Устройство для ввода информации
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ , содержащее последовательно соединенные группу первых коммутаторов , группу нормируюи1их .усилителей, второй коммутатор и аналого-цифровой преобразователь, а также блок оперативной памяти, причем информационные входы первых коммутаторов группы являются соответствующими информационными входами устройства, о тли мающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, в него введены Формирователь импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, -перпый и второй элементы задержки , с первого по третий элементы И и полусумматор, причем управляющие входы первых коммутаторов группы соединены с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым выходом формирователя импульсов , второй выход которого подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, со счетным входом второго счетчика и с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя , стартовый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки,вхол которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И выход которого подключен к входу управления записью блока оперативной памяти, информационный вход, которого соединен с первым входом полусумсл матора и информационным выходом анас лого-цифрового преобразователя, управляющий вход второго коммутатора соединен с адресным входом блока оперативной памяти и с вторым выходом второго счетчика, третий выход кото|0 рого подключен к второму входу второго элемента И, а четвертый выход - к второму входу третьего элемента И, выход блока оперативной памяти под4Ь . ключен к второму входу полусумматора, XI выход которого, выход первого счетjOO . чика, второй выход второго сметчика и выход второго элемента И являются соответствующими выходами устройства, .вход формирователя импульсов является сетевым входом устройства о
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ H А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,фФ jp ф) СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 3468303 (22) 04„06.82 (46) 23.02.93. Бюл. У 7 „ (72) Б„П.Максимов и IO,Н,Кочанов (56) Патент США tÐ 3696403, кл. H 03 К 13/00, опублик„ 1979„ Авторское свидетельство СССР И 638918, кл. С 06 1 3/04, 1976„ (54)(57) устройство лля вводА инфорМРЦИИ, содержащее последовательно соединенные группу первых коммутаторов, группу нормирующих усилителей, второй коммутатор и аналого-цифровой преобразователь, а также блок оперативной памяти, причем информационные входы первых коммутаторов группы являются соответствующими информационными входами устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, в него вверены формирователь импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы задержки, с первого по третий элементы И и полусумматор, причем управляющие входы первых коммутаторов группы соединены с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым выходом формирователя импульсов, второй выход которого подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход коИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть,,Я2» 1077478 А1 торого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, другой вход . которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, со счетным входом второго счетчика и с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, стартовый вход которого подключен к выхолу второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И, выхол которого подключен к входу управления записью блока оперативной памяти, информационный вход которого соединен с первым входом полусумматора и информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход второго коммутатора соединен с адресным входом блока оперативной памяти и с вторым выходом второго счетчика, третий выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а четвертый выход — к второму входу третьего элемента И, выход блока оперативной памяти под,<лючен к второму входу полусумматора, выход которого, выход первого счетчика, второй выход второго счетчика и выход второго элемента И являются соответствующими выходами устройства, вход формирователя импульсов является сетевым входом устройства. использовано при вводе информации о параметрах промышленных обьектов в ЦВМ, 1077478 Известно устройство для ввода информации, где подавление помех с частотой сетевого питающего напряжения достигается выбором фазы и такта работы импульсов управления АЦП„ Причем АЦП интегрирует входной сигнал в течение одного или нескольких периодов сети. Утаких устройств недостатком является большая сложность из-за большого времени интегрирования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ввода информации, содержащее коммутаторы сигналов и нормирующие преобразователи, коммутатор сигналов преобразователей, АЦП и специализированные узлы управления и обработки результатов преобразования„. Недостатком устройства является низкая помехозащищенность, Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства, Указанная цель достигается тем, 25 что в устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные группу первых коммутаторов, группу нормирующих усилителей, второй коммутатор, и аналого-цифровой 3О преобразователь, а также блок оперативной памяти, информационные входы первых коммутаторов группы являются соответствующими информационными входами устройства, введены формирователь импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы задержки, с первого по третий элементы И и полусумматор, причем управляющие входы первых коммутаторов группы соединены с выходом первого счетчика, счетный вход ксторого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым выходом Формирователя импульсов, второй выход которого подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход, которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, со счетным входом второго счетчика и с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, стартовый вход которого подключе.I -к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый выход второго счетчика соединен с вторым. входом первого элемента И, выход которого подключен к входу управления записью блока oneративной памяти, информационный вход которого соединен с первым входом полусумматора и информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход второго коммутатора соединен с адресным входом блока oneразливной памяти и с вторым выходом второго счетчика, третий выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а четвертый выход - к второму входу третьего элемента И, выход блока оперативной памяти подключен к второму входу полусумматора, выход которого, выход первого счетчика, второй выход второго счетчика и выход второго элемента И являются соответствующими выходами устройства, вход Формирователя импульсов является сетевым входом устройства. На Фиг.1 представлена функциональная схема устройства, Устройство содержит Формирователь импульсов 1, первый счетчик 2, групи первых коммутаторов (KCfl) 3, группу нормирующих усилителей 4, второй коммутатор (КСУ) 5, первый элемент ИЛИ 6, первый элемент 7 задержки, второй элемент ИЛИ 8, второй элемент 9 задержки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, второй счетчик 11, первый элемент И 12, блок 13 оперативной памяти (БОП), полусумматор 14, второй и третий элементы И 1, 16„ На Фиг.2 представлена временная диаграмма, поясняющая работу устройства, на которой показано изменение напряжения П „ входного сигнала датчика во времени из-за наводки сетевой помехи на линию датчика„ Иоменты времени на Фиг.2 обозначены точками t„-, время задержки Тз, время преобразования АЦП t p. Устройство работает следующим образом. Напряжение сетевой частоты подается на вход Формирователя 1, который на своем первом выходе формирует импульсы в моменты нулевой Фазы се-! тевого напряжения, а на втором выл ходе - в моменты Фазы 180 (на Фиг.2., точки t, и t< соответственно). Им77478 Начальное состояние второго счетцика 11 лержит открытым первый ключ КСУ 5, соединяющий выход первого нормирующего усилителя группы 4 с аналоговым входом АЦП 10„ Таким образом, при поступлении первого запускающего импульса (момент времени на Фиг.2) АЦП 10 преобразует в цифровой код сигнал от датчика, подключенного к первому нормирующему усилителю 4. Время t „> преобразования АЦП 10 должно быть значительно меньше периода сетевого напряжения (s устройстве применен АЦП поразрядного кодирования, имеющий время преобразования <-250 мкс). Результат преобразования с информационного выхода АЦП 10 поступает на информационный вход БОП 13, на адресный вход которого поступает код номера открытого ключа КСУ 5 с выхода второго счетчика 11. Сигнал конца преобразования с управляющего выхода АЦП 10 через схему И 12 поступает на вход записи БОП 13, при этом в соответствующую ячейку БОП записывается результат преобразования сигнала первого нормирующего усилителя 4. Кроме того, сигнал конца преТаким образом, за период времени 50 1 -t > (см, Фиг. 2) производится аналого-цифровое преобразование сигналов от N подключенных датчиков и запись результатов этих преобразований в соответствующие N ячеек БОП 13. 55 Далее, в момент времени (см. Фиг. 2) формирователь 1 на своем втором выходе формирует импульс, который поступает на вход первого элемента .задержки, 7. Через время Тз процесс 5 10 пульс с первого выхода Формирователя поступает на счетный вход, первого счетчика 2, состояние которого де.шифрируется в КСД 3, и к входам нормирующих усилителей 4 подключаются соответствующие датчики. На выходах нормирующих усилителей 4 формируются нормированные сигналы подключенных датчиков, которые выставляются на входах КСУ 5. Одновременно импульс с первого выхода Формирователя 1 поступает через элемент ИЛИ 6 на вход первого элемента задержки 7, где задерживается на время Тз и далее, через второй элемент ИЛИ 8 и второй элемент задержки 9 подается на стартовый вход АЦП 10. Время задержки Т следует выбирать из соотношения и. Т Ь „ + ь „, где ь„ — время, необхолимое для завершения переходных процессов в линиях датчиков, полключенных в MQMeHT нулевой Фазы сетевого напряжения (в информационно-измерительных системах эта величина обычно составляет 1-3 мс); „ч - время л установления выхолного сигнала нормирующего усилителя 4 (в устройстве применены нормирующие усилители, имеющие время установления < 1 мс).. 5 l0 45 образования поступает на счетный вход второго счетчика 11 и, через третий элемент И 1б и второй элемент ИЛИ 8 — на вход второго элемента задержки 9„ Второй счетчик 11 имеет коэффициент пересчета N x 2„ Причем прямой выход старшего разряда счетчика соединен с входом второго элемента И 15, а.инверсный — с входом первого элемента И 12. Таким образом, при первых N состояниях счетчика 11 разрешающий сигнал присутствует на первом элементе И 12, а при следующих N состояниях — на втором элементе И 15. По сигналу конца преобразования счетчик 11 переходит в следующее состояние, открывая тем самым следующий ключ КСУ 5 и устанавливая следующий адрес на адресном входе БОП 13. Кроме того, задержанный сигнал конца преобразования запускает АЦП 10, в котором производится аналого-цифровое преобразование сигнала от следующего нормирующего усилителя. Время задержки второго элемента задержки 9 зависит в основном от быстродействия КСУ 5 и БОП 13 и, при полупроводниковой элементной базе, составляет не более нескольких микросекунд. Результат следующего аналого-цифрового, пре-. образования записывается в соответствующую ячейку БОП 13, и далее аналогичным образом производится преобразование и запись в БОР 13 сигналов от остальных нормирующих усилителей 4. При установке N-го состояния счетчика 11 запирается третий элемент И 16 и очередной сигнал конца преобразования не пройдет на запускающий вход АЦП 10. При этом на выходах счетчика 11 установится исходный (начальный) адрес ключа КСУ 5, а старший его разряд поменяет свое состояние. Первый элемент И 12 закроется, второй элемент И 15 - откроется. При поступлении следующей "нулевой" фазы сетевого напряжения, по сигналу Формирователя 1 открываются следующие ключи в KCfl 3 и процесс аналого-цифрового преобразования сигналов от новых N датчиков повторяется. Таким образом, на выходе устройства за каждый период сетевого напряжения Формируются усредненные ре30 7 10774 преобразования сигналов тех же N датчиков t1oBTopNTcR с той лишь раз ницей, что результаты вторичных пре- . образований не записываются в БОП 13 (так как элемент И 12 заперт), а ус5 редняются в полусумматоре 14 с ре зультатами первичных преобразований, которые поступают с выхода БОП 13 на вход полусумматора 14, Таким образом, на выходе полусумматора 14 в течение времени е - (см. Фиг.2) формируются усредненные значения двух преобразований сигналов от каждого из N датчиков. Причем момент приема ин- 15 Формации потребителем определяется сигналом конца преобразования, который проходит через открытый элемент И 5. При этом адрес датчика характеризуется состояниями первого и вто- 2О рого счетчиков 2 и 11. 7Е 8 зультаты преобразований сигналов от N датчиков„. Причем первичное и вторичное преобразования сигнала от каждого датчика производятся в моменты, когда переменная составляющая сетевой помехи находится в противофазе, и, значит, в усредненном результате отсутствует. На Фиг.2 показан случай, когда наведенная на линии датчиков сетевая помеха и напряжение сети на входе Формирователя 1 совпадают по Фазе. Однако первичное и вторичное преобразования сигналов датчиков всегда производятся со сдвигом на 180 по Фазе сетевого напряжения, поэтому наличие сдвига фаз между наведенной помехой и напряжением на входе Формирователя 1 не приводит к искажению усредненного результата преобразования„ В зависимости от назначения устройства, типа датчиков выходной сигнал .усредненного результата преобразования может быть далее подвергнут линеаризации, масштабированию и т.п. Таким образом, в данном устройстве осуществляется защита результатов измерения сигналов датчиков ат наводимых сетевых помех на линии датчиков, что повышает точность устройства. 1077478 Составитель Редактор Л.Письман Texpep M.Moðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко Заказ 1098 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )!(-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
