Устройство для кодирования однократных импульсных электрических сигналов наносекундного диапазона

Устройство для кодирования однократных импульсных электрических сигналов наносекундного диапазона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Республкк

«п900446 ф

//,," г

C (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За"влено 300580 (2>) 2932382/28-22

f51)М Nn з с присоединением заявки ¹

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230282 Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 230282 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ОДНОКРАТНЫХ

ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

НАНОСЕКУНДНОГО ДИАПАЗОНА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обработки на ЭВМ ин формации, поступающей в виде однократных элактрических сигналов наносекундной длительности °

Известны устройства для кодирования однократных импульсных электриЮ ческих сигналов наносекундного диапазона, содержащие одним из элементов скоростную запоьмнающую электронно-лучевую трубку (2).

В этих устройствах используется принцип масштабно-временного преобра- зования входного сигнала, . который фиксируется на мишени запоминающей трубки s реальном масштабе времени . с последующим считыванием его орди» нат при помощи строчно-поперечного растра.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для кодирования однократных импульсных электрических сигналов, содержащее входной блок, состоящий из последовательно соединенных аттенюатора, линии задержки и усили:теля, запоминающую трубку, комму-. татор режима, подключенный выходом к коллектору трубки, блок разверток. считывания, выходы которого подключены к отклоняющим пластинам считывающего прожектора трубки, входы—

5 к первому и второму выходам синхронизатора, формирователь кодов, масштабов по координатам и выходной регистр, подключенный первыми входами.к выходам формирователя кодов масштабов по координатам. В этом устройстве: входной сигнал фиксируется на мишени запоминающей трубки в виде потенциального рельефа, соответствующего . осциллограмме входного сигнала. Считывние записанного сигнала осуществляют растром с направлением строк, перпендикулярным к направлению временной развертки при записи (строчнопоперечный РастР)- Нересечение счи тывающего луча и линии потенциально ного рельефа вызывает появление на сигнальной пластине импульса тока.

Координаты точек пересечения, соответствующие.ординатам входного сиг". нала, при помощи логического устрой25 ства преобразуются в цифровой код (2).

Недостатком указанного устройства является низкая максимальная частота повторения полных циклов кодиро3() вания (запись-считывание-подготовка) 900446

В известных устройствах îíà составляет 1-2 Гц. Это накладывает ограничение на частоту следования входных импульсов, поскольку в течение цикла осуществляется кодирование одного импульса. Однако в ряде физи» ческих экспериментов возникает задача кодирования однократных импульных электрических сигналов, следующих с более высокой частотой.

Целью изобретения является повыше- 10 ние быстродействия устройства.

Для достижения этой цели в устройство для кодирования однократных им пульсных электрических сигналов наносекундного диапазона, содержащее входной блок, состоящий из последо- 5 вательно соединенных аттенюатора, линии задержки и усилителя, запоминающую трубку, коммутатор режима, подключенный выходом к коллектору трубки, блок разверток считывания, вы- Щ} ходы которого подключены к отклоняющим пластинам считывающего прожектора трубки, входы - к первому и второму выходам синхронизатора, формирователь кодов масштабов по координатам и выходной регистр, подключенный первыми входами к выходам формирователя кодов масштабов по координатам, введены дополнительный блок разверток, видеоусилитель и аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационными выходами ко вторым входам выходного регистра, цепью управления запускрм— к третьему выходу синхронизатора, а входом — к выходу видеоусилителя, вход которого соединен с сигнальной пластиной запоминающей трубки, модулятор записывающего прожектора которой соединен с выходом усилителя входного блока, а отклоняющие плас- 40 тины записывающего прожектора запоминающей трубки соединены с первым и вторым выходами дополнительного блока разверток, выходы которого подключены к четвертым и пятому выхо- 45 дам синхронизатора и к первому входу формирователя кодов масштабов по координатам, второй вход которого соединен с выходом аттенюатора входного блока, 50

На фиг. 1 изображена функциональ» ная схема устройства на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая принцип его работы.

$5

Предлагаемое устройство содержит входной блок 1, включающий в свой состав последовательно соединенные аттенюатор 2, линию задержки 3 и усилитель 4. Выход усилителя подключен к модулятору записывающего про- 40 жектора скоростной двухлучевой запо-. минающей трубки 5. Отклоняющие плас-. тины записывающего прожектора запоминающей трубки 5 присоединены к входам дополнительного блока разверток 45 б,предназначенного для формирования на мишены трубки записывающего телевизионного растра. Дополнительный блок разверток 6 состоит из генератора пилообразного напряжения 7, усилителя горизонтального отклонения 8 и последовательно соединенных счетчика строк 9, цифро-аналогового преобразователя 10 и усилителя вертикального отклонения 11. Выходы усилителей 8 и 11 подключены соответственно к горизонтальным и вертикальным откло1 няющим пластинам зависывающего прожектора трубки 5. Для формирования считывающего телевизионного растра устройство содержит идентично выполненный блок разверток считывания 12, включающий в своей состав генератор пилообразного напряжения

13, усилитель горизонтального отклонения 14, счетчик строк 15, цифро-аналоговый преобразователь 16 и усилитель вертикального отклонения

17. Выходы усилителей 14 и 17 подключены соответственно к горизонтальным и вертикальным отклоняющим пластинам считывающего прожектора запоминающей трубки 5.устройство содержит также аналого-цифровой преобразователь 18, вход которого через видеоусилитель 19 связан с цепью сигнальной пластины трубки 5.

Управление режимом работы трубки 5 осуществляется коммутатором режима

20, выходная цепь которого подключена к коллектору трубки 5. Устройство кодирования содержит цифровой блок

21, обеспечивающий передачу числовых кодов в канал связи с ЦВМ и общую синхронизацию работы устройства. Он состоит из выходного регистра 22 и синхронизатора 23. Ко входам регистра 22 подключены информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 18 и выходы формирователя 24 кодов масштабов по координатам, входы которого соединены с цепями аттенюатора 2 и усилителя горизонтального отклонения 8 ° Электрические цепи синхронизатора 23 связаны с входными цепями блоков 6,12,20, а также с цепью управления запуском аналогоцифрового преобразователя 18 °

Устройство работает циклически.

Цикл состоит из записи, считывания и подготовки. Режим работы устройства при записи аналогичен формированию телевизионного изображения на экране приемной телевизионной трубки Отличие состоит в том, что в качестве видеосигналов строк, осуществляющих модуляцию записывающего луча, используются электрические импульсы, подлежащие обработке.

На экране.приемной телевизионной трубки формируются строки, модулированные по яркости в соответствии с видеосигналами строк, а на поверхности мишени запоминающей трубки

5 запоминающей трубки формируются стро- ки телевизионного растра и одновре10

25

ЗО Запись . Одновременно синхронизатор 23 осуществляет запуск генератора пилообразного напряжения 7, входящего в состав дополнительного блока раэверток б. Выходной сигнал генератора пилообразного напряжения U> через усилитель горизонтального отклонения 8 поступает на горизонталь- 40 но-отклоняющие пластины записывающего прожектора трубки 5, обеспечивая отклонение записывающего луча по гориэонтали. Вследствие того, что ток записывающего луча промодулирован 45 входным сигналом, на мишени трубки

5 образуется линия (строка) зарядного рельефа, глубина которого изменяется по длине строки в соответствии с мгновенными значениями вход- 50 ного импульса.

По окончании записи первого входного импульса производится смещение формируются строки, глубина эарядного рельефа которых изменяется по длине строки в соответствии с амплитудой входных сигналов. Считывание арядного рельефа с мишени запоминающей трубки производится относительно медленным телевизионным растром, причем считывающий луч проходит по следу записывающего луча. Движение считывающего луча по строке вызывает формирование в цепи сигнальной пластины сигнала, пропорционального глубине потенциального рельефа строки.

Тем самым осуществляется масштабновременное преобразование входного сигнала с последующим кодированием его ординат.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Последовательность однократных импульсных сигналов (см.фиг.2, индексы в условных обозначениях напряжений приняты в соответствии с прорядковыми номерами элементов устройства) через аттенюатор 2, линию задержки 3 и усилитель входного блока 1 поступает на модулятор запомичающей трубки 5. С приходом на вход блока 1 первого импульса последовательности по команде синхронизатора 23, сходящего в состав цифрового блока 21, на коллектор трубки 5 с помощью коммутатора режима 20 подается высокий потенциал Uù, соответствующий режиму записывающего луча по вертикали, ступенчато-нарастающим напряжением.

Последнее формируется по команде синхронизатора 23 при помощи счетчика строк 9, цифро-аналогового преобразователя 10, усилителя вертикального отклонения ll и подается на вертикально-отклоняющие пластины за-- 40 писывающего прожектора трубки 5.Под . действием ступеньки напряжения записывающий луч смещается по вертикали на один шаг, подготавливая устройство к записи следующего импуль- 65 са. Запись второго и последующих сигналов, поступающих на вход блока

1, осуществляется аналогично. Таким образом, синхронно с входными сигналами блоком раэверток 6 на мишени менно осуществляется модуляция записывающего луча входными импульсами.

Максимальное количество импульсов, записываемых на мишени запоминающей трубки 5 за один цикл, определяется рабочими размерами мишени трубки и диаметрами запи ывающего и считывающего лучей.

После окончания записи заданного числа импульсов синхронизатор выдает команду на перекоммутацию режима трубки и коммутатор режима 20 подает на коллектор трубки 5 низкий потенциал U соответствующим режиму Считывание . Одновременно от синхронизатора 23 запускается генератор пилообразного напряжения 13, входящий в состав блока развертки считывания 12. Выходное напряжение генератора U» через усилитель горизонтального отклонения 14 подается на горизонтально-отклоняющие пластины считывающего прожектора запоминающей трубки 5. Под действием этого напряжения считывающий луч движется по мишени трубки в горизонтальном направлении. Движение считывающего луча производится точно по следу (строке) записывающего луча. При этом в цепи сигнальной пластины трубки формируется видеосигнал,мгновенные значения которого пропорциональны глубине потенциального рельефа первой строки. Поэтому видеосигнал имеет форму первого входного импульса, растянутого во времени. Таким образом, в предложенном устройстве осуществляется масштабно-временное преобразование входных сигналов.

Сигнал сигнальной пластины U y через видеоусилитель 19 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя

18. Запуск аналого-цифрового преобра эователя 18 производится синхронизатором 23 синхронно с движением считывающего луча с частотой, определяемой заданным числом кодируемых ординат сигнала. Коды ординат сигнала с информационных выходом аналогоцифрового преобразователя 18 через выходной регистр 22 поступают в канал связи с ЦВМ. Синхронизатор 23 последовательно дает разрешение на выдачу в канал связи с ЦВМ кодов масштабов, поступающих от формирователя кодов масштабов по координатам 24, кода числа ординат и кодов ординат сигнала.

С окончанием кодирования первой строки (первого входного импульса) синхронизатор 23 выдает импульс на счетчик строк 15. При изменении сос900446 тояния счетчика аналогоцифровой преобразователь 16 формирует новуюступеньку напряжения развертки U которая через усилитель вертикального отклонения 17 поступает на вертикально-отклоняющие пластины считывающего прожектора запоминающей трубки

5. При этом считывающий луч смещает ся по вертикали на один шаг, после чего блоком раэверток считывания 12

Ilo команде синхронизатора производится формирование пилообразного напряжения для перемен:ения считывающего луча запоминающей трубки по следу второй строки на ее мишени. Считывание и кодирование сигналов второй и последующих строк аналогично.

По окончании кодирования послед него сигнала (строки), записанного на мишени трубки 5, синхронизатор 23 выдает команду на перекоммутацию режима трубки и коммутатор режима 20 подает на коллектор трубки нулевой потенциал Б, соответствующий режиму Стиранйе . С синхронизатора на счетчик строк 15 начинают поступать импульсы повышенной частоты. Считывающий луч под действием сигналов и U,7 развертывается растром по мишени трубки 5 и стирает остатки потенциального рельефа, подготавливая мишень к новой записи. После этого по команде синхронизатора режим трубки опять перекоммутируется и на ее коллекторе устанавливается высокий потенциал, соответствующий режиму Запись . Устройство кодирования готово к обработке следующей пачки однократных сигналов.

Возможность повышения частоты следования входных сигналов в описываемом устройстве обеспечивается тем,что сигнал записывается на мишень трубки не в виде осциллограммы, а в линию, модулированную глубиной зарядного рельефа. Это дает возможность в течение одного цикла записать на мишени трубки пачку однократных сигналов — максимальное количество записываемых сигналов определяется размером мишени и разрешающей способностью запоминающей трубки по вертикали, — а поскольку запись производится в реальном масштабе времени, то очевидно, что частота следования импульсов в пачке может быть задана значительно большей, чем 1-2 Гц.

Запоминающая трубка в устройстве выполняет не только функцию масштабно-временного преобразователя. но также и функцию оперативного эапоминающего устройства, что позволяет экономить машинное время цифровой вычислительной машины, используемой для обрабîTKи информации о параметрах исследуемых сигналов.

Формула изобретения

Устройство для кодирования одно-. кратных импульсных электрических сигналов наносекундного диапазона, содержащее входной блок, состоящий из последовательно соединенных аттенюа тора, линии задержки и усилителя, запоминающую трубку, коммутатор режима, подключенный выходом к коллектору трубки, блок раэврток считывания, выходы которого подключены к отклоняющим пластинам считывающего прожектора трубки, входы — к первому и второму выходам синхронизатора, формирователь кодов масштабов по координатам и выходной регистр, под10 хронизатора к первому входу и Формирователя кодов масштабов по координ»там, второй вход которого соединен с выходом аттенюатора входного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Архипов В.К.Масштабно-временIное преобразование коротких сигналов при помощи электронно-лучевых,трубок памяти. 1968.

2. .Денбновецкий С.В.и др. Запоминающие электронно-лучевые трубки в устройствах обработки информации, Сов.радио, 1973, с. 393-400 (йрототип) . ключенный первыми входами к выходам формирователя кодов масштабов по

25 координатам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены дополнительный блок разверток, видеоусилитель и аналого-цифровой преобразователь, подключенный: информационными входами ко вторым входам выходного регистра, цепью управления запуском — к третьему выходу синхронизатора, а входом — к выходу видеоусилителя, вход которо го соединен с сигнальной пластиной запоминающей трубки, модулятор записывающего прожектора которой. соединен с выходом усилителя входно-. го блока; — а о.клоняющие пластины

4О записывющего прожектора запоминающей трубки соединены с первым и вторым выходами дополнительного блока разверток, входы которого подключень к четвертому и пятому выходам син900446

Состазитаяь В.Махнанов

Редактор Л.Лукач Увхред A.Вабийец КорректорM.Ëåì÷èê

° веющее

Заказ 12204/74. Тираа 953 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,й-35,Раувская наб., д.4/5

° ююаеюаюеемвюавав

Филиал ППП Патент, г.умгород, ул.Проектная,4