входу ключа, выход которого прдсоёдинен ко входу счетчика импульсов , при этом пъкод генератора тактовых импульсов соединен через пусковой блок с пусковым входом триггера управлени , с синхронизирующим входом генератора строчной раэвертки, с ключами передачи кода и через второй элемент задержки - с установочным входом счетчика импульсов, - причем выход блока развертки записи соединен со входами управлени  пускового блока и блока оптико-механической развертки кадра.

На фиг. 1 представлена структур|1а  схема масштабно-временного аналого-цифрового преобразовател .

Устройство содержит электроннолучевую труйку 1;/ входной усилитель 2, блок 3.развертки записи, блок 4 оптико-механической развертки кадра , волоконно-оптический квантовател 5, передающую телевизионную трубку б диссектор, генератор 7 строчной развертки , усилитель 8- формирователь 9 импульсов, элемент-10 задержки, элемент 11 совпадени , триггер 12 управлени , ключ 13, счетчик 14 импульсов , ключи 15 передачи кода, генератор 16 тактовых импульсов, пусковой блок 17, элемент 18 задержки, объектив 19, источник 20 подсветки, входное окно 21 волоконно-оптического квантовател , направл югще 22 блока механической развертки, выходное ок . но 23 волоконно-оптического преобразовател , выход 24 блока развертки свет щийс  штрих 25 на выходе волоконно-оптического преобразовател , фотокатод 26 диссектора, отклон ющие катушки 27 диссектора, вырезывающее отверстие 28 диссектора.

На фиг.2 представлена временна  диаграмма, содержа-ча  эпюры выхода блока 16 - 29, выхода блока 7-30, выхода блока 8 - 31, выхода блока 10 - 32, выхода блока 11 - 33, выхода блока 12 - 34, входа блока 14 -35

В блоке 4 оптико-механической развертки кадра имеет место линейное перемещение входного окна 21 вдоль рабочей части экрана электронно-лучевой трубки 1. Это св зано со зна- чительным временем считывани  одного кадра, которое по предварительным оценкам составл ет минимум 10-20 мс. На фиг. 3 изображен оптико-механический блок, используемый дл  уменьшени  времени развертки кадра.

Он содержит узкое зеркало 36, жестко укрепленное на оси магнитоэлектрической системы 37, .например гальванометра, поворотного реле и т.п., и объе.ктиЪ 38. В этом блоке узкий участок изображени  кривой с экрана трубки проецируетс  с помощью объектива 38 на узкое зеркало 36, ас последнего переноситс  на входное окно 21. При подаче сигнала на магнито-электрическую систему 37, узкое.зеркало 36 разворачиваетс , благодар  чему осуществл етс  перемещение изображени  экрана относительно неподвижного входного окна 21 волоконно-оптического квантовател  5. Минимальное врем  развертки кадра в этом блоке составл ет единицы миллисекунд . Кроме того, в этом вариан те развертки не требуетс  трубка с волоконно-оптическим экраном, который может быть выполнен из обычного стелка. Электронно-лучева  трубка 1 может быть обычнойГ или запоминающей, но об зательно с видимой записью. Фронтальное стекло экрана трубки 1 выполнено из волоконно-оптической пластины. Экран трубки через оптикомеханическое устройство 4 развертки оптически св зан со входным окном 21, котрое выполнено в виде линейки с возможностью перемещатьс  в направл ющих 22 устройства 4.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной сигнал поступает через входной усилитель 2 в блок 3, запускает в нем генератор развертки записи и через линию згщержки поступает на сигнальные отклон ющие элементы электронно-лучевой трубки, котора  производит видимую запись эпюры входного сигнала. При отсутствии свет щейс  кривой экрана выходное изображение линейки 23 представлено р дом свет щихс  точек, разделенных одинаковыми интервалами . Количество этих точек определ ет число уровней квантовани  максимальной ординаты. При по влении на экране свет щейс  кривой засвечиваетс  часть торцов волокон вход-ного окна 21, пересекак цих эту кривую . В результате в выходном окне 23 среди свет щихс  точек по витс  свет щийс  штрих 25, длина которого определ етс  толщиной линии кривой экрана и ее наклоном относительно входного окна 21. Выходное изображение выходного окна 23 с помощью объектива 19 переноситс  на фотокатод 26 диссектора. По окончании процесса записи блок 3 вырабатывает сигнал , который поступает на выход 24 блока развертки дл  запуска блока 4 оптико-механической развертки кадра и в пусковой блок 17 дл  запуска блоков строчной развертки. Под действием запускающего импульса срабатывает механизм прот жки и входное окно 21 начинает равномерное перемещение по направл ющим 22, которые ориентированы вдоль линии временной развертки электронно-лучевой трубки 1. Одновременно в результате срабатывани  пускового блока 17, первый импульс генератора 16 поступает на ключи 15 дл  передачи нулевого кода или кода, полученного при предыдущем такте, в генератор 7 строчной развертки дл  его запуска, на пусковой вход триггера 12 и через элемент 18 задержки - на счетчик 14 дл  сброса его в нулевое положение. Под действием электромагнитного пол  отклон ющей катушки 27, вызванного сигналом генератора 7 строчной развертки, электронные пучки - аналоги свет щихс  точек из.6бражени  выходного окна 23 поочередно.пересекают вырезывающее отверстие 28 диссектора. В результате .на выхбде передающей телевизионной трубки б по вл етс  последовательность импульсов определенной длительности. После усилени  и стандартизации по амплитуде в усилителе 8 эти импульсы поступают на один из входов элемента.11 совпадени  и на формирователь 9. В последнем по переднему фронту входных импульсов формируютс  короткие импульсы которые следуют через открытый ключ 13 на вход счетчика 14 и параллельно через схему 10 задержки - на второй вход элемента 11 совпадени .Счетные импульсы через ключ 13 проход т до тех пор, пока с выхода передагацей телевизионной трубки не по витс  длинный импульс, соответствующий свет щемус  штриху 25 (фиг.2). По вление этого импульса вызывает срабатывание элемента 11 совпадени , который формирует

0 импульс-отметку, переключаюгций триггер 12 в положение Стоп. Таким образом, на вход счетчика 14 за врйм  развертки одной строки поступает количество импульсов, равное

5 числу свет щихс  точек выходного окна 23, отсчитываемых от ее начала, соответствующего нулевой линии , и до начала светового штриха, соответствующего точке пересечени 

0 кривой экрана со входным окном 21 волоконно-оптического квантовател  5. Это число пропорционально значению ординаты в данной точке временной оси.Второй тактовый импульс передает код ординаты во внешнюю

5 цепь и запускает строчную развертку дл  считывани  следующей ординаты кривой.

Основные преимущества предлагае0 мого аналого-цифрового преобразовател  :

-нелинейность строчной развертки при считывании не вли ет на точность квантовани , так как исключаетс 

5 промежуточное преобразование в ШИМ;

-толщина и крутизна кривой записи не вли ют на точность воспроизведени  t .

-нелинейность отклонени  луча

0 при записи может быть учтена соответствующим изменением шага волоконно-оптического кванаОйател ;

-считывание не сопровождаетс  стиранием сигнала, поэтому может быть осуществлено неоднократно в те5 чение всего времени свечени  кривой экрана ;

-. скорость строчной развертки можетрегулироватьс  в широких пределах , ее изменение не вли ет на фор0 лшрЬвание импульса- отметки;.

-благодар  высокой разрешающей способности квантовани  по амплитуде погрииност ми процесса преобразовани  можно пренебречь, а точность

5 преобразовател  определ етс  только погрешност ми процесса записи ;

-выссжа  помехоустойчивость, обусловленна  оптическим методом считывани  ;

-в р де случаев отпадает необхоО димость в сложных и дорогосто щих запоминающих трубках - преобразователь может быть выполнен в виде приставки к обычному осциллографу .

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Маоитабно-временной аналого-цифровой преобразователь,содержащий входной усилитель, входом подключенный ко входной ошне, а выходом - ко входу блока развертки записи, соединенного с управл ющими входами электронно-лучевой трубки, первый элемент задержки, триггер управлени , отличают, ийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности преобразовани , введены усилитель формирователь импульсов, генератор тактовых импульсов,второй элемент задержки, ключи передачи кода, волоконно-оптический квантователь, блок оптико-механической развертки кода, передающа  телевизионна  трубка или диссектор, источник подсветки элемент совпадени , пусковой блок, ключ и счетчик импульсов, причем входные концы волокон .волоконно-оптического квантовател  разделены на две группы , из которых входные концы волокон первой группы уложены вплотную друг к другу в виде пр мое линии, образуют входное окно волоконно-оптическог го квантовател  и ограничены направл ющими блока механической развертки при этом входное окно вс оконно-бггп ческого квантовател  через блок оптико-механической развертки кадра оптически св зано с экраном злектронно-лучевой трубки, входные концы волокон второй группы объединены в жгут и подсоединены к источнику подсветки , выходное окно волоконно-оптического квантовател  выполнено из торцов волокон обеих групп, уложенных поочередно в линию, соответствующую форме развертки передающей телевизионной трубки, и при помощи свет щегос  штриха оптически через объектив св зано с фотокатодом передающей телевизионной трубки, содержсццей отклон ющие катушки и вырезывающее отверстие, выход же ее через усилитель соединен с первым выходом элемента совпгщени  и с формирователем импульсов, выход .которого соединен с импульсным входом ключа и через першлй элемент задержки - со вторым входом элемента совпадени , вьгход которого соединен со входом утановки триггера управлени , выход которого подсоединен к управл ющему входу ключа, выход которого подсоединен ко входу счетчика импульсов, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен через пусковой блок с пусковым входом триггера управлени , с синхронизирующим входом генератора строчной развертки, с ключами передачи кода и через второй элемент задержки - с установочным входом счетчика импульсов, причем выход блока развертки записи соединен со входами управлени  пускового блока и блока оптико-механической развертки, кадра.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1, Авторское свидетельство СССР 243280, кл. G 06 g 9/00,-19.03.68.

   и

   i

   29

   nnrumr

   31

   HJJOA

   3f

   33

   ги

   к