Устройство для ввода аналоговых сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических.

Республик (nyl005022 (61) Дополнительное к авт. саид-ву—

И11М. Кл.

С 06 Р 3/04 (22) Заявлено 211281 (21) 3367979/18 24 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по,делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15ЯЗЯЗ,Бюллетень ¹ 1 (53) УДК 681.327 (088.8) Дата опубликования описания 15Р383

В.м. ГеРман, Ф.л. Германович, дс. Мархааин, В.П. Полосенко и Ф.Л. Стачек 1:

1 с " ° г, "::: -:.") (72) Авторы изобретения (71} Заявитель

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА, АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам сопряжения датчиков с ЦВМ, и может быть использовано в системах обработки данных.

Известно устройство для ввода информации, содержащее формирователи, регистр фиксации единичных приращений, буферный регистр, элемент И (13.

Недостатком устройства является низкая надежность,.обусловленная отсутствием схем контроля и обнаружения неисправностей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее генератор эталонного напряжения, генератор эталонной частоты, блок сравнения, пороговый блок, три переключательных элемента и два аналоговых ключа,. причем первый вход устройства и выход преобразователя . кода в напряжение через первый переключательный элемент соединены с входом преобразователя напряжения в частоту, второй вход .устройства и выход генератора эталонного напряжения через второй переключательный элемент соединены с входом преобразователя напряжения в код, третий вход устройства и выход преобразователя параллельного кода в последовательный через третий переключательный элемент соединены с входом преобразователя последовательного кода в параллельный, первый и второй входы . блока сравнения через первый и вто10 рой аналоговые ключи соответственно соединены с выходами генератора эталонной частоты и преобразователя кода в частоту соответственно, а выход блока сравнения через пороговый блок соединен с четвертым выходом устройства 2 3.

Недостатком устройства является ограниченная надежность.

Цель изобретения — повьпаение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее первый блок сравнения, выход которого является первым выходом устройства, генератор частоты, ключ, первый и второй переключатели, первые выводы которых являются первым и вторым входами устройства соответственно, .а вторые выводы подключены к входам преобразователя напряжение — код и

1005022 первого счетчика соответственно, третьи выводы первого и второго переключателей соответственно соединены с выходами преобразователей код — напряжение и код — частота и являются вторым и третьим выходами устройст- 5 ва соответственно, введены первый и второй мультиплексоры, второй и третий счетчики, умножитель, дешифратор, первый, второй и третий регистры и второй блок сравнения, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с установбчным входом первого и с входом второго счетчиков, с первым выходом дешифратора, выход генератора импульсов через ключ соединен с входом третьего счетчика и с синхровходом дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к входам записи первого, второго и третьего регистров соответственно, первый вход первого мультиплексора является третьим входом устройства, второй вход соединен с выходом третьего счетчика, а выход подключен к входу дешифратора и к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого является четвертым входом устройстйа, третий, четвертый и пятый входы второго мультиплексора подключены к выходам преобразователя напряжение — код, первого и второго счетчиков соответственно, вход умножителя соединен с выходом второго счетика, выход -, с 35 первым входом второго блока сравнения, пятый . вход устройства соединен с управляющими входами ключа, пер.вого, второго переключателей и с третьим входом первого мультиплексора, выход второго мультиплексора подключен к информационным входам перaoro второго и третьего регистров, выходы которых соединены с входами преобразователей код - напряжение, код-частота и с вторым входом второго блока сравнения соответственно.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 — временная диаграмма его работы. 50

Устройство содержит третий счетчик 1, первый мультиплексор 2, .генератор 3 частоты, дешифратор 4, преобразователь 5 напряжение-код, первый и второй снетчики б и 7 кода,,второй мультиплексор 8, регистры

9, 10 и 11, преобразователь 12 коднапряжение, преобразователь 13 кодчастота, второй блок 14 сравнения, умножитель 15, первый блок 16 сравнения, ключ 17, переключатели 18 и 60

19, входы Вх1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5 и выходы Вых. 1, Вых.2, Вых.3, Вых.4 устройства.

Частота генератора обозначена

3 Fo„, сигналы на выходах дешифрато- 65 ра 4 — У1, У2, УЗ и У4, сигнал на выходе блока 14 — F период частоFprl t1 °

Работа устройства возможна в двух режимах.

В первом режиме преобразования команда от ЦВМ поступает на вход устройства и через мультиплексор 2 поступает на управляющие входы мультиплексора 8, который в соответствии с командой коммутирует входы Вх.1, Вх,2, Вх.4 с выходом, и на входы дешифратора 4, управляющего записью кода в регистры 9 и 10. Таким образом, код числа от ЦВМ, поступающий на Вх. 4 устройства через мультиплексор 8.переписывается в регистры

9 или 10 в соответствии с командой от ЦВМ и затем преобразуется преобразователем 12 в пропорциональное напряжение, поступающее на Вых. 2, или преобразуется преобразователем

13. в частоту, поступающую на Вых. 3.

Напряжение, поступающее на; Вх.1, преобразуется преобразователем 5 в код, который в соответствии с командой ЦВМ поступает через мультиплексор 8 на Вых.1 устройства. Частота, поступающая íà Вх.2 устройства, интегрируется счетчиком 6, код которого через мультиплексор 8 в соответствии с командами от ЦВМ поступает на Вых.4.

Работу устройства во втором режиме контроля и выработки сигнала

"Исправность" поясняет временная диаграмма (фиг. 2).

На Вх.5 поступает постоянный сигнал "Контроль", по которому мультиплексор 2 коммутирует выход счетчика 1 с управляющим входом мультиплексора 8 и с входом дешифратора

4, переключатель 18 соединяет выход преобразователя 12 с входом преобразователя 5, переключатель 19 соединяет выход преобразователя 13 с входом счетчика 6,. ключ 17 соединяет выход генератора 3 с входом счет-, чика 1 и с входом синхронизации дешифратора 4 .

Таким образом работу дешифратора

4 в этом режиме синхронизирует генератор 3 °

Первый импульс генератора 3 изменяет на единицу исходное состояние счетчика 1. В соответствии с кодом счетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход счетчика 7 с входом регистра 9 и код N7 счетчика 7 по сигналу VI от дешифратора 4 записывается в регистр 9, поступает на вход преобразователя 12, где преобразуется в напряжение U = > (К<2коэффициент передачи преобразователя 12), которое поступает на вход преобразователя 5.

Преобразователь 5 преобразует напряжение Б 2в код Ng = U

1005022

К5К12N, где K6 — коэффициент пе редачй преобразователя 5.

Второй импульс генератора 3 через время 1. (Гon = 1/й ) изменяет состояние счетчика 1 на единицу. В соответствии с этим состоянием 5 ачетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход преобразователя 5 с входом регистра 10, и код Иб по сигналу

У2 дешифратора 4 записывается в регистр 10, поступает на вход преобра- 10 зователя 13, где преобразуется в частоту 1Ъ К 115 К. 13 К5 К 2 N1 где К - коэффициент передачи преобразователя 13, 15

Частота Г„з поступает на вход счетчика б и интегрируется им в течение времени

Третий импульс генератора 3 через время t изменяет состояние счетчика 1 на единицу. В соответствии с этим состоянием счетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход счетчика 6 с входом регистра 11 и код N 6 по сигналу УЗ дешифратора 4 записывается в регистр 11 и поступает на первый вход блока 14. На вход блока 14 поступает код И 5 = К N7, где К 5 — козффициент передачи умножителя 15. Если выбрать К =

30.

= К5 К 2 К у С, то при испРавной работе всех блоков устройства обеспечивается равенство кодов N gs Хб. на входах блока 14. На выходе блока 14 формируется высокий уровень напряжения. 35

Четвертый импульс генератора через время t изменяет состояние счет1 чика 1 на единицу.. В соответствии с этим состоянием счетчика 1 дешифратор 4 формирует импульс У4, кото- 40 рый обнуляет счетчик б и изменяет на единицу содержимое счетчика 7, подготавливая их к следующему циклу контроля. Так как на входах блока 14 теперь различные коды, он формирует низкий уровень напряжения. далее устройство осуществляет цикл контроля со значением кода N> + 1 в счетчике. 7 °

Таким образом, на входе блока 14 при исправной работе всех блоков устройства во всем диапазоне проверяемых величин формируется частота

F = Fðn /4, которая поступает на пеРвый вход блока 16.

Формула и з обре те ни я

Устройство для ввода аналоговых игналов, содержащее первый блок сравнения, выход которого является пер-" вым выходом устройства, генератор частоты, ключ, первый и второй переключатели, первые. выводы которых являются первым и вторым входами устройства соответственно, а вторые выводы подключены к входам преобра- зователя напряжение-код и первого счетчика соответственно, третьи выводы первого и второго переключателей соответственно соединены с выходами преобразователей код-напряжение и код-частота и являются вторым и третьим выходами устройства соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены первый и второй мультиплексоры, второй и третий счетчики, умножитель, дешифратор, первый, второй и третий регистры и второй блок сравнения, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с установочным входом первого и с входом второго счетчиков, с первым выходом дешифратора, выход генератора час.тоты через ключ соединен с входом третьего счетчика и с синхровходом дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к входам записи первого, второго и третьего регистров соответственно, первый вход первого мультиплексора является третьим входом устройства, второй вход соединен с выходом третьего счетчика, а выход .подключен к входу дешифратора и к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого является четвертым входом устройства, третий, четвертый и пятый входы второго мультиплексора подключены к выходам преобразователя напряжение-код, первого и второго счетчиков соответственно, вход умножителя соединен с выходом второго счетчика, выход — с первым входом второго блока сравнения, пятый вход устройства соединен с управляющими входами ключа, первого, второго переключателей и с третьим входом первого мультиплексора, выход второго мультиплексора подключен к информационным входам первого, второго и третьего регистров, выходы которых соединены с входами преобразователей код-напряжение, код-частота и с

На второй вход блока 16 поступает сигнал У4, частота следования:. которого ранна также Роп/4. Равенство этих частот контролирует ключ 17 и выдает, сигнал "исправность" на 60 вход дешифратора 4.

Применение изобретения позволит путем незначительных аппаратурных затрат производить одновременно и автономно во всем диапазоне измере- 65 а ния проверяемых Величин тестовый контроль всех входящих в устройство блоков, что повышает надежность устройства.

1005022

У2

Составитель И. Алексеев

Техред С.Мигунова Корректор A. Ференц

Редактор Л. Алексеенко

ЮМ

Заказ 1899/63 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вторым входом второго блока сравнения соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 378834, кл. G 06 F 3/04, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

9 708341, кл. G 06 F 3/04, 1979 (прототип).