Файл: Комаров А.И. Обработка графиков с помощью ЭЦВМ.pdf

ществляется при помощи трех ламп накаливания, поме­ щенных в кожухе 2 (рис. 23) с наружной стороны. В дан-

J

Рис. 23. Кинематическая схема приставки к машине «Урал-3».

ном случае смену кальки можно производить при враща­ ющихся фотодиодах. Фотодиоды помещаются на крон­ штейнах 13, прикрепленных к алюминиевому диску 19. Для того чтобы повысить быстродействие приставки без увеличения линейной скорости фотодиодов, последние помещаются на двух кронштейнах, расположенных диа­ метрально противоположно, и работают поочередно. При

55

56

сигнал, снимаемый с фотодиода в данном случае, имеет вид, представленный на рис. 24, а, пришлось изменить схему усилителей фотодиодов. Сигнал с фотодиода в первых каскадах усилителя У7 (рис. 25) дифференцируется, при­ чем постоянная времени дифференцирующей цепочки вы­ бирается так, чтобы производная, вызванная неравномер­ ностью освещения кальки, была близка к нулю, а диф­ ференцированный сигнал помехи был значительно мень­ ше дифференцируемого полезного сигнала (рис. 24, б). В последующих каскадах усилителя У7 (рис. 25) сигнал помехи срезается совсем и выделяется полезный сигнал, возникающий в момент отсчета ординаты и в момент про­ хождения отверстия фотодиода над концом щели, соот­ ветствующей концу кальки (рис. 24, в). Момент начала кальки (рис. 24, г) фиксируется при помощи магнитной головки / к и металлических флажков Фк (рис. 23). При снятии ординат кривой работают только два противопо­ ложно расположенных флажка Фк. Остальные два флаж­ ка используются при выводе кривой из машины, о чем будет сказано ниже. Сигнал с фотодиодов снимается кон­ тактными кольцами 11. Калька продвигается с помощью шагового двигателя конструкции, аналогичной рассмот­ ренной выше, и прижимных валиков 3 и 4. На рис. 23 по­ казано только храповое колесо 7 этого двигателя. Изме­ нение шага продвижения кальки осуществляется смен­ ными шестернями 5 я 6 .

Функциональная схема приставки дана на рис. 25. Возможны три режима работы приставки: снятие ординат кривой и ввод их в машину; вывод ординат из машины и фиксация их на бумажной ленте; автономная наладка.

Режим работы приставки можно изменять с помощью реле Р1 и Р2, включаемых с пульта управления. На ри­ сунке показано положение реле, соответствующее режи­ му ввода ординат в машину.

57

На и гл ы

На Входные устройства ЗЦВМ „ УРАЛ 3 ”

продвижения нальни

Рис. 25. Функциональная схема приставки к машине «Урал-3».

Рассмотрим работу приставки с машиной при вводе ординат. Синхронизирующая программа в данном слу­ чае имеет вид

К25

При необходимости ввода кривой указанная програм­ ма записывается в оперативной памяти, затем управление передается в /с-ю ячейку, и машина запускается со сво­ его пульта управления. Она останавливается по команде, записанной в к + 1 ячейке с выдачей признака обраще­ ния ко входным устройствам У23 и кода номера входно­ го устройства т. Если код числа, набранный на панели набора адреса приставки, совпадает с кодом числа т, то

.открывается 7СП230 и сигнал У23 через усилитель У3 1 поставит в единичное состояние триггер Тр32. Через от­ крытую СП226 первый же импульс начала такта работы приставки Я 4, снимаемый с головки ГФ1К при движении мимо нее флажка ФТ1 и проходящий через У2о и триггер Шмитда Тш,\2, поставит в единичное состояние Тр22. Одновременно импульс Я 4 по переднему фронту сбросит счетчик 8 . Следующий за импульсом Я4 импульс начала

с магнитной ленты с помощью головки Гл\2, проходя Уп, Тшю, СП2д, поступают на счетчик 8 . При прохождении

59

отверстия фотодиода над линией записи возникает им­ пульс отсчета ординаты, который усиливается и формиру­ ется с помощью У7 и Тше. Этот импульс сбрасывает в ну­ левое состояние Тр15, Тр22 и Тр32. При этом на счетчике фиксируется в двоичном коде текущая ордината графи­ ка, а по положительному перепаду напряжения с нулево­ го выхода Тр22 срабатывает одновибратор Од33 и через У24 запускает шаговый двигатель. Последний продвигает кальку на один шаг, одновременно по отрицательному перепаду с единичного выхода Тр32 срабатывает Од25 и через У2i выдает ответный сигнал в машину. Машина запускается и заканчивает выполнение операции 40 т, переписывая содержимое счетчика через выходные уси­ лители приставки и входные устройства машины на уча­ сток между 19-м и 10-м разрядами сумматора. В даль­ нейшем число сдвигается на участок между 9-м и 0-м

разрядами сумматора и записывается в ячейку В— —1)_

Машина останавливается по команде, записанной в к + 4 ячейке, и запускает приставку вновь. Считывается вторая ордината кривой и при помощи программы запи­

сывается в ячейку В— — lj на участке между 19.-м.

и 10-м разрядами. Таким образом, в одной неполной ячейке записываются две ординаты кривой. После запи­

си п ординат s-^-неполных ячеек машина при помощи

команды 23 0001 может быть остановлена или пущена для дальнейшего выполнения задачи. При вводе ординат выполнение машиной участков программы, заключенных между командами 40 т, должно происходить.за время, в

течение которого ни один диод не будет находиться под

калькой. Для рассматриваемого варианта приставки оно не должно быть меньше времени, соответствующего

60

У4 оборота алюминиевого диска, и при скорости враще­ ния фотодиодов, равной 600 об/мин., будет приблизитель­ но равно 0,025 сек. При работе с фиксированной запятой на выполнение 10 операций машине потребуется 0,001 сек., т. е. при синхронизации работы приставки с машиной по­ лучается приблизительно 25-кратный запас времени. Пос­ ле сигнала отсчета ординаты на фотодиодах возникает импульс, соответствующий концу кальки (рис. 24, в). Этот импульс подтверждает нулевое состояние триггеров Tpib, Тр22 и Тр32 и не влияет на работу приставки. Во из­ бежание сбоев работы приставки, вызванных появлением импульса Угз в промежутке между импульсами отсчета ординаты и конца кальки, длительность работы одновибратора Од25 должна составлять не менее 0,02 сек., т. е. должна быть равна времени, необходимому для прохож­ дения фотодиода под калькой.

§ 2. ВЫВОД ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Устройства ввода графической информации наиболее эффективно используются при анализе различного рода Случайных процессов. Последние характеризуются в ос­ новном корреляционной функцией и спектральной плотюностью. Если случайный процесс является стационарным и обладает свойством периодичности, корреляционная функция и спектральная плотность вычисляются один раз. Для нестационарных случайных процессов эти харак­ теристики являются функциями времени и должны вы­ числяться каждый раз на новом скользящем интервале интегрирования. В результате появляется семейство кри­ вых функций корреляции и спектральной плотности, ха­ рактеризующих случайный процесс в различные моменты времени.

Таким образом, исследование случайных процессов

61

с помощью ЭЦВМ обязательно связано как с вводом графиков таких процессов в машину, так и с выводом кривых, характеризующих их. У машин «Урал-1» и «Урал-2» устройств вывода графической информации нет. На машинах «Урал-3» и «Урал-4» вывод графика можно осуществить с помощью алфавитно-цифрового печатаю­ щего устройства. Однако такой вывод графической ин­ формации связан как с достаточно сложным программи­ рованием, так и с большим расходом бумаги. Представ­ ленное на рис. 23 и 25 электромеханическое устройство позволяет достаточно просто, без существенных измене­ ний электронной схемы и механической части осущест­ влять как ввод, так и вывод графической информации из машины.

Перевод приставки на режим записи ординат графика, выводимых из машины, осуществляется путем переклю­ чения реле Р\ специальным тумблером, находящимся на пульте управления приставки. При этом У2о переключа­ ется с головки Гф\ (рис. 23) на головку Гф2, работаю­ щую от флажков Фт2, расположенных со сдвигом на 90° относительно флажков Фгь Теперь импульс начала такта работы приставки пройдет в момент, когда к началу кальки или бумаги подойдет не фотодиод, а игла (де­ таль 14 на рис. 23, вторая игла скрыта калькой). Им­ пульсы начала кальки выдадут те флажки Фк, которые не работали при снятии ординат графика. Кроме того, снимается пластина со щелью и кладется над калькой сплошная металлическая пластина (рис. 26).

Фиксация ординаты на графике осуществляется элект­ роискровым способом по схеме, указанной на рис. 26. В момент записи вращающаяся игла находится под ме­ таллической пластиной, и при фиксации ординаты произ­ водится электрический пробой бумаги с помощью дуги, возникающей между иглой и пластиной. Расстояние ме­

62