Когда человек начинает ощущать себя далеко не молодым, то его, обычно, тянет написать мемуары. Вот и мне захотелось попробовать описать свои разработки, пока память еще позволяет вспомнить сделанное. Видимо, сказывается приближение 50-летия.
    Я пришел в Институт Ядерной Физики в 1976 году. Большую часть времени я занимался разработками аппаратуры для автоматизации, преимущественно аналого-цифровой аппаратуры. Разработка без поддержки качественным тестовым программным обеспечением, по моему мнению, не может считаться завершенной. Поэтому существенное время тратилось на написание прикладного программного обеспечения (тестовые программы, пакеты подпрограмм). Жило наше программное обеспечение на семействе ЭВМ, которых почти нигде не было- ОДРА-1300 (аналог ICL-1900), а впоследствии на разработанной в нашем инстититуте микроЭВМ (Одренок). И было жить и творить на этих ЭВМ очень неуютно. Как следствие, я начал писать системные компоненты программного обеспечения, чтобы увеличить комфортность своей работы как разработчика аппаратуры. Мало-помалу эта составляющая моей деятельности приобрела заметную величину. Тем не менее, я был и остался разработчиком аппаратуры, чему и хочу посвятить эту страничку. 

АЦП конвейерного типа. Был сделан один опытный блок (несколько другой по виду) и два таких как на этой фотографии. Плата АЦП состояла из 4-х секций, каждая из которых определяла по 2 бита, а задержка аналогового сигнала между секциями осуществлялась с помощью коаксиального кабеля (три отрезка по 50 нсек), что и определило размеры устройства. В качестве компараторов использовались ЭСЛ дифференциальные приемники с линии типа 100ЛП16.     8 бит, 256 слов памяти, времена дискретизации 50 нс, 200 нс, 1 мкс и 4 мкс на отсчет, входные диапазоны 0.05, 0.25, 1 и 4 В, входное сопротивление 75 Ом.

АЦП 8100 - блок 4М, АЦП следящего типа, память на ТТЛ микросхемах 155РУ2.  Разрядность преобразователя - 8 бит.  Диапазоны входных сигналов - от 0,08 В до 10,24 В.  Входное сопротивление - 160 КОм.  Скорость записи в ОЗУ - от 125 нс/отсчет до 50 мс/отсчет.  Емкость памяти - 256 слов.  Максимальная частота обрабатываемого сигнала полной амплитуды- 70 КГц.      Этих блоков было произведено несколько экземпляров, затем мы получили ЭСЛ память емкостью 256 бит/корпус, что позволило заменить этот блок на АЦП8100М.     Плата АЦП базировалась на 8-разрядном ЦАПе, собранном на транзисторах КТ342В, диодных ключах и суммирующей сеткой R-2R, и параллельной компараторной секцией (15 компараторов) на 554СА1. Параллельная секция определяла разность между входным напряжением и выходным напряжением ЦАПа, и затем код ошибки суммировался с кодом ЦАПа микросхемами 155ИП3.

АЦП 8100М - блок 4М, АЦП следящего типа, память на ЭСЛ микросхемах.  Разрядность преобразователя - 8 бит.  Диапазоны входных сигналов - от 0,08 В до 10,24 В.  Входное сопротивление - 160 КОм.  Скорость записи в ОЗУ - от 125 нс/отсчет до 50 мс/отсчет.  Емкость памяти - 256 слов.  Максимальная частота обрабатываемого сигнала полной амплитуды- 70 КГц.      От предыдущего блока он отличается значительно меньшим энергопотреблением.

АЦП 8100.2 - блок 4М, АЦП следящего типа, память на  микросхемах 565РУ1. Эту плату памяти разработал Батраков А.М.  Разрядность преобразователя - 8 бит.  Диапазоны входных сигналов - от 0,08 В до 10,24 В.  Входное сопротивление - 160 КОм.  Скорость записи в ОЗУ - от 1.25 мкс/отсчет до 50 мс/отсчет.  Емкость памяти - 4096 слов.  Максимальная частота обрабатываемого сигнала полной амплитуды- 70 КГц.      Этих блоков было выпущено несколько штук. Причиной рождения такой модификации послужили трудности в производстве платы АЦП101. Поэтому мы собрали несколько таких гибридных блоков, чтобы удовлетворить потребности института. Этот цифровой осциллограф мог работать совместно с нашим коммутатором (КАС-4), правда при скорости переключения каналов на выше 5мкс/отсчет.

АЦП 101 - блок 4М, АЦП поразрядного уравновешивания, память на микросхемах 565РУ1.  Разрядность преобразователя - 10 бит.  Диапазоны входных сигналов - от 0,1 В до 8,192 В.  Входное сопротивление - 15 КОм.  Скорость записи в ОЗУ - от 1 мкс/отсчет до 2 мс/отсчет.  Емкость памяти - 4096 слов.  Максимальная частота обрабатываемого сигнала полной амплитуды- 200 КГц.      Этот блок имел сложную историю. Основные узлы платы АЦП придумывались и макетировались совместно с Батраковым А.М., схему, разводку и сборку первой платы делал я, а включить уже не хватало времени (погряз в остальном) и первое включение платы АЦП, а также последующую доводку делал уже полностью Батраков. Плата ОЗУ делалась Батраковым, а интерфейсная (и тесты)- мною. Вот такой вот совместный труд.

КАС-4 - блок 2М, коммутатор 4-канальный с программируемыми усилителями на входах, разработанный специально для использования с нашими цифровыми осциллографами типа АЦП-101 и АЦП8100.2

Ручной контроллер. В нашей лаборатории мы с Батраковым А.М. были первопроходцами стандарта КАМАК. Когда были сделаны первые блоки, обнаружилось что налаживать их нечем, во всем институте был один ручной контроллер, а машинного- вообще ни одного. Пришлось собрать на макетной плате два экземпляра ручных контроллеров. Всем стало завидно и студентам было поручено разработать "настоящий" ручной контроллер. Нам наш нравился больше.

Индикатор магистрали. Очень скоро нам стало не хватать индикатора магистрали. Пришлось разработать. Этот блок выпускался сотнями и использовался не только в нашем институте. На фотографии показана вторая версия (первая была собрана на двух платах).

Генератор. В работе не хватало самых разных приборов. Очень "доставало" отсутствие удобных генераторов запускающих импульсов. Самые хорошие умудрялись сгорать либо при закоротке выхода, либо при случайном включении без нагрузки. Уже традиционно я за выходные собрал на макетной плате, а позже лаборанты переразвели платы. Блок был сделан в КАМАКе по той простой причине, что крейт КАМАК у нас был на любом столе и для нас являлся удобным конструктивом. Управления от магистрали не было, из КАМАКа бралось только питания. Этот блок используется и сейчас.

АЦП 8500 (Ц0638)- блок 3М, АЦП следящего типа. Разрядность преобразователя - 8 бит.  Диапазоны входных сигналов - от 0,08 В до 10,24 В.  Входное сопротивление - 160 КОм.  Скорость записи в ОЗУ - от 500 нс/отсчет до 50 мс/отсчет.  Емкость памяти - 2048 слов.  Максимальная частота обрабатываемого сигнала полной амплитуды- 70 КГц.  Возможно использование с коммутатором КАС-8 (при временах дискретизации не менее 5 мкс).

АЦП 101М (Ц0615)- блок 3М, АЦП поразрядного уравновешивания. Разрядность преобразователя - 10 бит.  Диапазоны входных сигналов - от 0,1 В до 8,192 В.  Входное сопротивление - 15 КОм.  Скорость записи в ОЗУ - от 1 мкс/отсчет до 2 мс/отсчет.  Емкость памяти - 2048 слов.  Максимальная частота обрабатываемого сигнала полной амплитуды- 200 КГц.  Может использоваться совместно с коммутатором КАС-8.

КАС-8 (А0634)- блок 2М, коммутатор 8-канальный с программируемыми усилителями на входах, разработанный специально для использования с нашими цифровыми осциллографами типа АЦП-101М и АЦП8500 Количество каналов - 8. Время переключения (установления выходного напряжения) - 0,5 мкс. Коэффициент передачи включенного канала - 1.0 или 0.25. Диапазон входных сигналов - до 8 В. Диапазон выходного сигнала - до 2 В. Входное сопротивление - 40 КОм.

ЗИИС-4 (Ц0639)- запоминатель-измеритель импульсных сигналов (измеритель мгновенного значения). Разрядность преобразователя - 10 бит. Погрешность измерений - 0.1%. Диапазон входных сигналов - 2046 мВ. Входное сопротивление - 1 КОм. Время установления аналогового тракта - 2 мксек. Предельная частота при сохранении полной точности - 20 КГц.

В этом году была разработана очередная версия индикатора магистрали, на этот раз шириной 1М (как во всем мире). Правда, большинство пользователей по-прежнему предпочитали старый, шириной 2М. 
    Кроме этого, я участвовал в разработке цифрового осциллографа на основе запоминающей трубки "Магнолия". Разработка велась всеми наличными силами нашей небольшой компании (Батраков, Чуканов). Я занимался  цифровыми вещами. Считывание сигнала, цифровая обработка (выделение и маскирование дефектов экрана, выделение двух огибающих, передача осциллограмм в КАМАК). В этой разработке использовалось два микропрограммных автомата, обменивающихся информацией друг с другом. Этот опыт позволил мне впредь использовать столько автоматов/микропроцессоров сколько нужно, не опасаясь проблем межпроцессорного обмена. К сожалению, фотографии этой разработки у меня нет.
    Основные параметры цифрового осциллографа "Магнолия"
Разрядность преобразователя                  - 7 бит.
Диапазоны входных сигналов                   - от  0.128 В до 16.384 В.
 (возможна несимметричная шкала)
Входное сопротивление сигнального тракта     - 50 ом, 0.5 %.
Предельная частота усилительного тракта по уровню 0.7  (не менее)  - 130 мгц.
 (Фронт нарастания тракта, не более)          - 2.7 нс.
 Предельная частота обрабатываемого синусоидального сигнала 1/2 шкалы, при котором обеспечивается "прописывание" на трубке - 50 мгц.
Количество отсчетов по времени(две огибающие)- 2*128.
Развертка   - от 64 нс до 8.192 мкс. 
Нелинейность развертки  - 2 %.

В этот период автор созрел до разработки собственного крейт-контроллера. Старый крейт- контроллер (К0601) в общем-то устраивал потребителей на установках. Однако, он совершенно не устраивал меня как разработчика КАМАК аппаратуры. Чтобы узнать наличие или отсутствие сигналов X или L, в тесте приходилось прилагать неоправданно большие усилия, а проверка отсутствия Q приводила к потере 1 (целой) секунды. Проверить функционирование команды F8 вручную (с ручным контроллером) было, пожалуй, проще чем с ЭВМ. В то же время ЭВМ стали гораздо доступнее и, как следствие, тесты аппаратуры стремились усложниться, облегчая наладку и ремонт устройств. Разработанный блок сохранил совместимость с К0601 (старые программы могли работать с новым контроллером) и в то же время предоставлял массу новых возможностей. Можно было одним чтением узнать наличие/отсутствие X и Q, одной командой чтения можно было считать все запросы крейта. Здесь тоже были использованы два микропрограммных автомата.   Этих блоков было произведено немного, около пятидесяти.

Отечественная промышленность продолжала развиваться и радовать разработчиков. Мы получили первую микросхему АЦП 10бит и 1 мкс. Учитывая что и остальные типы микросхем значительно эволюционировали, очень захотелось обновить номенклатуру цифровых осциллографов. Предвидя изобилие разработок, захотелось сэкономить на программных затратах. Для этого я и  придумал стандарт построения осциллографов "S", что означало стандартизованный. Я принимал участие в разработке двух первых моделей АЦП101S и АЦП850S. После этого молодежь под руководством Батракова разработала еще штук пять моделей и все они тестировались единым набором тестов. После очередной разработки я только добавлял несколько констант в тесты (фактическая разрядность, длина памяти, используемые диапазоны по амплитуде и времени из стандартной сетки, наличие коммутатора и т.п.). Пользовательской программе было еще проще, она получала подтверждение правильности засланного диапазона.         АЦП-101S     Эта разработка была проведена совместно с Батраковым (он делал УВХ для этого прибора).         Основные параметры цифрового осциллографа Ц0616 (АЦП-101S) Разрядность преобразователя                 - 10 бит. Диапазоны входных сигналов                  - от  0.08 В до 10.24 В. Входное сопротивление:        для диапазонов 1.28-10.24 В                 - 100 ком, 5%       для диапазонов 0.08-0.64 В                  - 425 ком, 1%         в дифференциальном включении (0.08-0.64 В)           для синфазного сигнала                  - 212 ком, 1%           для дифференциального сигнала           -  50 ком, 1% Предельная частота обрабатываемого синусоидального сигнала полной амплитуды при однопроводном включении источника сигнала:     на диапазонах 0.08-0.64 В                 - 100 кгц     на диапазонах 1.28-10.64 В                - 400 кгц Подавление синфазного сигнала при дифференциальном включении, не менее: на частоте  20 кгц    - (50 раз) Емкость памяти                              - 4096 слов. Скорость записи в ОЗУ от АЦП                - от 1 отсчет/1 мкс до 1 отсчет/2 мс.        предусмотрена возможность задавать скорость записи в ОЗУ с помощью внешнего генератора ( вход "ТАЙМЕР" ) и от ЭВМ.

АЦП-850S     Основные параметры цифрового осциллографа Ц0621 (АЦП-850S) Разрядность преобразователя                 - 8 бит. Диапазоны входных сигналов                  - от  0.08 в до 10.24 в.  Входное сопротивление                       - 50 ом, 0.5%. Предельная частота обрабатываемого синусоидального сигнала полной амплитуды         на диапазонах 0.08-0.64 в                 - 400 кгц         на диапазонах 1.28-10.64 в                - 4.0 мгц Емкость памяти (двенадцатиразрядных слов)   - 1024. Скорость записи в ОЗУ от АЦП                - от 1 отсчет/50 нс до 1 отсчет/2 мс.

В этом году была разработана версия блока ЗИИС на современной элементной базе. Он был программно совместим с предыдущей разработкой, но более технологичен.     Основные параметры измерителя Ц0643  Разрядность преобразователя (разрешающая способность) - 10 бит Точность преобразователя (погрешность измерений) - +/-0.5% Диапазон входных сигналов                   - +/-2046 мВ Входное сопротивление                       - 1 ком, 0.5 % Время установления УВХ на полную точность при изменении входного сигнала от -Umax до +Umax или от +Umax до -Umax - <2 мкс  Предельная частота обрабатываемого синусоидального сигнала полной амплитуды при сохранении полной точности   - 20 КГц Амплитуда импульса, подаваемого на вход  СТАРТ - 4-40 В Длительность импульса, подаваемого на вход СТАРТ - >200 нс Входное сопротивление по входу СТАРТ        - 1 КОм Время преобразования (задержка от импульса запуска до выставления прибором "L") - 20-50 мкс

К этому времени рабочие места разработчиков стали переходить на использование микроЭВМ Одренок. Эта микроЭВМ предоставляла очень удобный доступ к КАМАК магистрали, реализованный на уровне системы команд. Теперь доступ к магистрали из пользовательской программы составлял 25 мкс. Доступ к удаленному крейту по старой системе связи составлял миллисекунды, да к тому же очень трудно было реализовать единый пакет подпрограмм. Чтобы преодолеть такой контраст, был разработан набор из двух блоков (DS-24S и CC-24S), позволяющий работать единообразно в центральном и удаленном крейтах с сопоставимыми временами. К ним было написано два пакета подпрограмм. Один из блоков ставился в крейте с микроЭВМ, к нему коаксиальными кабелями могло подключаться до 4-х крейт- контроллеров на расстояние до 200 м. Эти блоки выпускались сотнями. Ниже приводятся их фотографии.

Кроме этого, я был соавтором программатора 556РТ1,2. Формально им занимался Коля Уваров. У него получалось ровно две платы. Он попросил помощи. Я минимизировал несколько узлов, так что устройство уверенно поместилось на одной плате и на этом мое участие закончилось.

Где-то к концу этого срока мой стажер Андрей Акулов сделал аналог моего диспетчера DS-24S для IBM PC. Как автор прообраза и руководитель стажера, я являлся соавтором. Этих плат было выпущено ограниченное количество, однако, пользователи попробовавшие этот интерфейс, категорически отказывались впоследствии переходить на стандартный. Это объясняется тем, что в комплекте с платой пользователь получал набор софта (библиотеку, эмулятор ручного контроллера, тест системы драйвер-контроллер, тест КАМАК магистрали, а заодно программы для программаторов). Этого сервиса на стандартном интерфейсе РС- КАМАК нет до сих пор.

МилиХром А-02

Предназначен для работы в стационарных, мобильных или полевых лабораториях, выполняющих анализы для различных отраслей промышленности и науки.

• Типичная чувствительность анализа:

• Количество веществ, определяемых в одном образце, может доходить до 25-30.
• Время анализа составляет 3 - 30 мин в зависимости от образца.

    В это время я вернулся к разработке hardware. Был разработан VME интерфейс к контроллерам CC-24S совместно с Владиком Шило. Два устройства были разработаны совместно с Репковым Владимиром Валерьевичем- VME интерфейс к измерителям положения пучка и VME модуль для автоматизации вигглеров. Ниже приводятся их фотографии. Устройства являются довольно специализированными, поэтому я не буду их описывать подробнее.

С 2000 года начинается новейшая история. Новые разработки имеют персональную страничку, там о них и можно почитать.