Многоканальная система сбора данных

Многоканальная система сбора данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. МНОТХЖАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ, содержащая группу из и входных счетчиков, первую группу изи триггеров переполнения, первую группу из «м элементов И, таймер, элемент ИЛИ, генератор импульсов, коммутатор , включающий счетчик импульсов и дешифратор, блок оперативной памяти и счетчик данных, информационный вход и выход которого соединены с входом-выходом данных системы, вход разрешения и счетный вход -го входного счетчика группы () подключены соответственно к выходу таймера н 1-му входу данных системы первый вход и выход i-ro элемента И йервой группы соединены соответственно с выходом -го триггера переполнения первой группы и 1-м входом элемента ИЛИ, счетчный вход и выход счетчика импульсов подключены соответственно к выходу генератора импульсов и адресному входу блока оперативной памяти, информационный вход которого соединен с входом-выходом данных cиcтe в l, вход дешифратора подключен к выходу счетчика импульсов, а {-и выход дешифратора соединен с вторым входом 1 -го элемента И первой группы и входом разрешения t-го триггера переполнения первой группы, о т л ичающаяся тем, что, с целью увеличения пропускной способности, она содержит вторую группу из п триггеров пе,реполнения, вторую группу из нэлемейтов И, группу из и элементов НЕ, первый и второй элементы задержки , причем выход элемента ШШ подключен к входу разрешения счетчика импульсов, входу чтения блока оперативной памяти, входу записи счетШ чика данных и входу первого элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика данных и вхоДом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу . Г записи блока оперативной памяти входу чтения счетчика данных и синхровходам триггеров переполнения .первой и второй групп, вход установки, вход Сл разрешения и выход 1-го триггера переполнения второй группы со едиНены соответственно с выходом 1-го входно го счетчика группы, f -м выходом деши-1 | фратора и первым входом i-ro элемен- ЮО та И второй группы, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу/.-го .элемента НЕ группы и входу установки -го триггера переполнения первой группы, а вход 1-го элемента НЕ группы соединен с -м выходом дешифратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) () ) ) 4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3678127/24-24 (22) 26.12.83 (46) 30.05.85. Бюл. В 20 (72) Е.Н.Владимиров, А,Ç.Плисс и Т.П.Сараева (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53): 681. 325 (088. 8) (56) Приборы и техника эксперимента.

1968,. Р 6, с. ?8-80.

Авторское свидетельство СССР

Ф211156, кл. С 06 Г 3/04, 1968. (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНАЯ .СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ, содержащая группу из )t входных счетчиков, первую группу изн триггеров переполнения, первую группу из и элементов И, таймер, элемент ИЛИ, генератор импульсов, коммутатор, включающий счетчик импульсов и дешифратор, блок оперативной памяти и счетчик данных, информационный . вход и выход которого соединены с входом-выходом данных системы, вход разрешения и счетный вход 1 -го входного счетчика группы (1() аи ) подключены соответственно к выходу таймера н

1-му входу данных системы, первыйвход и выход 1-го элемента И первой группы соединены соответственно с выходом 4 -Fo триггера переполнения первой группы н t ì входом элемента ИЛИ, счетчный вход и выход счетчика импульсов подключены соответствен.но к выходу генератора импульсов и адресному входу блока оперативной памяти, информационный вход которого соединен с входом-выходом .данных системы, вход дешифратора подключен к выходу счетчика импульсов, а 1-й выход дешифратора соединен с вторым входом 1 --ro элемента И первой группы и входом разрешения 1 -го триггера переполнения первой группы, о т л .ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности, она содержит вторую группу из и триггеров переполнения, вторую группу из )t элемейтов И, группу из и элементов НЕ, первый и второй элементы задержки, причем выход элемента И)))1 подключен к входу разрешения счетчика импульсов, входу чтения блока . one- 3 ративной памяти, входу записи счетчика данных и входу первого элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика данных и входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу записи блока оперативной памяти вхо-ду чтения счетчика данных и синхровходам триггеров переполнения, первой l и второй групп, вход установки, вход . разрешения и выход 1--го.триггера переполнения второй группы соединены я соответственно с выходом t-го входно- . го счетчика группы, t -м выходом дешифратора и первым входом 1-ro элемента И второй группы, второй вход и выход которого подключены соответст" венка к выходу j.-го .элемента НЕ груп- ф, пы и входу установки t-ro триггера переполнения первой группы, а вход

1-го элемента НЕ группы соединен с (-м выходом дешифратора.

1159028 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и технике регистрации рентгеновского излучения, когда данные поступают одновременно по большому числу-каналов н виде импульсов..

Цель изобретения — повышение пропускной способности за счет предотвращения искажения информации при повышенных скоростях счета входных сигналов, что позволяет увеличить количество каналов и частоту входных сигналов за счет незначительного

1О усложнения системы.

На фиг. 1 дана функциональная IS схема:предлагаемой многоканальной системы сбора данных; на фиг. 2 временная диаграмма ее работы.

Многоканальная система сбора данных содержит 11 входных счетчиков 1 2О по числу каналов и, счетные входы которых соединены с входами данных системы, а выходы — с S-входами триггеров 2 переполнения второй группы каждого канала. Выходь1 триггеров 2 2S соединены с первыми входами элементов И 3 второй группы каждого канала, выходы которых соединены с S âõoäàìè триггеров 4 переполнения первой группы каждого канала. Выходы триггеров 4 соединены с первыми входами элемен— тов И 5 первой группы каждого канала. Элемент KIN б имеет количество входов по числу и каналов, каждый из этихвходов соединен с выходом элемента И 5 каждого канала соответственно. Выход генератора 7 импульсов соединен с управляющим входом коммутатора 8, выполненного, например, н виде счетчика 9 импульсов и дешифратора 10 р выходы которого (по числу каналов) соединены с одноименными выходами коммутатора 8. Каждый из выходов коммутатора 8 соединен соответственно с вторым входом элемента И 5 каждого канала, входами элемента НЕ 11 каждого канала и входами разрешения триггеров 2 и .4 переполнения каждого канала, выход элемента НЕ соединен с вторым входом элемента И 3 -каждого канала. Адресный вход блока 12 оперативной памяти соединен с выходом счетчика 9 коммутатора 8. Устройство содержит также счетчик 13 данных, входы и выходы которого соединены SS с входом данных блока 12, и два элемента 14 и 15 задержки, соединенные последонательно, причем вход элемента 14 соединен с выходом элемента 6, с входом разрешения счетчика 9, с входом чтения блока 12 и входом записи счетчика 13, выход элемента 14 соединен со счетным входом счетчика 13 и входом элемента 15, выход которого соединен с входами записи блока 12 и чтения счетчика 13 и счетными входами триггеров 4 и 2 каждого канала.

Выход таймера 16 соединен с входами разрешения счетчиков. 1 каждого канала.

Цепи установки в исходное (нулевое) состояние счетчиков 1, триггеров 2 и 4 и цепь запуска таймера 16 на фиг. 1 не показаны.

На фиг. 2 дана временная диаграмма работы, где представлены сигналы 17 на выходе генератора 7, сигналы 18 опроса i-го канала на выходе коммутатора 8, сигналы 19 опроса (i+1)-го канала на выходе коммутатора 8, сигналы 20 опроса (i+2) — го канала на выходе коммутатора 8, произвольный цикл 21 опроса, н котором переполнения в счетчиках 1 i-го, .(i+1)-го и (i+2)-го каналов не произошло, сигнал 22 на выходе треггера 2 i-ro канала, сигнал 23 на выходе триггера 4 i-го канала, сигнал 24 на выходе элемента ИЛИ 6, сигнал 25 на выходе элемента 14, сигнал 26 на выходе элемента 15, сигнал 27 на выходе элемента НЕ 11 i-ro канала, произвольный цикл 28 опроса, в котором в момент прихода сигнала 18 опроса i-го канала на выходе триггера .4 установлен единичный потенциал, т.е. персполнение счетчика 1 i-ro канала произошло до прихода опроса данного канала, произвольный цикл 29 опроса, в котором во время действия сигнала 18 опроса i-ro канала появляется сигнал. переполнения счетчика 1 i-ro канала, цикл 30 опроса, следующий за циклом 29 опроса.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии все счетчики 1, нсе триггеры 2 и 4 и все ячейки блока 12 установлены н йачальное (нуленое) состояние. На выходах всех элементов 5 и, следовательно, на выходе элемента 6 также фиксирует— ся нулевое состояние, которое разрешает счет импульсов счетчиком 9 коммутатора 8. В схеме непрерывно происходят два независимых и Hf„ ñèíõðoíè028 ется. з 1159 зированных процесса счет импульсов

I генератора 7 счетчиком 9 коммутатора 8 и счет входных импульсов системы, поданных на счетные входы счетчиков 1 после подачи разрешающего сиг- 5 нала от таймера 16 на их управлющие входы.

Интенсивность сигналов на входе

i-го счетчика 1 системы f<< может быть различной и колеблется от:очень, низкой (0,1 с " ) до очень высокой; определяемой быстродействием входных каскадов счетчиков I (10

6, -г

-10 с ) . Счетчики 1 выполнены, на"; пример, в виде К- разрядных двоичных 15 счетчиков импульсов. Через время Т, равнос

1 г

Т = — —. 2

f (1)

У

SX где f> частота сигналов на входе 20 го счетчика 1;

K — число разрядов счетчиков .1, . па выходе счетчика 1 1-ро канала появляется сигнал переноса, который устанавливает триггер 2 в единичное 25 состояние. Сигнал логической единицы поступает на первый вход элемента 3.

Независимо от процесса счета входных. сигналов в счетчиках 1 происходит счет в мпульсов генератора 7 счетчи — Зо ком 9. Счет происходит циклически от произвольного состояния до максимального, далее возвращается в нулевое состояние н т.д. Сигналы с разрядных выходов счетчика 9 поступают

35 на вход дешифратора 10 и адресный вход блока 12. В дсшифраторе 10, имеющем п выходов по числу каналов системы, периодически на каждом .выходе появляется сигнал опроса данного кана- О ла, длительность которого определяется периодом следования сигналов 17 (фиг. 2) генератора 7 Тг, а период следования этих импульсов Т на кажк дом выходе дешифратора 10 равняется (при отсутствии переполнения во всех каналах)

То =Т ° 2Р (2) где Т г — период следования сигналов генератора 7; р — разрядность счетчика 9.

Обычно р=1од п, (3) где Il — число каналов многокан гльной системы сбора данных. 55

Эти сигналы 18, 19 и 20 опроса поступают на вторые входы элементов 5 и входы элементов 11 i-ro, (i+i)-ro, (i+2)-ãî каналов соответственно.

Если в произвольном цикле 21 на первых входах всех элементов 3 пггисутствует нулевой потенциал, то, следо— вательно, и на их выходах будет нулевой потенциал. Триггеры 4 также находятся в нулевом состоянии и, следовательно, на первом входе элементов 5 и на выходах этих элементов, соединен-ных со входами элемента б, формируется нулевой потенциал. Следовательно, на выходе элемента 6 присутствует нулевой потенциал, который разрешает счет импульсов генератора 7 счетчиком 9.

Если в i — м канале сигнал опроса имеет нулевой уровень (т..е. канал не опрашивается), то на выходе элемента 11 i-га канала Ф этом время присутствует единичный потенциал, который поступает на второй вход элемента 3, открывая его, и если.в этот момент на выходе триггера 2 появляется единичный потенциал 22, то он проходит на выход элемента 3, устанавливая триггер 4 также в единичное состояние 23. Если же в момент опроса данного канала триггер 2 устанав1 ливается в единичное состояние, то установка триггера 4 в единичное состояние происходит только тогда, когда опрос данного канала заканчиваЕсли к моменту опроса 1-го канала коммутатором 8, т.е. к моменту подачи разрешающего потенциала на второй вход элемента 5, на выходе триггера 4 и, следовательно, на первом входе элемента 5 был единичный потенциал, свидетельствующий о наличии переполнения в данном канале, на выходе это-: го элемента, а следовательно, на соответствующем входе элемента 6 и на его выходе появляется единичный потенциал. Этот сигнал поступает на вход разрешения счетчика 9, запрещая счет сигналов генератора 7. Этот же сигнал 24 поступает на вход чтения блока 12., при этом па адресном входе блока 12 от счетчика 9 устанавливается код адреса i-канала, т.е. канала, в котором происходит персполнение. По этому сигналу на информационный выход блока. 12 считывается содержимое соответствующей ячейки памяти. Сигнал 24 с выхода элемента 6 поступает также на вход записи счетчика 13, и содержимое шины данных

5 1 15 90? записывается в этот счетчик. Сигнал241 с выхода элемента 6 запускает элемент. 14. Через время задержки „, определяемое процессом чтения блока 12 и записью информации в счет- 5 чик 13, появляется сигнал 25 на выходе элемента 14 и поступает на счетный вход счетчика 13, который добавляет единицу к своему содержимому.

Одновременно запускается элемент 15, 1© время задержки которого определяг ется быстродействием переписи информации из счетчика 13 в блок 12. Сигнал 26 с выхода элемента 15 поступа.ет на вход чтения счетчика 13, обес- 15 печивая считывание содержимого этого

I регистра на шину данных и на вход записи блока 12 и запись по тому же адресу новой информации. Таким образом, блок 12 и счетчик 13 пред- о ставляют собой инкрементный канал многоканальной системы сбора данных.

Этот же сигнал 26 с выхода элемента 15 подается на счетные входы триггеров 2 и 4. Однако по входам разрешения открыты только триггер 4 и триггер 2 i-го канала, т.е. того капала, в котором произошло переполнение, Таким образом, триггеры 2 и 4

i-го канала устанавливаются в нуле- ЗО вое состояние. Остальные триггеры 2 .и 4 остаются в прежнем состоянии.

Сброс триггера 4 и триггера 2 i-ro канала устанавливает на выходе элемента И 5 i-ro канала нулевой потенциал и, следовательно, на соответствующем входе элемента 6 и на его выходе также будет нулевой потенциал, который разрешает счет импульсов генератора 7 счетчиком 9, Аналогичный 411 процесс происходит. при опросе любого канала. Временные диаграммы работы показаны на фиг. 2 в произвольном цикле 28. На фиг. 2 в циклах 29 и 30 показаны временные диаграммы ра-4з боты системы в случае совпадения по времени опроса i-го канала и момента установки триггера 2 в единичное состояние. В этом случае в цикле 29 перепись информации из триггера 2 1-го канала в триггер 4 запрещена сигналом,.поступающим с выхода элемента 11 на второй вход элемента 3. Перепись происходит после опроса i-го канала. Извлечение инфор-?5 мации по этому адресу из блока 12, прибавление к ней единицы и запись новой информации в блок

l2, происходят в следующем цикле 30 опроса.

В счетчике 9 код канала, в котором произошло переполнение, установлен не в течение времени Тр, а в течение времени Т др, определяемого соотношением + р Т ь (4) где ; — время задержки элемента 14; - время задержки элемента 15.

Газрядность счетчиков 1 в каждом канале выбрана из условия

2Т1 Т p n, (5)

Чтобы за максимальное время опроса вссх остальных каналов (т.с. если даже во вссх каналах в данном цикле опроса произошло переполнение) счетчик 1 i-го канала не смог переполниться дважды.

Информация, накопленная в блоке 12, о распределении числа переполнений по каждому каналу (каждый бит информации блока 12 соответствует количеству импульсов, равному 2, где К- .разрядность счетчика 1, поступаю- щих ча вход данного качала за время экспозиции таймера 16) может быть использована внешним потребителем как в процессе накопления импульсов так и после накопления импульЭ I . сов, за исключением моментов чтения ! и записи информации в блок 12.

Введение в каждом канале дополнительного триггера, дополнительного элемента И и.элемента НЕ полностью исключает вероятность записи в блок 12 информации по двум соседним каналам одновременно, если переполнение происходит в момент смены кода на счетчике 9. Для этой же цели введен запрет счета импульсов генератора 7 счетчиком 9 на то время, в течение которого в каком-либо канале имеется переполнение. Запрет длится в течение времени Т „р, определяемого формулой (4), за счет введения элементов 14 и 15 задержки. В течение этого времени информация в соответствующей ячейке блока 12 увеличивается на единицу. Отсутствие этих элементов вызывает просачивание информации в (i+1)-й канал, что особенно оказывается при больших скоростях следования входных сигналов многоканальной системы сбора данных (1-10 ИГц) и большой частоте опроса (1 МГц), так как вероятность совпадения при этом увеличивается.

7 1159028 8

В известной системе ошибка считы- зафиксированного в канале) уже при вания информации превышает допусти- частоте следования входных импульсов муто (0,5Х от максимального числа, 1-5 кГц и частоте опроса 500 кГц.

РУ

Фс Р Р

ВНИИПИ Заказ 3590/49 Тираж Т10 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4