SU911577A1 - Устройство дл регистрации аналоговых сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к регистрац аналоговой информации и может быть использовано дл  запоминани  и отображени  аналоговых сигналов, например , на экране электронно-лучевой трубки (ЗЛТ). Известно устройство дл  отображени  информации на экране ЭЛТ, в кото ром входной аналоговый сигнал через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) попадает в пам ть, где он-запоминаетс . Затем этот сигнал считываетс  из пам ти и в устройстве формировани  преобразуетс  в длительность импульса, подсвечива  на экране часть строки изображени  растрово развертки. Совокупность свет щихс  столбцов вдоль всех строк растра образует изображение входного сигнала 1. Однако данное устройство не обладает возможностью совмещать процессы записи и индикации входного процесса. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  воспроизведени  графиков в системе пр моугольных координат. Данное устройство состоит из входного усилител , который выходом св зан через АЦП, пам ть, регистр цифроаналоговый преобразователь (ЦР.Г) , выходной усилитель с выходом устройства . Хроме того, в канале развертки имеетс  входной усилитель, который своим выходом через блок управлени  записи, селектор рода работ, блок управлени  считыванием, генератор пилы и выходной усилитель св зан с выходом напр жени  развертки устройства . Синхронизатор св зан с пам тью, через блок управлени  записью с АЦП и через блок управлени  считыванием с регистром. Данное устройство производит предварительно запись входного сигнала в пам ть. Затем в режиме индикации считывает информацию из пам ти , преобразует ее в аналоговый вид и усиливает сигнал по мощности, подава  его на вход вертикальной развертки индикатора с магнитным отклонением луча ЭЛТ, Одновременно уст-i ройство генерирует сигнал горизонталь ной развертки индикатора, частота которого совпадает с частотой считывани  всей информации из пам ти, обеспечива  неподвижность изображени  на экране ЭЛТ, Если входной сигнал периодимеский и длительный, то устройство не производит запоминание входной информации, а замыкает между собой выход входного усилител  и вход выходного усилител , при этом устрой ство работает в режиме обычного осцил лографа, В этом случае сигналы с час тотой повторени  ниже 50 Гц индицируютс  на экране в виде мелькающих изображений, которые затрудн ют их наблюдение оператором 2J. Недостатком данного устройства  в л етс  отсутствие возможности совмещени  во времени процессов записи в пам ть информации и индикации ее на экране ЭЛТ с большой частотой, при . которой отсутствует мелькание изобра жени . Цель изобретени  - повышение быст родействи  устройства. При этом обеспечиваетс  индикаци  либо неподвижного изображени  со смещающейс  границей записи новой информации, либо точка записи новой информации располагаетс  на краю изображени , что со дает эффект посто нного сдвига всего изображени , которое не имеет на все прот жении разрывов. Кроме того, обе спечиваетс  автоматическое или ручно прерывание процесса записи дл  индикации неподвижных изображений высоко частотных процессов. Указанна  цель достигаетс  за счет того, что в устройство, содержащее АЦП, вход которого  вл етс  входом устройства, последовательно соединен ные блок пам ти, регистр и ЦАП, приче первый вход блока пам ти соединен с. выходом АЦП, а выход ЦАП  вл етс  первым выходом устройства, два счетчи ка, триггер и синхронизатор, выход которого подключен к входу второго счетчика, первый выход которого  вл  етс  вторым выходом устройства, введены первый коммутатор, выход которо го подключен к второму входу блока пам ти, а первый и второй входы - к выходу первого счетчика и второму вы ХОДУ второго счетчика соответственно, схему сравнени , входы которой соединены с выходом первого и вторым выходом второго счетчиков, а выход  в вл етс  третьим выходом ус-тройства, делитель частоты, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход - к первому входу триггера, второй коммутатор, вход которого соединен с выходом триггера, элемент И, входы которого соединены с выходами делител  частоты и второго коммутатора , третий счетчик и три формировател  импульсов, причем выход элемента И подключен к входам АЦП, первого формировател  импульсов и третьего счетчика , выход которого через второй формирователь импульсов соединен со вторым входом триггера, выход перво-. го формировател  импульсов через третий формирователь импульсов подключен к третьим входам первого коммутатора, блока пам ти и входу регистра, формирователь кода, выход которого подключен к второму входу делител  частоты . На фиг, 1 показана функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов устройства, Устройство состоит из АЦП 1(фиг. l)блока 2 пам ти, регистра 3 ЦАП 4, формирователей 5, 6 и 7 импульсов, коммутаторов 8 и 9, счетчика 10 (третий ) , счетчиков 11 (первый) и 12 (второй), схему 13 сравнени , элемент И 1, синхронизатора 15, делител  16 частоты, триггера 17, формировател  18 кода. Причем, вход устройства через АЦП 1, блок 2 пам ти, регистр 3 и ЦАП k подключен к выходу устройства. Выход синхронизатора 15 соединен с входом делител  16 частоты, с входом счетчика 12, нулевой выход которого  вл ет-1 с  вторым выходом устройства, а выход подключен к входу схемы 13 сравнени  и к входу коммутатора 8, выход которого соединен со вторым входом блока 2 пам ти, а другой вход подключен к выходу счетчика 11 и к другому входу схемы 13 сравнени , выход которой  вл етс  третьим выходом устройства. Кроме того, выход формировател  18 кода соединен со вторым входом делител  1б частоты, выход которого соединен с первым входом триггера 17 и с входом элемента Н, у которого, в свою очередь, выход подключен к вхо59 ду записи счетчика 11 и через третий счетчик 10, второй формирователь 7 импульсов к второму входу триггера 17f который выходом подключен к входу второго коммутатора 9, на другие два входа которого поданы соответственно логическа  единица и ноль, а выход соединен с другим входом элемента И, котора , в свою очередь, выходом также соединена с управл ющим входом АЦП 1 и через первый и третий формирователи 5 и 6 импульсов с третьими входами коммутатора 8 и блока 2 пам ти и другим входом регистра 3. Устройство работает следующим образом . Входной аналоговый сигнал преобразуетс  в АЦП 1 в цифровой вид и записываетс  в блок 2 пам ти по адресу , задаваемому счетчиком 11. Одновременно информаци  считываетс  из блока 2 пам ти через регистр 3 и ЦАП Ц на выход устройства е виде ана логового сигнала. Адрес  чейки пам ти , из которой считываетс  информаци , задаетс  счетчиком 12. При этом синхронизатор 15 генерирует импульсы с периодом повторени , который равен сумме циклов считывани  и записи бло ка 2 пам ти. Данные импульсы поступа ют на вход счетчика 12, выходной сигнал которого через коммутатор 8 поступает на второй адресный вход бло ка 2 пам ти. Третий вход Запись-счи тывание находитс  в состо нии считывание , при этом из блока 2 пам ти считываетс  из указанной  чейки информаци , котора  записываетс  в регистр 3, затем преобразуетс  в анало говый вид и подаетс  на выход устрой ства. К этому выходу может быть подключен вход осциллографа и на его эк ране наблюдаетс  изображение запомненной в блоке 2 пам ти информации. Так как частота опроса  чеек пам ти высока  (около 1 МГц), то изображение на экране осциллографа наблюдаетс  без мельканий, заметных дл  глаза оператора. На формирователе 18 кода устанавливают число, которое говорит о том, во сколько раз период записи информации в блок 2 пам ти больше периода тактовых импульсо.в синхронизатора 15 Делитель 1б делит частоту этих импульсов на заданное число, образу  на своем выходе импульсы, период пов76 торени  которых равен периоду записи информации в блок пам ти. Если коммутатор 9 стоит в положении, при котором логическа  единица с его выхода поступает на вход элемента И Tt, поступает на вход счетчика 11 и на управл ющий йход АЦП t. Передний фронт этого сигнала совпадает во времени с моментом запуска счетчика 12. При этом одновременно происход т смена информации на выходах счетчиков 11 и 12 и происходит преобразование в АЦП. Данный сигнал поступает также на вход формирователей 5 импульсов, который генерирует импульс, длительность которого равна длительности считывани  блока 2 пам ти. При этом происходит считывание информации из блока 2 пам ти, и запись ее в регистр 3. Затем задний фронт импульса на выходе формировател  5 импульсов запускает формирователь 6 импульсов , который генерирует импульс длительностью, равной периоду записи в блок 2 пам ти. Этот импульс переводит блок 2 пам ти в режим записи , подключает на адресный вход лок 2 пам ти через коммутатор В выход счетчика 11, одновременно запреща  регистру 3 запись входного сигнала. При этом происходит запись в блок 2 пам ти информации с выхода АЦП 1 по адресу, определ емому счетчиком 11. Если на формирователе 18 кода набрано число 1, то при каждом такте синхронизатора 15 происходит последова- . тельно считывание из блока 2 пам ти, а затем запись в блок 2 пам ти информации . Если набрано число 2, то считывание происходит каждый такт, а запись через такт в 2 раза реже, и так далее. При сбросе счетчика 12 в ноль, на его первом выходе по вл етс  импульс, который может быть использован дл  синхронизации внешнего осциллографа. В этом случае изображение на экране ЭЛТ соответствует (фиг. 2 ), изображение сигнала неподвижно на экране, но вдоль изображени  двигаетс  граница между записываемой вновь и стираемой информаци ми. Если записываютс  в блок 2 пам ти низкочастотные проце ссы ( на формирователе 18 кода набрано больиюе число;, то движение этой границы видно визуально. При переключении коммутатора 9 s положение, когда на его выходе по вл етс  логический ноль, запись в пам ть прекращаетс  и на экране видно изображение соответствующее жирной линии(фиг. 2е|) т. 6. будет видна часть входного сигнала с границей разрыва между старой и новой информацией. Схема 13 сравнени  образует на своем выходе импульс когда числа на выходе счетчиков 11 и 12 равны, т. е, когда происходит считывание информации из  чейки, где была записана сама  последн   нова  информаци  с выхода АЦП 1. Если испольэовать этот импульс дл  синхронизации осциллографа, то изображение на экране ЭЛТ будет соответствовать фиг. 2, при этом вновь записываема  информаци  находитс  всегда с гра вого кра  экрана, а само изобра жение в процессе записи смеща етс  все врем  влево. Если входной сигнал низкочастотный (биологический сигнал), то на экране всегда видно изображение последней части этого сигнала, медленно смещающейс  влево. При включении на выход мультиплексора 9логического нул , запись новой информации прекращаетс  и на экране ЭЛТ видно неподвижное изображение входного сигнала, причем конец сигнала соот ветствует правому концу его изображени . Если коммутатор 9 находитс  в положении , при котором выход триггера 17 подключаетс  на вход элемента И И то устройство находитс  в режиме записи в Течение времени, пока считает счетчик 10. Емкость этого счетчика равна емкости счетчиков 11 и 12. При заполнении счетчика 10 происходит заполнение новой информацией всех  чеек блока 2 пам тиJ после чего, на выходе счетчика 10 по вл етс  сигнал, запускающий формирователь 7 импульсов, .который вырабатывает импульс в виде логического нул . Этот ноль сбрасыва ет триггер 17 в положение нул  и запись в блок 2 пам ти новой информации прекращаетс . На экране ЭЛТ при этом видно неподвижное изображение сигнала. После окончани  импульса формирователь 7 импульсов, триггер 17 устанавливаетс  импульсом на счетном входе в состо ние логической единицы и происходит вновь запись в блок 2 пам ти. При этом вновь счетчик 10начинает счет от нул  до максимального значени , обеспечива  запись в блок 2 пам ти новой информации во все ее  чейки. Затем вновь наступает перерыв в записи и т. д. Мен   длительность импульса формировател  7 импульсов, можно подобрать врем  индикации неподвижного изображени , удобное дл  оператора. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет регистрировать и индицировать на экране ЭЛТ сложные высокочастотные непериодические процессы . Выбор наблюдаемой части входного сигнала осуществл етс  вручную, или автоматически через заданный промежуток времени. При этом изображение выбранной части сигнала на экране ЭЛТ неподвижно. При регистрации инфранизкочастотных процессов устройство позвол ет индицировать на экране ЭЛТ изображение входного процесса при одновременной записи его в пам ть устройства. В этом случае изображение на экране не мелькает, только медленно смещаетс  по экрану либо граница между новой и старой информацией , либо медленно движетс  по экрану само изображение. При выключении режима записи вс кое движение изображени  прекращаетс . Предлагаемое устройство пс1звол ет производить транспортирование входного сигнала во времени, т. е. несмотр  на частотные свойства входного сигнала оно позвол ет посто нно воспроизводить весь входной сигнал с максимальной посто нной скоростью. Такое свойство устройства незаменимо дл  решени  многих задач, например, дл  анализа спектра входного сигнала в реальном масштабе времени, т. е. дл  анализа всего спектра за короткий промежуток времени, незаметный дл  оператора. Предлагаемое устройство может найти широкое применение дл  регистрации различных аналоговых сигналов, апример, вибрационных широкополосых случайных процессов, биологичесих сигналов, сигналов на выходе датиков температуры, давлени , влажноси , на выходе сейсмических датчиков т. д. Устройство найдет широкое рименение при создании узкополосных нализаторов широкополосных процессов, апример, вибраций и акустических шуов , при регистрации сложнЫх вибродарных процессов и других детермиованных сигналов.

Claims (1)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 628510, кл. G Об К 15/20, 1977.

1

2,Экспресс-информаци . Испытательные машины и стенды, 197, Ь 30 с. Зб рис. 2 (прототип).

.