SU953644A1 - Устройство дл регистрации информации - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ

1

Изобретение относитс  к информациioHHO-измерительной технике и может быть использовано дл  исследовани  однократных электрических процессов.

Известно устройство дл  регистрации однократных процессов, сЬдержащее последовательно соединенные усилитель , аналого-цифровой преобразователь (АЦП, -коммутатор, блок пам ти и отображающее устройство, управл ющие входы которых синхронизированы блоком управлени  ll.

Недостатком устройства  вл етс  больша  емкость пам ти, необходима  дл  регистрации исследуемого процесса с большой точностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  регистрации однократных процессов , содержащее усилитель, АЦП, схему определени  смены кода, три блока пам ти, блок отображени , генератор управл емой частоты, схему

сравнени  кодов, счетчик развертки, схему ИЛИ, четыре счетчика, схему выделени  начала и конца сигналов, устройство управлени , задатчик кода, коммутатор кода, св занные между собой определенным образом. Устройство позвол ет сократить емкость пам ти, необходимую дл  регистрации сигналов с высокой точностью. Это достигаетс  записью кода сигнала, числа

10 повторений этого кода и веста такта повторений 2.

Однако эта точность регистрации понижаетс  после того, как число повторений превышает максимальное зна15 чение. Это св зано с тем, что увеличиваетс  вес такта повторений, т.е. увеличиваетс  интервал дискретизации .

20

Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регистрации ин395 формации, содержащее усилитель, вход которого  вл етс  входом устройства, а выход соединен с входом АЦП, выход которого соединен с первым входом первой схемы, сравнени , выход которой .соединен с входом первого регистра , выход которого соединен с вторым входом первой схемы сравнени  и первым входом первого блока пам ти. выход которого соединен с первым вхо дом блока отображени , блок управлени , первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго счетчиков, первый выход первого счет чика соединен с первым входом второго блока пам ти, выход которого соединен с первым входом второй схемы сравнени , первый выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом первого счетчика, второй выход генератора тактовых импульсов .соединен с первыми входами третьего и четвертого счетчиков, выход четвертого счетчика соединен с вторым входом блока отображени , п тый счетчик, введены сумматор, второй, третий и четвертый регистры, блок вйчитани , блок масштабировани , формирователь меток, первый выход которого соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого счетчиков, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнени , выход которой соединен с первым входом управлени  , второй вход которого соединен с вторым выходом первой схемы сравнени , а третий вход - с вторым выходом первого счетчика, второй выход блока управлени  соединен с вторыми входами первого и второго блоков пам ти, третий выход блока управлени  соединен с входом генератора тактовых импульсов, четвертый выход блока управлени  соединен с входом формировател  меток, выход которого соединен с первыми входами второ го регистра и п того счетчика, выход которого соединен с первым входом блока масштабировани , выход ко торого  вл етс  выходом устройства, второй вход второго регистра соединен с выходом четвертого счетчика, а третий вход - с первым выходом су матора, первый вход которого соединен с выходом второго регистра, а второй вход - с первыми входами тре й тьего и четвертого регистров и выхо- дом первого блока пам ти, второй выход сумматора соединен с вторым входом п того счетчика, выходы третьего и четвертого регистров соединены с соответствующими входами блока вычитани , ВЫХОД которого соединен с вторым входом блока масштабировани , тре тий вход которого соединен с выходом третьего счетчика, второй вход четвертого счетчика соединен с первым выходом блока управлени . На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 блок управлени ; на фиг. 3 - формирователь меток; на фиг. k - блок масштабировани . Устройство содержит (фиг.1} усилитель 1, АЦП 2, первый регистр 3i пер .вый блок h пам ти, блок 5 отображени , генератор 6 тактовых импульсов, первый счетчик7, блок 8 управлени , второй блок 9 пам ти, первую схему 10 сравнени , сумматор 11, второй регистр 12, второй счетчик 13, формировате .ль Т меток, третий регистр 15 блок 16 вычитани , третий счетчик 17, четвертый счетчик 18, четвертый регистр 19, блок 20 масштабировани , п тый счетчик 21, блок 22 индикации , вторую схему 23 сравнени . Блок 8 управлени  (фиг.2) содержит первый элемент ИЛИ 2А, первый переключатель 25, формирователь 26 управл ющих сигналов, коммутатор 27, шестой счетчик 28, второй переключатель 29, третий переключатель 30, четвертый переключатель 31. формирователь 1 меток (фиг.З) содержит седьмой счетчик 32, восьмой счетчик 33, третью схему З сравнени , второй элемент ИЛИ 35 четвертую схему Зб сравнени . Блок 20 масштабировани  (фиг.) содержит п тый переключатель 37, шестой переключатель 38, седьмой переключатель ,39, первую схему 0 умножени , .вторую схему k умножени , третью схему k2 умножени . Устройство работает следующим образом. Входной сигнал X(t) усиливаетс  усилителем 1, преобразуетс  в код в АЦП 2 с частотой fj и поступает на схему 10 сравнени , в которой с каждым тактом работы АЦП 2 происходит сравнение предыдущего кода К с пос ледующим К2 кодом сигнала X(t).

Счетчик 7 считает число импульсов f в промежутке времени от t до tj. , пока на входе ЛЦП2 код не мен етс . В момент t Hсмены кода сигнала X(t) со схемы 10 сравнени  на блок 8 управлени  поступает управл ющий сигнал, под действием которого блок 8 управлени  вырабатывает сигналы, необходимые дл  записи информации в первый и второй 9 блоки пам ти, работающие синхронно, следствие этого в первый блок k пам ти записываетс  код сигнала i,...K,j, а во второй блок 9 пам ти - соответствующий код числа тактов повторени  j. После записи кода сигнала К и соответствующего числа повторений j блок 8 управлени  обнул ет счетчик 7.

В момент времени t;. происходит сравнение кодов Kj4 и К +2- Так как ( Kj+12, то счетчик 7 считает импульс f и т.д.

Импульс переполнени  счетчика 7 в момент , (где п - емкость пер .вого счетчика 7 ) поступает на блок 8 управлени , в котором вырабатываютс  необходимые сигналы дл  записи в первый и второй 9 блоки пам ти. Далее первый счетчик 7 продолжает считать импульсы f до тех пор, пока еще стоит код процесса К.j. и т.д.

При отображении зарегистрированный сигнал X(t) может быть восстановлен полиномом любого пор дка. Рассмотрим восстановление сигнала X(t) полиномом нулевого пор дка.

Код сигнала К К,-, ,... ,К j, хран щийс  в первом блоке k пам ти, выводитс  на блок 5 отображени , определ   положение свет щейс  точки по вертикали. Одновременно со второго блока 9 пам ти код числа j повторени кода Kj поступает на схему 23 сравIнени , где сравниваетс  со значением поступающим со второго счетчика 13 который считатет тактовые импульсы воспроизведени  f , поступающие с генератора 6. Четвертый счетчик 18 (развертки) , определ ю1 ий положение свет щейс  точки по горизонтали, смитает тактовые импульеы воспроизведени  f, поступающие с генератора 6 тактовых импульсов. Поэтому в течение j тактов код сигнала Kj смещаетс  по горизонтальной оси на j дискретных значений и на блоке 5 отобоажени  высвечиваютс  j точек с равыми амплитудами ,...Кj. Когда

число j повторений кода К; значению второго счетчика 13, то схема 23 сравнени  вырабатывает импульс, который поступает на блок 8 управлени , вырабатывающий при этом необходимые сигналы дл  вывода зарегистрированной информации из первого. и второго 9 блоков пам ти. Вследствие этого на блок 5 отображени  с первого блока h пам ти выводитс  код сигнала Kj4;(, а на схему 23 сравнени  поступает соответствующий код чила повторений h кода сигнала KJ4-{ Таким образом, в следующие п тактов на блоке 5 отобрак ени  высвечиваетс  код сигнала Kj4i. Код последующих . зарегистрированных значений сигнала X(t) выводитс  аналогичным образом.

Так как число дискретных значений сигнала X(t) велико, а блок 5 отображени  имеет ограниченные размеры , то на экране видна только част сигнала Х(). Дл  рассмотрени  всего сигнала X(t) и отдельных его частей с различной точностью служит сдвиг и сжатие сигнала.

Сжатие изображени  Заключаетс  в том, что с генератора тактовых импульсов на второй счетчик 13 поступают импульсы с частотой f{j, а на счетчик 18 развертки - импульсы с частотой в Ф раз меньшей. Таким образом , на блоке 5 отображени  при восстановлении полиномом нулевого по ,р дка видим каждую Ф-ю точку зарегистрированного сигнала X(t) .с частотой f J.

Сдвиг изображени  осуществл етс  за счет рассинхронизации счетчика 18 развертки и счетчиков адреса блоков 4 и 3 пам ти. Чтобы не потер ть достигнутой точности при записи служит оцифровка параметров сигналов между метками.

Формирователь 1 меток служит дл  формирбвани  двух (более  рко свет щихс  точек) меток М и М на изображении исследуемого сигнала X(t). Эти метки получаютс  путем дольшего времени высвечивани  этих точек по сравнению с другим Это достигаетс  остановкой счетчика 18 развертки и второго счетчика 13 на несколько тактов воспроизведени . При помощи блока 8 управлени  оператором устанавливаютс  метки М;|И М в нужное положение . При этом на блоке 22 индикации высвечиваетс  разность по амплитуде, по длительности между метками a также значение интеграла под кривой . Оцифровка по амплитуде заключаетс  в том, что из первого блока k пам ти код К,- соответствующий метке М, устанавливаетс  в третий регистр 15, а код Kg, соответствующий метке проход т на блок 16 вычитани  где происходит сравнение кодов К,и К2 в четвертый регистр 19. Далее с регистров 15И 19 коды К и Kg и вынитание разности между ними. Полученный результат поступает на блок 20масштабировани , в котором происходит его умножение на соответствующий коэффициент масштаба. Полученное значение разности амплитуды отоб ражаетс  на блоке 22 индикации. Оцифровка по длительности заключаетс  в подсчете третьим счетчиком 17 числа тактов воспроизведени  между метками М и Предварительно третий счетчик 17 обнул етс  формирователем Ц меток. Подсчитанное чис ло тактов воспроизведени  с третьего счетчика 17 поступает на блок 20 масштабировани , где оно умножаетс  на соответствующий масштаб и высвечиваетс  на блоке 22. индикации. Оциф ровка интеграла исследуемого сигнала X(-t) между метками М| и М осущес вл етс , следующим образом. Второй регистр 12 и п тый счетчик 21обнул ютс  формирователем 14 меток в момент времени t, соответствующий первой метке М.., Далее на сум маторе 11 суммируютс  крды сигнала между метками М и М. Результат сум мировани  запоминаетс  во втором регистре 12. Код переполнени  сумматора 11 считаетс  п тым счетчиком 21 После-.момента времени t, соответствующего второй метке М,, суммирова ние кодов сигнала прекращаетс . Далее код с выхода п того c4et4HKa 21 умножаетс  на масштабирующий коэффи|циентв блоке 20 масштабировани  и высвечиваетс  на блоке 22 индикации. Принцип работы блока управлени  8 заключаетс  в следующем. В момент времени tj4 смены, кода сигнала X(t) со схемы 10 сравнени  на элемент ИЛИ 24 поступает управл ющий сигнал, который проходит на формирователь 26 управл ющих сигналов , а также через коммутатор 27 на счетчик 28 адреса. При этом форми рователь 2б и счетчик 28 вырабатывают необходимые сигналы дл  записи информации в первый 4 и второй 9 блоки пам ти, работающие синхронно. Вследствие этого в первы.й блок пам ти 4 записываетс  код сигнала К, Krt,,..Kj, а. во второй блок 9 пам ти - соответствующий код .числа тактовй повторений j. После записи кода сигнала соответствующего числа тактов повторений j сигнал с выхода коммутатора 27 обнул ет первый счет- . чик 7 и второй счетчик 13. Импульсы переполнени  первого счетчика 7 в момент tJ4.(i4( (где п - емкость первого счетчика 7} поступает на элемент ИЛИ 24 и проходит на формирователь 26, а также через коммутатор 27 на счетчик 28 адреса. Формирователь 26 и счетчик 28 вырабатывают необходимые сигналы дл  записи информации в первый 4 и второй 9 блоки пам ти. Далее первый счетчик 7 продолжает считать импульсы f до тех пор, пока еще стоит код процесса т.д. По окончании регистрации сигнала X(t) переключателем 25 режима работы устройства переводим все устройство в режим отображени , при этом обнул етс  счетчик 18 развертки. Формирователь 26 переключаетс  в режим считывани . Через коммутатор 27 проход т импульсы со схемы 23 сравнени . С помощью переключател  29 сжати  изображени  осуществл етс  операци  сжати . При этом частота, поступающа  с генератора 6 импульсов на счетчик 13 развертки, уменьшаетс  в Ф раз В блок 8 управлени  вход т также -и переключатели 30 и 31 сдвига маркеров . Принцип работы формировател  14 меток (фиг.3) заключаетс  в следующем . Формирователь 14 служит дл  формировани  двух меток MJ и Mj(более  рко свет щихс  точек ): на изображении исследуемого сигнала X(t). Эти метки получаютс  путем большего времени высвечивани  этих точек по сравнению с другими, что достигаетс  остановкой счетчика 18 развертки и второго счетчика 13 на несколько тактов воспроизведени . Переключател ми 30 и 31 сдвига первого и второго маркеров оператор устанавливает метки М и М в нужное положение. Сигналы с переключателей 30 и 31 первого и второго маркеров поступают соответственно на счетчик 32 первого маркера

и счетчик 33 второго маркера. 8 момент равенства кодов, поступающих со счетчика 33 маркера и счетчика 28 адресаУсигнал со схемы 3 или 36 сравнени  проходит через элемент ИЛИ 35 и останавливает счетчик 18 развертки и второй 13 счетчик на несколько тактов , тем самым достигаетс  более длительное врем  высвечивани  меток М и Mjf по сравнению с другими точками исследуемого процесса X(t). Этот же сигнал с выхода схемы элемента ИЛИ 35 обнул ет третий счетчик 17- Импульс с выхода схемы 3 или 36 сравнени  обнул ет первый регистр 12 и п тый счетчик 21.

Принцип работы блока 20 масштабировани  фиг.4) заключаетс  в следующем .

Блок 20 масштабировани  предназначен дл  перевода кодов амплитуды, интеграла и длительности в соответствующие единицы измерени , т.е. код амплитуды в вольты, код длительности в секунды, код интеграла в про изведении вольты на секунды.

Операцию перевода кодов в соответствующие единицы измерени  осуществл ют схемы 10-12 умножени .

Код амплитуды с выхода блока 16 вычитани  поступает на один из входов первой схемы О умножени , на второй вход которой поступает коэффициент масштабировани  амплитуды с переключател  37 коэффициента масшта бировани . Коэффициент масштабировани  показывает сколько вольт приходитс  на код единицы. Полученное значение амплитуды в вольтах с выхода схемы «О умножени  поступает на индикатор амплитуды блока 22 индикации .

Код интеграла с выхода п того счетчика 21 поступает на один из входов второй схемы 1 умножени , на другой вход которой поступает соответствующий коэффициент масштабировани  с переключател  33 коэффициентов масштабировани . Полученное значение интеграла, в вольтах на секунду , поступает на индикатор интеграла блока 22 индикации.

Код длительности с выхода третьего счетчика 17 поступает на один из входов третьей схемы умножени , на другой вход которой поступает соо ветствующий коэффициент масштабировани  с переключател  39 коэффициента.

масштабировани . Полученное значение длительности в секундах с выхода третьей схемы k2 умножени  поступает на индикатор длительности блока 22 индикации.

Claims (1)

1.Гормон Коннели. Проста  система дл  цифровой регистрации данных импульсного эксперимента по изучению кинетики химических реакций. Приборы дл  научных иссл15доваиий, 1972, If 8,

2,Авторское свидетельство СССР по за вке № 2859836/18-2,

кл. G Об К 15/00, 1980 (прототип).

С1ббл

CZ1Ь

ФигЛ