Многоканальный аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналогового напряжения в цифровой код. Изобретение позволяет повысить надежность путем упрощения. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий блоки 1 сравнения, блок 18 приоритетного прерывания, преобразователь 11 единичного кода в двоичный, цифроаналоговый преобразователь 10, счетчик 9 импульсов, генератор 8 импульсов, блок 19 управления, введены элемент И 14, одновибратор 16. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) (sO 4 Н 03 М 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗ06РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4354402/24-24 (22) 04,01 .88 (46) 07.11.89. Бюл. М 41 (71) Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева (72) Н.Н.Хрисанов (53) 681.325 (088.8) (56) Каган Б.N. Система связи 3BN с объектами управления в АСУТИ.- M.:

Советское радио, 1978, с.166, рис.4-25.

Авторское свидетельство СССР

11 - 930656, кл. Н 03 М 1/38, 1980. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

2 (57) Изобретение относится к электроИзмерительной и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналогового напряжения в цифровой код. Изобретение позволяет повысить надежность путем упрощения. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий блоки 1 сравнения, блок 18 приоритетного прерывания, преобразователь

11 единичного кода в двоичный, цифроаналоговый преобразователь 10, счетчик 9 импульсов, генератор 8 импульсов, блок 19 управления, введены элемент И 14, одновибратор 16, 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1520656 4

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может. быть использовано для преобразования аналогового напряжения в цифровой код.

Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения преобразователя.

На фиг.l приведена функциональная fQ схема преобразователя; на фиг.2— временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит блоки

1 сравнения, триггеры 2 и 3, элемеи- !5 ты И 4 - 7, генератор 8 импульсов, счетчик 9 импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, преобразо1 ватель 11 единичного кода в двоичный ,элементы И 12 — 14, элемент НЕ 15, 20 одновибраторы 16 и 17, блоки 2 — 7 входят в состав блока 18 приоритетного прерьвания, блоки 12, 13> 15 и 17 - в состав блока 19 управления, Преобразователь работает следую- 25 щим образом.

В исходном состоянии триггеры 2 и 3 всех каналов находятся в нулевом состоянии, при этом на первом (пря" мом) выходе триггеров установлен 30 сигнал "0", а на втором (инверсном) выходе *- "1", счетчик 9 обнулен.

Так как на втором выходе триггеров 2 установлен сигнал "1", на выходе элементов И 7 всех каналов и на втором входе элемента И 12 уста35 навливается сигнал "1". С приходом запускающего импульса на второй уп-. равляющий вход генератора 8 последний запускается и импульсы с его пер- 40 вого выхода через элемент И 12 поступают на счетчный вход счетчика 9.

Импульсы с второго выхода (противофазного первому выходу) генератора

8 поступают на вторые входы (входы синхронизации) триггеров 2 всех каналов . На выходе ЦАП 1 0 формируется ступенчато-изменяющееся напряжение, которое поступает на первый вход блоков 1 всех каналов.

Пусть,в момент времени 1, наступило равейства напряжений на выходе

ЦАП 10 и на входе первого канала

АЦП. При этом срабатьвает блок, l перваго жнала, а также элемент И 4 этого же канала и на выходе последне".! го устанавливается сигнал "1". По переднему фронту импульса с второго выхода генератора 8 (момент времени t ) триггер первого канала переводится в единичное состояние, т.е. на его первом выходе устанавливается сигнал "1", а на втором — "0" ° .

Вследствие этого на выходе элементов

И 7 всех каналов устанавливается сиг-, нал "0".На втором входе элемента И 12 устанавливается сигнал "0", который запрещает прохождение импульсов с первого выхода генератор 8 через элемент И 12 на счетный вход счетчика 9.

В то же .время срабатывает элемент

НЕ 15 и на втором входе элемента

И 13 устанавливается сигнал 1". разрешающий прохождение импульса с первого выхода генератора 8 на вторые входы (синхровходы) триггеров 3. По переднему фронту этого импульса (момент времени ) триггер 3 первого канала переводится в единичное состояние. Так как триггер 2 первого канала установлен в единичное состояние, нулевым сигналом с его второго выхода закрыты также элементы И 6 всех каналов, то на входе преобразо.— вателя 11 устанавливается единичный позиционный код, соответствующий номеру первого канала, который преобразователем 11 преобразуется в двоичный код. По переднему фронту импульса на выходе элемента И 13 (момент времени t<), который поступает на третий выход АЦП, может быть произведена запись во внешнее запоминающее устройство кода с выхода счетчика 9, соответствующего значению преI образуемого аналогового напряжения, и двоичного кода с выхода преобразователя 11», соответствующего . номеру канала> преобразование в котором закончено, Нулевой сигнал с второго выхода триггера 3 первого канала запрещает прохождение сигнала с выхода блока 1 первого канала на выход элемента И 4 этого же канала, и на его выходе устанавливается сигнал

"0". По заднему фронту импульса на выходе элемента И 13.(момент времени й,!) одновибратор 17 формирует импульс, который через элемент И 5 первого канала устанавливает обратно в нулевое состояние триггер 2 первого канала, и на выходе элементов И 7 всех каналов устанавливается сигнал "1". Сигнал "1" на выходе элемента И 7 последнего канала разрешает дальнейшее прохождение. импуль сов с первого выхода генератора 8

5 15206 через элемент И 12 на счетный вход счетчика 9. Благодаря этому продолжается формирование ступенчатого нап— ряжения на выходе ЦАП 10.

Пусть теперь в момент времени t срабатывают блоки 1 в третьем и шестом каналах. При этом сигнал 1 устанавливается на выходе элементов

И 4 этих же каналов. По переднему фронту импульса с второго выхода генератора 8 (момент времени tc) триггеры 2 третьего и шестого каналов устанавливаются в единичное сос— точние. Вследствие этого на выходе элементов И 7, начиная с третьего канала до последнего, устанавливается сигнал 0 . Импульсы с первого выхода г нератора 8 начинают поступать на вторые входы триггеров 3. По перед-20 нему фронту первого импульса (момент времени t ) в единичное состояние переводится триггер 3 третьего канала. Триггер 3 шестого канала в единичное состояние не переводится, 25 так как на выходе соответствующего элемента И 6, подключенного к первому входу триггера .3, имеется сигнал "0". Сигнал "1" присутствует на выходе элемента И 6 только треть- 30

его канала, следовательно, на вход преобразователя 11 поступает единичный позиционный код, соответствующий номеру третьего канала. Сигнал "О" с второго выхода триггеРа 3 тРетьего 35 канала запрещает прохождение сигнала

"1" через элемент И 4 третьего канала, и на его выходе устанавливается сигнал "0". По заднему фронту импульса, поступающего с первого выхо- 4п да генератора 8 (момент времени t ), триггер 2 третьего канала устанавливается в нулевое состояние. Благодаря этому сигнал "0" остается только на выходе элементов И 7 каналов, 45 начиная с шестого до последнего.

Поскольку триггер 2 шестого канала находится в единичном состоянии, срабатывает элемент И 6 этого же канала, и, следовательно, на выходе преобразователя 1! устанавливается единичный позиционный код, соответствующий коду шестого канала. В момент времени t>, соответствующий переднему фронту очередного импульса с первого выхода генератора 8, триггер

3 шестого канала переводится в единичное состояние и производится. запись во внешнее запоминающее устройство

56 б кода с выхода счетчика 9 и кода с выхода преобразователя 11 . По заднему фронту этого импульса (момент времени t,o ) триггер 2 шестого канала устанавливается в нулевое состояние, и теперь сигнал "l устанавливается на выходе всех элементов И 7. Сигнал

"1" с выхода элемента И 7 последнего канала разрешает прохождение импуль-,.:. сов с первого выхода генератора 8 через элемент И 12 на счетчик 9, и в момент времени „ формируется очередная ступенька компенсирующего напряжения на выходе ЦАП 10.

Аналогично производится регистрация значений остальных параметров по мере срабатывания блоков 1 сравнения в остальных каналах.

Когда все. триггеры 3 установлены в единичное состояние, т.е. преобразование всех сигналов, поступающих на информационные входы АЦП, в двоичный код закончено, а также завершена их регистрация (на выходе элемента И 7 последнего канала устанавливается сигнал "1"), срабатывает элемент И 14, сигнал "1" с его выхода поступает на вход одновибратора 16, который по его переднему фронту формирует импульс. Этот импульс устанавливает в нулевое состояние триггеры 3 всех каналов, обнуляет счетчик 9, останавливает генератор 8. Этот импульс поступает также на второй вьг ход АЦП, сигнализируя об окончании очередного цикла преобразования аналоговых сигналов в цифровой код.

Формула изобретения

1 ° Многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий и-информационных каналов, каждый из которых содержит блок сравнения, первые вхог. ды блоков сравнения объединены и соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход каждого блока сравнения является соответствующей входной шиной, выходы бло" ков сравнения соединены с соответствующими первыми входами блока приоритетного прерывания, входы цифроаналогового преобразователя соединены с соответствующими выходами счет" чика импульсов, счетный вход которого соединен с первым выходом блока управления, генератор импульсов, первый выход которого соединен с первым

7 1520656 8 входом блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом блока приоритетного прерывания, вторые выходы которого соединены с со5 ответствующими входами преобразователя единичного кода в двоичный, выхо— ды которого являются первой выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения преобразователя, в него введены одновибратор и элемент

И, группа входов которого соединена с соответствующими третьими выходами блока приоритетного прерывания, вход соединен с первьи выходом блока приоритетного прерывания, а выход через одновибратор соединен с вторым входом блока приоритетнога прерывания ус тано в очным Входам сче гчих а первым управляющим входом генератора импульсов и является второй вьгходной шиной, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока 25 приоритетного прерывания, третий выход блока управления является третьей выходной шиной, второй выход генератора импульсов соединен с пятым входом блока приоритетного пре— рывания, второй управляю цпй вход ге— нератора импульсов является управляю- щей шиной, выходы счетчика импульсов являются четвертой выходной шиной, 2. Аналого-цифровой преобразователь по п„1, отличающийся тем, что блок приоритетного прерывания выполнен на и информационных каналах, первый информационный канал содержит последовательно соединенпые первый элемент И, первый триггер, второй триггер и второй элемент И, каждый из остальных информационных каналов содержит последовательно соединенные первый элемент И, первый

45 триггер, второй элемент И, второй триггер, третий элемент И, а также четвертый элемент И, в каждом i-м информационном канале, кроме первого, . первый вход четвертого элемента И соединен с. вторым выходом первого триггера, второй вход четвертого элемента И объединен с вторым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И второго информацион-55 ного канала соединен с вторым вьжодом . первого триггера первого информацианI ного канала, второй вход. второго элемента И (i+2)-го информационного канала соединен с выходом четвертого элемента И (i+1)-го информационного канала (i=1,2,...,п-2),вторые входы первых триггеров всех информационных каналов объединены и являются пятым входом блока, третий вход первого триггера первого информационного канала соединен с выходом второго элемента И того же канала в каждом из оставшихся информационных каналов, третий вход первого триггера соединен с выходом третьего элемента И соответствующего канала, первые входы первых элементов И информационных каналов являются первыми входами блока, в каждом информационном канале второй вход первого элемента И соединен с вторым выходом второго триггера, вторые и третьи входы вторых триггеров всех информационных каналов соответственно объединены и являются соответственно четвертым и вторым входами блока, первый выход первого триггера первого информационного канала и выход вторых элементов И остальных информационных каналов являются вторыми выходами блока, первые выходы вторых триггеров всех информационных каналов являются третьими выхо-. дами блока, второй вход второго элемента И первого информационного канала и вторые входы третьих элементов

И остальных информационных каналов объединены и являются третьим входом блока, выход четвертого элемента

И последнего информационного канала является первым выходам блока.

3. Аналого-цифровой преабразовательпоп.1, о тличающийс я тем, что блок управления выполнен надвух элементах И, элементе НЕ и одновибраторе, выход которого является вторым выходом блока, а вход соединен с выходом первого элемента

И, который является третьим выходом блока, первый вход первого элемента

И о 6ъед инеи с пе рв ым в ходом в та рого элемента И и является первым входом блока, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента

11Е, вход котсрого объединен с вторым входом второго элемента И и является вторым входом блока, выход . второго элемента И является первым выходом блока.

1520656

3 gsir. а, 5

Ф,Ф сь Я

Ъ

Ф АБАЕ

2р,У

t,I eel tgI tlat (gal 4! tp) !Ь у Иу I „

Фиг.2

Составитель A,Òèòîâ

Редактор И.Шмакова Техред Л.Сердюкова КорректорА.Обруцар

Заказ 6769/57

Тираж 884

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101