Многоканальное устройство для ввода информации

 

Изобретение относится к измерительно-информационной и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области применения за счет повышения помехоустойчивости устройства. Устройство содержит комму38 татор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, первый 4, второй 5 и третий 6 аналоговые ключи, буферный повторитель 3, ограничительный элемент 7. При опросе каналов коммутатора 1 точка соединения аналогового ключа 6 и ограничительного элемента 7 привязывается с помощью замкнутого аналогового ключа 5 к текущему потенциалу синфазной помехи, выделяемой на выходе буферного повторителя 3. В результате разомкнутый ключ 6 оказывается под практически нулевой разностью потенциалов, что сводит к минимуму вызванный синфазной помехой его ток утечки и, следовательно , дифференциальную помеху на выходе коммутатора 1. 3 ил. Ы Ъ W,tS / s (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) С 06 F 3/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4707178/24 . (22) 19.06.89 (46) 07.05.91, Ьнл. Р 17 (72) А.В.Липень .и В.Ф .Прокофьев (53) 681 . 327. 11 (088. 8) (56) Авторское свидетельство, СССР

Р 1003059, кл. Г 06 F 3/00, 1983.

Авторское свидетепьс гво СССР

it> 1413618, кл. С 06 F 3/05, 1987. (54) ИНОГОКАИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к измерительно-информационной и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области применения за счет повышения помехоустойчивости устройства. Устройство содержит комму2 татор 1, аналого †цифров преобразователь 2, первый 4, второй 5 и третий 6 аналоговые ключи, буферный повторитель

3, ограничительный элемент 7. При опросе каналов коммутатора 1 точка соединения аналогового ключа 6 и ограничительного элемента 7, привязывается с помощью замкнутого аналогового ключа 5 к текущему потенциалу синфазной помехи, выделяемой на выходе буферного повторителя 3. В результате разомкнутый ключ 6 оказывается под практически .нулевой разностью потенциалов, что сводит к минимуму вызванный синфазной помехой его ток утечки и, следовательно, дифференциальную помеху на выходе коммутатора 1. 3 ил .

164 7552

Изобретение относитоя к автоматике, измерительно †информационн и вычислительной технике и предназначено для коммутации и преобразования янялого5 вых сигналов низкого уровня с датчиков при проведении экспериментальных научных исследований.и нри управлении техническими процессами.

Целью изобретения является расшире-!О ние области применения за счет повышения помехоустойчивости устройства.

Ня фиг. 1 изображена функциональная схема многоканального устройства для вводя информации; на фиг. 2 функциональная схема коммутатора; на фиг. 3 — функциональная схема аналогоцифрового преобразователя.

Устройство содержит коммутатор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, буферный повторитель 3, первый 4, второй 5 и третий 6 аналоговые ключи, ограничительный элемент 7.

Коммутатор 1 содержит (фиг . 2) ключи 8, разделительные элементы 9, 25 распределитель 10 импульсов, первый

11 и второй l2 аналоговые ключи, пер" вый 13 и второй 14 ограничительные элементы, первый 15 и второй 16 элементы гальванической Развязки.

Аналого-цифровой преобразователь 2 содержит источник 17 стабилизированных токов, первый 18 и второй 19 аналоговые ключи, первый ограничительный элемент 20, усилители 21 группы, аналоговые ключи 22 группы, преобразователь 23, блок 24 выбора диапазона, генератор 25 тактовых импульсов, эле-. мент 26 задержки, н 27 и второй

28 инверторы, первую 29 и вторую 30 40 группы элементов гальванической развязки, первый 31, второй 32, третий

ЗЗ и четвертый 34 элементы гальванической развязки. Цепь, объединяющую первый вход коммутатора 1, выход бу- 45 ферного повторителя 3, вход анялогового ключа 5, третий вход аналого-цифрового преобразователя 8 назовем общей шиной устройства.

КоммутатоР 1 содержит дифференци- 5< альные входы 35„ первый 36 и второй

37 управляющие входы, первый 38 и второй 39 выходы, управляющие входы

40 группы.

Аналого-цифровой преобразователь 2 содержит первый 41 второй 42 и третий 43 информационные входы, первую 44 и вторую 45 группы управляющих входов, первый 46, второй 47, третий 48, четвертый 49, пятый 50 и шестой 51 выходы.

Блок 24 выбора диапазона содержит группу 52 выходов, выход 53.

Устройство работает следующим об- разом.

В исходном состоянии аналоговые ключи 6, 11, 12, 18, 19 замкнуты, аналоговые ключи 4 и 5, аналоговые ключи 22 группы и ключи 8 коммутатора 1 разомкнуты, на дифференциальные входы 35 коммутатора 1 поступают сигналы с датчиков, на управляющие входы 40 группы коммутатора 1 и на управляющие входы первой 44 и второй 45 групп блока 2 подаются сигналы начальной установки. Запуск устройства осуществляется сигналямн, поступающими на управляющие входы первой 44 группы блока 2 и группы 40 .коммутатора !. При этом на выходе 53 блока 24 выбора диапазона вырабатывается импульс, по которому запускается генератор 25 тактовых импульсов. Выходной сигнал генератора 25 тактовых импульсов поступает на вход распределителя 10 импульсов, на одном из выходов которого вырабатывается сигнал, открывающий через соответствующий разделительный элемент 9 ключи 8 опрашиваемого канала коммутатора 1. Одновременно этот тактовый импульс через элементы 34, .15 и 16 гальванической развязки за крывает соответственно аналоговые ключи 6, 11 и 12 и через инвертор 27 и элемент 33 гальванической развязки открывает аналоговый ключ 4. При этом выходной сигнал выбранного атчикя поступает через открытые ключи 8 опрашиваемого канала коммутатора 1 на выходы 38 и 39 последнего, а соответствующая синфазная составляющая коммутируемого сигнала через аналоговый ключ 4 передается на вход буферного повторителя 3. По окончании интервала времени, определяемого длительностью переходных процессов на выходе коммутатора 1 при включении выбранного канала и задаваемого элементом 26 задержки, выходной сигнал генератора 25 тактовых импульсов через элемент 31 гальванической развязки закрывает аналоговые ключи

18 и 19. Одновременно этот тактовый импульс через инвертор 28 и элемент

32 гальванической развязки открывает аналоговый ключ 5. При этом на выходе буферного повторителя 3 устанав5 16 - 75 ливается потенциал, равный сннфазной помехе подключенного датчика, усилители 22 группы, преобразователь ? 3 и истОчник 1 7 стибилиэированных Гоков плавают на потенциале синфазной по5 мехи, емкости выходов 38 и 39 коммутатора 1 относительно общей .шины Остаются разряженными, входные токи усилителей 22 группы и компенсирующие их токи источника 17 стабилизированных токов замыкаются через дат-. чик, заземленный корпус иэделия, на котором установлены датчики, шину нулевого потенциала и выход буферного повторителя 3, точка соединения аналогового ключа 6 и ограничительного элемента 7 привязывается с помощью замкнутого аналогового ключа 5 к этому потенциалу. В результате разомкну- 20 тый аналоговый ключ 6 оказывается под практически нулевой разностью потенциала, что сводит к минимуму его ток утечки и, следовательно, дифференциальную помеху на выходе коммутатора 1. 25

По сигналу с одного из выходов 52 группы блока 24 выбора диапазона через соответствующий элемент гальванической развязки группы 30 открывается один и аналоговых ключей 22 группы и выходной сигнал выбранного усилителя

21 группы подается на вход преобразователя 23.

Через время, определяемое временем установления напряжения на выходе усилителя 21, подается сигнал запуска

35 блока 23 на один из управляющих вхо. дов второй 45 группы блока 2. . Цифровой код преобразователя 23 через группу 29 элементов гальвани- 40 ческой развязки поступает на выход 46 устройства. По окончании тактового импульса устройство возвращается в исходное состояние.

Из рассмотрения работы предлагае- 45 мого устройства следует, что в нем повышена помехоустойчивость за счет снижения дифференциальной помехи на выходе коммутатора при работе с датчиками с повышенным сопротивлением и дифференциальной схемой включения (тензометрические посты, термопары).

Например, при работе многоканального устройства для ввода информации с теняометрическими датчиками давле 55 иия типа ЛХ-412, имеющими сопротивление R =700 Ом, включенными по мостовой схеме, при напряжении питания моста Оп=12 В (синфазный сигнал с

52 выхода моста равен половине напряже-.

IIHsf л-IIITRIIHR т . Р ° 11 .чн -1 /2= — 6 В) и использовании в качестве аналогового ключа 6 интегрального прерывателя типа 101КТ1А, имеющего при коммутируемом напряжении UII „= 6, 3 В ток утечки T, =10 нА, дифференциальный сигнал на выходе коммутатора при протекании вызванного сннфазной помехойтока утечки аналогового ключа через гппротивление датчика равен ПАН =

=I" R =10 А ° 700 Ом=7 мкВ.

"r

При использовании усилителя с ко-.. эффициентом усиления равным К,, =

=1000 в многоканальном устройстве для ввода информации (2) помехоустойчивость последнего определяется следую-. щим образом

KOCC=- -

=857000 или 118,67 дБ.

Так как в устройстве при опросе каналов коммутатора разомкнутый аналоговый ключ 6 находится под практически нулевой разностью потенциалов, его ток утечки определяется только остаточным током прерывателя 101КТ1А от сигнала управления (для 101КТ1A

I T 1 нА) .

Помехоустойчивость для устройства определяется следующим образом

П =10 9 А 700 0M=7 10 B=0,7 мкВ;

103. 6" 10

КОСС= — — — — -=8570000 или

0,7

138,67 дБ.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить помехоустойчивость в 10 раз.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для ввода информации, содержащее коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, первый, второй и третий аналоговые ключи, буферный повторитель и ограничительный элемент, дифференциальные входы коммутатора являются информационными входами устройства, пер вый и второй информационные входы аналого-цифрового преобразователя соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, второй выход которого соединен с информационным входом первого аналогового ключа, управляющие входы группы коммутатора являются первой группой управляющих входов устройства, первый управляющий вход коммутатора соединен

1б47552

20 с выходом буферного повторителя, с третьим HHAopMRIJHQHHbIM входом аналого-цифрового преобразователя и с информационным входом второго аналогового ключа, второй управляющий вход коммутатора соединен с шестым выходом аналого-цифрового преобразователя, первая и вторая группы управляющих входов которого являются соответственно второй и третьей группами управляющих входов устройства, первый выход аналого-цифрового преобразователя является информационным выходом устройства, второй, третий, четвертый и пятый выходы аналого-цифрового преобразователя соединены соответственно с управляющим входом первого аналогового ключа„ с управляющим входом второго аналогового ключа, с выходом третьего аналогового ключа, первым выводом ограничительного элемента и с управляющим входом третьего аналогового. ключа, выход пер-

aoro аналогового ключа соединен с первым входом буферного повторителя, второй вход которого соединен с вторым выводом ограничительного элемента и шиной нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет повышения помехоустойчивости устройства, информационный вход третьего аналогового ключа соединен с первым входом буферного повторителя, выход второго аналогового ключа соединен с выходом третьего аналогового ключа и первым выводом ограничительного элемента.

164 /55,!

Составитель С.Кулиш

Техред И.Дидык Корректор Н.Король

Редактор В.Бугренкова

Заказ 1400 Тираж 414 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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