Устройство для отображения информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, регистр сдвига, выходы которого соединены с входами первой группы первого блока элементов И, выходы которого соединены с входами первой группБ блока индикаторов , элемент задержки, первый элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены аналого-цифровой преобразователь , блок памяти, блок сравнения, второй элемент ИЛИ, дешифратор и второй блок элементов И, входы первой группы которого соединены с выBi -003 1 Ajj. ;.:: f trv:,-, ; ходом аналого-цифрового преобразователя , входы второй группы - с выходами регистра сдвига, выход первого элемента ИЛИ соединен с входами третьих групп блоков элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с входами второй группы первого блока элементов И, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с периым входом блока сравнения, второй вход СЛ которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход - с выходом блока памяти, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока памяти и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, вькоды второго блока элементов -И соединены с входами второй группы блока индикации, вторые входы регистра сдвига и второго элемент ИЛИ яв ляются соответственно первым и вторым входами устройства, а третий вход блока - третьим входом устройства, второй вход аналого-цифрового преобразователя является четвертым входом устройства .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А

ЗЮВ G06F 314

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВМЩЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546592/18-24 (22) 02.02.83 (46) 15.07.84. Бюл. М- 26 (72) Ю.В. Юдин, И.А. Краснов, Б.Д. Кудрявцев, П.П. Кузьмин и Г.З. Ильин (71) Ленинградский институт точной механики и оптики и Ленинградский институт водного транспорта (53) 681.327(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

У 1301292, кл. (j 01 Л 9/280, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 612238, кл. (> 06 F 3/14, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРА)КЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, регистр сдвига, выходы которого соединены с входами первой группы первого блока элементов И, выходы которого соединены с входами первой группы блока индикаторов, элемент задержки, первый элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, блок сравнения, второй элемент ИЛИ, дешифратор и второй блок элсментон И, входы первой группы которого соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, входы второй группы — с выхо— дами регистра сдвига, выход первого элемента ИЛИ соединен с входами третьих групп блоков элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с входами второй группы первого блока элементов И, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход — с выходом блока памяти, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока памяти и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, выходы второго блока элементов

И соединены с входами второй группы блока индикации, вторые входы регистра сдвига и второго элемента 1ШИ яв— ляются соответственно первым и вторым входами устройства, а третий вход блока — третьим входом устройства, второй вход аналого-цифрового преобразователя является четвертым входом устройства.

1103219

Изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано в устройствах визуального отображения информации.

Известно устройство для отображения информации, фиксирующее только существенные (отличающиеся) значения отображаемой величины, содержащее блоки индикаторов, элементов И и ИЛИ, генератор импульсов, счетчик и эле- 10 мент И Ц.

Данное устройство отличается недостаточной достоверностью отображения, так как в нем возможны потери служебной информации, связанные с переполнением счетчика, имеющего конечную емкость, и сложно, что снижает его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является р0 устройство для отображения информации, содержащее блок индикаторов, один вход которого соединен с блоком элементов ИЛИ, другой — с блоком эле— мента И, последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, другой вход которого подключен к одному входу блока индикаторов, выход — к одним входам блока элеме — тов И, вход регистра сдвига соединен 30 с одним входом блока индикаторов, выходы — с другими входами блока элементоВ И, одни входы блока селекции по времени подключены к выходам блока квантования сигналов по уровню, 35 другие — к выходу генератора импульсов, выходы — к входам блока элемен— то в ИЛИ (2) .

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности отображения информации; устройство непригодно для отображения сигналов, длительность которых превосходит емкость счетчика, что ведет к потере служебной информации, поскольку счетчик в устройстве имеет конечную емкость и при достаточно медленном изменении отображаемого сигнала он переполняется, при этом возможна потеря части служебной инфор0 мации; характеризуется недостаточной точностью отображения из-за наличия в блоке селекции линий задержки, ограничивающих период регистрации отображаемого сигнала; в процессе эксплуатации параметры пороговых элементов блока квантования сигналов по уровню могут изменяться, что приводит к изменению уставок данных элементов, и соответственно к погрешностям в определении значений отображаемого сигнала в определенные моменты времени. При контроле многих технологических процессов требуется знать интервал времени, пропорциональный числу измерений между зарегистрированными существенными значениями входной величины. В известном устройстве для определения данного интервала времени требуется реализовать дополнительные математические операции, что снижает его быстродействие.

Цель изобретения — позыв ение быстродействия и точности отображения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для отображения информации, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и элемент И, регистр сдвига, выходы которого соединены с входами первой группы блока индикаторов, элемент задержки, первый элемент ИЛИ, в него введены аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, блок сравнения, второй элемент ИЛИ, дешифратор и второй блок элементов И, входы первой группы которого соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, входы второй группы — с выходами регистра сдвига, выход первого элемента

ИЛИ соединен с входами третьих групп блоков элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого соединен с входом i дешифратора, выход которого соединен с входами второй группы первого блока элементов И, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора импульсов, а выход— с первым входом блока сравнения, вто- рой вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход — с выходом блока памяти, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока памяти и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, выходы второго блока элементов И соединены с входами второй группы блока индикации, вторые входы регистра сдвига и второго элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым входами устройства, 1103219 собой, то выходнои сигнал блока сравнения 3 равен единице.

Дешифратор 7 преобразует число тактовых импульсов, сосчитанных счетчиком 5 в интервале времени ц<

= (tK„- tk) (k- ot 14 2, ...

0), в определенный цифровой код.

Здесь t„„ t « — моменты времени появления существенных сигналов с выхода элемента ИЛИ 11. Таким образом, число К равно числу измерений после предыдущей регистрации существенного значения входного отображаемого сигнала, или число К равно числу импульсов с выхода генератора импульсов, поступающих на вход счетчика 5 после регистрации предыдущего существенного значения входного сигнала. Затем число К в определенном цифровом коде высвечивается на j ì () = 1, т) индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8. Здесь j — общее количество существенных значений входного сигнала. Технический номер j определяется при помощи регистра сдвига 6 и блока элементов И 9 количеством импульсов, появляющихся на выхо— дах элемента ИЛИ 11. На 1-м индикаторном элементе первого столбца блока индикаторов 8 высвечивается в определенном цифровом коде значение отображаемого входного сигнала X(t) в момент времени

Если отдельно изменяются значения сигнала X(t) или параметра t, то показания блока индикаторов 8 не изменяются. Если одновременно изменяются параметр t и значение сигнала

X(t), то эти существенные значения высвечиваются на соответствующих индикаторных элементах блока индикаторов 8 при условии, что К < Кд, К„„ — емкость счетчика 5. Если К етс1 вующих индикаторных элементах блока индикаторов 8 высвечиваются выраженные в определенном цифровом коде число К А и значение сигнала X(t).

Блок индикаторов 8 состоит из двух столбцов по т индикаторных элемен50 тов или по т запоминающих элементов в каждом столбце.

Блок сравнения 3 предназначен для сравнения сигналов с выходов АЦП 1 и блока памяти 2, выраженных в опреде55 ленном цифровом коде. Если данные сигналы равны между собой, то выходной сигнал блока сравнения 3 равен нулю. Если сигналы не равны между а третий вход блока памяти — третьим входом устройства, второй вход аналого-цифрового преобразователя является четвертым входом устройства. 5

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — график зависимо=ти отображаемого сигнала, от времени (закрашенные квадраты . являются отображаемыми существенны10 ми значениями входного сигнала с устранением избыточных данных при емкости счетчика, равной с6 единицам); на фиг. 3 — таблица показаний индикаторных элементов без устранения избыточных данных при бесконечной емкости счетчика; на фиг. 4 — то же, с устранением избыточных данных при емкости счетчика, равной 5 единицам; на фиг. 5 — то же, при бесконечной емкости счетчика.

Устройство для отображения информации (фиг. 1) содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок памяти 2, блок сравнения 3, генера25 тор импульсов 4, счетчик 5, регистр сдвига 6, дешифратор 7, блок индикаторов 8, блоки элементов И 9, 10, элементы ИЛИ 11, 12, элемент задерж- ки 13, элемент И 14, шины установки начальных значений (первый-третий входы устройства) 15-17, четвертый (информационный) вход устройства 18.

На фиг. 2 обозначено: 6 — величи- З5 на погрешности АЦП, Т вЂ” период квантования отображаемого входного сигна1 ла по времени (f = — частота выТч ходного сигнала генератора импульсов).

АЦП 1 предназначен для преобразования значения входного сигнала

X(t) в определенный момент времени, определяемый моментом подачи сигнала с выхода генератора импульсов 4, с 45 погрешностью в цифру, представленную в определенном коде.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналом по шине 16 через элемент ИЛИ 12 устанавливают содержимое счетчика 5 в нулевое состояние. Вызодной сигнал счетчика 5 через дешифратор 7 подается на вторые входы элементов И блока элемента И 9. Сигналом по шине 17 устанавливают содержимое блока памя1103219

10 ти 2 в нулевое состояние, сигналом по шине 15 записывают в регистр сдвига 6 единицу. Выходной сигнал первого разряда регистра сдвига 6 подается на третьи входы первых соответствующих элементов И блоков И 9, 10.

В момент времени t1 = 0 генератор импульсов 4 подает импульс на соответствующие входы АЦП 1, блока сравнения 3 и счетчика 5. В счетчик 5 запишется единица. Выходной сигнал

АЦП 1 при t = t, X(t) Ф 0 подается на сответствующие входы блока памяти 2, блока сравнения 3 и блока элементов И 10. Выходной сигнал АЦП 1 и нулевой сигнал блока памяти 2 в момент времени t = С1 подаются на соответствующие входы блока сравнения 3. Пусть сигналы АЦП 1 и блока памяти 2 не равны между собой, тогда на выходе блока сравнения 3 появляется сигнал, который подается на второй вход блока памяти 2 и на первый вход элемента ИЛИ 11. При этом в блок памяти 2 записывается выраженное в определенном цифровом коде значение отображаемого сигнала при — Х(). Выходной сигнал элемента ИЛИ 11 подается на вход линии задержки 13 и на первые входы элементов И блока элементов И 9, 10, на вторые и третьи входы которых поданы сигналы с соответствующих выходов регистра сдвига 6 и дешифратора 7.

Выходной сигнал первых элементов И З блока элементов И 10 подается на первый индикаторный элемент первого столбца блока индикатора 8. Выходной сигнал первых элементов блока элементов И 9 подается на первый индикатор 40 ный элемент второго столбца блока индикаторов 8. На первом индикаторном элементе первого столбца блока индикаторов 8 высвечивается число, равное X(t<), а на первом индикатор- 45 ном элементе второго столбца блока индикаторов 8 высветится число, равное содержимому счетчика 5.

Через время, равное времени задержки линии задержки 13, появится сигнал на ее выходе, который подается на вход регистра сдвига .6, в котором возбуждается вторая ячейка, и через элемент ИЛИ 12 на вход установки счетчика 5 в нулевое состояние.5

Рассмотрим момент времени t = 1 .В счетчике 5 записано число, пропорциональное интервалу времени Г 2 — t1 . Пусть при

= t, X(t2) = X(t<). При t = tg блок сравйения 3 сравнивает выходные сигналы блока памяти 2 X(t) и

АЦП 1 Х(). Так как Х(tt) = Х(), выходной сигнал блока сравнения 3 равен нулю. Поэтому содержимое блока памяти 2 не изменилось. В блоке индикаторов 8 значение Х(2) и (12- t ) He отображено.

Рассмотрим момент времени

t> Ф t< и Х() Ф Х(1) . В момент времени t = t3 с выхода генератора импульсов 4 подается сигнал на соответствующие входы АЦП 1, блока сравнения 3 и счетчика 5. В счетчик 5 запишется число импульсов, пропорциональное интервалу времени t —

Выходной сигнал АЦП 1 при

Х() подается на соответствующие входы блока памяти 2, блока сравнения 3 и блока элементов И 10. В момент времени t = tq на третий вход блока сравнения 3 подается сигнал с выхода блока памяти 2 — X(tq ). Так как сигналы АЦП 1 и блока памяти 2 не равны между собой, то на выходе блока сравнения 3 появится сигнал. В итоге в блок памяти 2 запишется значение

X(t ), на втором индикаторном элементом элементе первого столбца блока индикаторов 8 высветится число, равное Х(й3), а на втором индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8 высветится число, пропорциональное разности t — t1, содержимое счетчика 5 устанавливается равным нулю..

Рассмотрим момент времени с (-) =

2,3 ...). Пусть в интервале времени 7 = t — t (tg -момент времени последнего появления сигнала на выходе элемента ИЛИ 11, приводящего к отображению в блоке индикаторов

8 значений с и Х(1 ), значение отображаемого сигнала H(t) равно

Х(г., ), но длина интервала времени соответствует максимальному содержанию счетчика 5) При этом появляется сигнал на выходе элемента И 14, который через элемент ИЛИ 11 подается на соответствующие входы линии задержки 13 и блоков элементов

И 9 и 10. Выходной сигнал дешифратора 7 при этом подается также на соответствующие входы блока элементов И 9.

В итоге íà j-м индикаторном элементе первого столбца блока индикаторов

1103219

8 высветится число, равное Х(е, » ), . а также j-м индикаторном элементе второго столбца блока индикаторов 8 высветится число, пропорциональное величине 2, а содержимое счетчика 5 устанавливается равным нулю (например, на фиг. 4 это значение соответствует Х = 7 при К „= 5). Здесь — число зафиксированных в интервале времени 0 t существенных значений функции в блоке индикаторов 8.

На фиг. 2 в качестве примера приведен график зависимости входного отображаемого сигнала X(t) от времени. Заштрихованы те клетки, значения входного сигнала в которых с точностью до Ь будут отображены в блоке индикаторов с учетом того, что емкость счетчика равна 5 единицам.

Сравнивая данные 4, приведенные в таблицах на фиг. 3, 4, можно отметить, 5 что при отображении входного сигнала без исключения избыточных данных требуется 22 показания, а с исключением — 6 показаний.

Таким образом, с введением в устройство аналого-цифрового преобразова.теля, блока памяти, блока сравнения, дешифратора,. второго блока элементов

И и второго элемента ИЛИ и связей между ними и другими блоками исключаются потери служебной информации; повышается быстродействие и точность отображения .сигнала.

1 103219

1103219

Фийб

Составитель А. Воронина

Редактор О. Колесникова Техред А. Бабинец

Корректор И. Муска

Подписное

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

Заказ 4981/37 Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5