Устройство дискретной регистрации аналоговых процессов

 

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц>911159

Соей Соаетсник

Соцналистнчвсние

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09.06.80 (2E ) 2935400/18-21 с присоедннениеее заявки те (23) Приоритет

Ю

Опубликовано 09.03.82. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 10.03.82! (51)N. Кл.

Q 019 5/12

Государстееннй комитет (53) УДК621.317. 7.087 (088.8) ео делан нзебретеннй н еткрытнй Р." И- . Яонрзв !

:!

I с

- — "—,,) (72) Авторы изобретения

В. Е, Маханьков, А. H. Сорокин, P. Б. M (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОЙ РЕГИСТРАЦИИ

АНАЛОГОВЫХ ПРОЦЕССОВ!

Изобретение относится к технике дискретной. регистрации аналоговых процессов, в частности физиологических.

Известно устройство дискретной ре -, гистрации аналоговых процессов, испол эующее термоэаписываюшую аппаратуру и обеспечивающее высокую точность регистрации при широком динамическом циапаэоне записываемых процессов. Ь3

Недостаток такого устройства - невозможность многоканальной регистрации, 1О

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является термоэаписывающее устройство с преобразователем аналог-код, содержашее анолого-цифровой преобразователь, дешифратор с решеткой тепловыделяемых элементов и блок регистрации с термочувствительным носителем, соединенные последовательно в структурной схеме (2J .

Известное устройство позволяет регистрировать оцин аналоговый параметр

s пределах ширины носителя. При решении ряда технических и научных зацач ! (например, при медико-биологических ис следованиях ) возникает необходимость регистрации песков.ких аналоговых процессов на оцном носителе. Известное устройство не в состоянии решить указанную зацачу.

Цел ю изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства: обеспечение возможности совмещения или пространственного разнесения совокупности регистрируемых процессов в пределах ширины носителя записи.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок кодирова» ния, дешифратор, соединенный rrocneaosaтельно с блоком регистрации, введен генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, коммутатор, набор включателей по числу одновременно регистрируемых процессов с 22 контактами каждый, гце е равно. числу разряцов входного коца цешифратора, причем выход генератора тактовых импуж сов соединен параллеш но со входами двоичного счетчика, блока

3 911 кодирования и аешифратора, выхоц коммутатора соединен с сигнальным входом блока копирования, выход млацшего разряда блока копирования соединен с первым. контактом первого выключателя, а выходы 3 второго и послеауюших разрядов блэка KoQHpoBBHHB вплоть Qo последнего соединены параллельно своими контактами с первыми контактами набора выключателей, при этом вторые контакты набора из гп выключателей соединены между собой параллельно и подключены к соответствующим E входам цешифратора, а выхоцы двоичного счетчика соединены параллельно с соответствующими 4. управляющими входами коммутатора и с первыми контактами послеанего разряда кажаого, начиная со второго и цо последнего, из п выключателей, при этом коммутатор имеет и сиг н альных вхоцов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство соцержит генератор 1 тактовых импульсов, авоичный счетчик 2, коммутатор 3, блок 4 кодирования, набор m выключателей 5-:.9, цешифратор

10 и блок 11 регистрации.

Узлом, зацающим синхронный режим работы всего устройства, является генератор 1 тактовой частоты, выход которого связан с двоичным счетчиком 2, блоком 4 копирования и цешифратором 10..

Счетчик 2 формирует на своих выходах сигналы,управляющие работой коммутатора 3 и поступающие также на выключатели 6-;9. Входным узлом устройства является коммутатор 3, осуществляющий путем регулярного опроса временное разделение поступающих на него аналоговых сигналов и формирующий на выхоце сигнал в дискретно-аналоговой форме. Выход коммутатора 3 связан со вхоцом блока 4 копирования, который-в моменты цискретизации входных аналоговых сигналов вырабатывает соответствующие значения параллельного двоичного кода. Набор выключателей 5+9 выполняет функции преобразователя двоичного кода. Виц преобразования зависит от выбранного режима регистрации (масштаб записи, число цорожек).

Bb1xoQllblMH узлами устройства являются цешифратор 10 с набором записывающих электродов и блок 11 регистрации. Записывающие электроды имеют непосредственный электрический контакт с термочувсTBHTpllhíblì носителем записи. Вхоц аешифратора10 связан с выхо159 4 ца ми в ык люч а телей (5 9), Число в ыхо цов аешифратора и число записывающих электродов зависит от разрядности кода блока коаирования.

При циклической работе Ф-разряцного авоичногo счетчика 2 коммутатор 3- поочередно поаключает и входных аналого-. вых сигналов ко входу блока 4 коцирования., 10 Время поаключения (опроса) зависит от частоты C генератора 1 и равно 1 Р, 3а время опроса блок 4 кодирования преобразует значение входной аналоговой величины в параллельный 0 — разрядный цвоичный коц, который поступает íà тп выключателей 5+9 устройства.

Далее работу регистратора рассмо трим в зависимости от количества регистрируемых аналоговых режимов и режима ре20 гистрации. Возьмем простейший сл чай регистрации двух входных сигналов, Для этого необходим оцноразряцный двоичный счетчик 2 и коммутатор 3 на ава канала с цвумя вхоцами.. Возможны цва режима регистрации: первый, при котором оба сигнала регистрируются на всей ширине носителя записи и совмещены друг с цругом, и второй, когда оба-сигнала регистрируются на цвух разных цорожках записи, т.е., разнесены друг относительно цруга, а размах записи кажцого из сигналов составляет 1/2 ширины носителя записи.

Для реализации этих режимов необходимы цва выключателя 5 и 6 с числом пар контактов каждый по числу разрядов двоичного коца блока 4 коцирования.

Предположим включен выключатель 5, все его пары контактов замкнуты и двоичный коа блока 4 копирования поступает на входы цешифратора 10 без изменения своей структуры, т.е. первый разряп блоKB копирования - на вхоц первого разряаа цешифратора, второй разряц блока копирования - на вхоа второго разряда аешифратора и т.ц. Каждому значению аналоговых сигналов в моменты их опроса коммутатором будут соответствовать опрецеленные значения двоичного кода на выхоце блока 4 коцирования, а-именно

50 сигналы записи появятся только на выходах аешифратора 10, однозначно связанных со значениями дешифрируемого двоичного коца. При 3 разряцйом авоичйом коце блока 4 копирования уровней кван55 тования аналогового сигнала, а соответственно и число выходов цешифратора 10, и число записывающих электроаов равно

2 . Поскольку коммутатор 3 осушест9111

5 вляет поочереаный опрос двух входных сигналов в циклическом режиме, также поочередно будет осуществляться их дискретная регистрация на носителе записи регистратора 11, зцесь моменты времени 1, t g, 4 g и т, а. соответствуют моментам дискретной регистрации первого параметра, моменты времени 1, 4.,, и т.а. - моментам дискретной регистрации вТорого параметра. В таком режиме 10 работы регистрация каждого входного сигнала производится в максимальном масштабе с использованием всей ширины носителя записи.

Предположим включен выключатель 6. >>

В этом случае выходы разрядов блока 4 . кодирования иным образом связаны со входами цешифратора 10. Первый разряд блока копирования вообще не поцается . на вхоц первого разряда цешифратора — 20 он отбрасывается, а на этот вход поступает второй разряц блока кодирования через контакты 1 и (1+1) выключателя 6.

Аналогично сдвигаются и остальные раз» ряцы кода блока коцирования по отноше-. 2$ нию ко входам аешифратора. Таким образом, в этом режиме регистрации цешифрируется не 3, в (3 -1)- разрядный код, что соответствует в два раза мень шему числу уровней квантования входных Зв аналоговых сигналов, а соответственно и в цва раза меньшему размаху записи

«вжатого вхоаного сигнала. Разнесение щвух регистрируемых сигналов на разные

@оракки записи осуществляется следуюЧ им образом. Регистрация аналогового с@гнала, поступающего на первый Esxoa у>ммутвтора, осуществляется при дешифрации (3 -1)-разряцного двоичного кода, при этом на старший разряд цешифзатора коц не поцается и он всегца на-. оцится в положении О, график в этом случае занимает нижнюю цорожку записи

ga носителе, ограниченную записывающими электродами с первого по 2 /2. При 4>

0 регистрации аналогового сигнала, поступающего нв второй вход коммутатора 3, в старший разряд аешифрвтора 10 в моменты кодирования цвнного сигнала блоком 4 ввоцится ециницв с выхода

/ первого разряда счетчика 2 через контакты 3 и 2 выключателя 6. График в этом случае занимает верхнюю дорожку записи, ограниченную запис ываюшими электродами с номерами от (2 /2+1) цо г .

При регистрации четырех входных аналоговых сигналов двоичный сч тчик 2 имеет двв разряда, ддвлоговнй кочмутв- .

59 6 тор 3 четыре канала и четыре входа соответственно. К выключателям 5 и 6 добавляется выключатель 7 и появляется .связь межцу вторым разряцом счетчика

2 и контактом 8 выключателя 7. Возможны также ава режима регистрации: совмещение графиков четырех регистрируемых сигналов с использованием всей ширины носителя цля записи кажаого входного сигнала при включении выключателя 5 и разнесение графиков на четыре дорожки" записи при включении выключателя 7. Отличие во втором случае состоит в том, что в коде, поступающем с блока кодирования на цешифратор отсутствуют цва млвцших разряца и в старшие ава разряаа цешифратора с выхоцов второго и третьего разряцов счетчика 2 через контакты И и (Р -1) выключателя 7 ввоцится опрецеленный цля каждого из четырех входных сигналов цополнительный коц, определяющий дорожку, иа которой квжаый из этих сигналов должен регистрироваться. Число уровней квантования сигналов в этом случае равно 2 /4, а ширина дорожки записи составляет 1/4 всей ширины носителя.

В общем случае чиспо каналов и коммутатора и число выключателей rn связаны как m = n — 1.

Число выключателей m и число разрядов коца блока коцирования 3 должны удовлетворять условию 11 «61 °

Использование новых блоков существенно расширяет функциональные возможности, устройства. При этом возможна многоканальная регистрация; процессы могут быть совмещены друг с другом, что существенно облегчает анализ их фазовых соотношений; масштаб записи аналоговых процессов может изменяться в любое, кратное двум, число раз путем простой коммутации электрических сигналов; процессы могут быть разнесены на разные дорожки записи, что часто используется в физиологии и медицине при многоканальной регистрации, когда произвоцится сравнительная оценка цинамики процессов на качественном уровне.

Научно-техническая эффективность при использовании прецложенногб устройства состоит в существенном повышении цен» ности получаемой при анализе графиков информации, облегчении расшифровки и сопоставления кривых, удобстве работы с одним многоканальным регистратором по сравнению с работой на нескольких одноканальных регистраторах одновременно.

911 159

Формупа изобретения

Устройство дискретной регистр рации аналоговых процессов, содержашее бпок кодирования, дешифратор, соединенный поспедоватеньно с блоком регистрации, о т и и ч а ю ш е е.с я тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей, оно содержит генератор тактовых импупьсов, двоичный счетчик, коммута- 10 тор, набор выключателей, причем выход генератора тактовых импульсов соединен параппепьно с управпяюшими входами двоичного счетчика, бпока кодирования и дешифратора, выход коммутатора соединен с сигнальным входом бпока кодирования, выход мпадшего разряда блока кодирования соединен с первым контактом первого выкнючатепя, а выходы второго и поспедуюших 3 разрядов бпока кодирования вппоть до последнего соединены параппепьно своими контактами с первыми контактами набора выкпючатепей, прн этом вторые контакты набора из уп вы кпючатепей соединены между собой параплепь но и подключены к соответствуюшнм входам дешифратора, выходы двоичного счетчика соединены параппепь но с соответствуюшими к управпяюшими входами коммутатора и с первыми контактами последнего разряде каждого, начиная с второго и по последнего, из уп выкпючатепей, комм утатор имеет и сигнальных входов.

Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. Патент Франции ¹ 226150.8, кп. G 01 D 9/38, 17.10.1975.

2. Патент США № 3815144, кп. 5 Ol D 5/12, 346-35, 04.06.1974.