Устройство для контроля сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах диагностирования для контроля сложных аналоговых сигналов, поступающих от объектов управления, а также в системах отладки аналого-цифровых комплексов. Отличительной особенностью устройства является то, что оно позволяет а) контролировать сложные сигналы, поступающие на вход устройства

б) параллельно обрабатывать контролируемый сигнал

в) изменять требуемую точность контроля

г) запоминать величину и знак отклонения уровня сигнала от номинального значения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля аналоговых сигналов. Поставленная цель достигается путем введения коммутатора 4, счетчика 7, аналого-цифрового преобразователя 8, сумматора 9, блока 11 оперативной памяти, элемента И 12, счетчика 13, триггера 14, элемента ИЛИ 15, триггера 16, тактового генератора 17, элемента И 18, элемента ИЛИ 19, счетчиков 20, 21, делителей частоты 5, 6. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (7 4

О 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4675016/24 (22) 21,02.89 (46) 30,07.91. Б юл. М 28 (72) Б.О,Сперанский, В.П.Улитенко, Г,Н.Тимонькин, В.С.Харченко, С.H.Têà÷åíêî, А.Г.Золотарев и Д.Ç.Крюков (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1091346, кл. Н 03 К 21/34, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1376088, кл. 6 06 F 11/16, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах диагностирования для контроля сложных аналоговых сигналов, поступающих от объектов управления, а также в системах отладки аналого-цифро,,5U„„1667079 А1 (я)ю G 06 F 11/16 вых комплексов, Отличительной особенностью устройства является то, что оно позволяет контролировать сложные сигналы, поступающие на вход устройства, параллельно обрабатывать контролируемый сигнал, изменять тербуемую точность контроля и запоминать величину и знак отклонения уровня сигнала от номинального значения.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей путем обеспечения контроля аналоговых сигналов, Поставленная цель достигается путем введения коммутатора 4, счетчика 7, аналого-цифрового преобразователя 8, сумматора 9, блока 11 оперативной памяти, элемента И 12, счетчика 13, триггера 14, элемента ИЛИ 15, триггера 16, тактового генератора 17. элемента И 18, элемента

ИЛИ 19, счетчиков 20 и 21, делителей 5 и 6 частоты. 2 ил.

1667079

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах диагностирования для контроля сложных аналоговых сигналов, поступающих от объектов управления, а также в системах отладки аналого-цифровых комплексов.

Целью изобретения является расширение функиональных возможностей путем обеспечения контроля аналоговых сигналов.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг,2—

, временная диаграмма его работы..

Устройство содержит счетчик 1, блок 2

1 постоянной памяти микропрограмм, ре, гистр 3, коммутатор 4, первый 5 и второй 6

, делители частоты, счетчик 7, аналого-циф ровой преобразователь (АЦП) 8, сумматор 9, блок 10 сравнения, блок 11 оперативной памяти„элемент И 12, счетчик 13, триггер

14, элемент ИДИ 15, триггер 1 . генератор

17 тактовых импульсов, элемент И 18, эле, мент ИЛИ 19, счетчики 20 и 21, триггер 22, группу 23 входов начала контролируемой последовательности, группу 24 входов нача, ла адреса записи, группу 25 входов аналого; вых сигналов, вход 26 записи команд, вход

27 запуска, вход 28.начальной установки, группу 29 выходов величины отклонения контролируемых сигналов, выходы 30 и 31 ошибки устройства.

Существует целый класс объектов óïравления, функционирование которых сопровождается выдачей во внешнюю среду сложных аналоговых сигналов, характери. зующих их состояние.

В связи с этим для устройства контроля и диагностирования можно поставить задачу анализа и обработки таких сложных аналоговых сигналов.

Предлагаемое устройство осуществляет контроль таких сигналов путем их предварительного квантования по времени и уровню запоминания кода текущего уровня сигнала в определенные моменты времени; сравнивания кода величины UI с кодом эталонного значения сигнала U в данном такте; задания предельной точности соответствия кодов UT и U> на основе программирования в каждом такте допустимой величины отклонения Ur-Uý.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени счетчик

1, первый и второй делители 5 и 6 частсты, счетчик 7, регистр 3, блок 11 памяти, счетчик

13, триггеры 14 и 16, счетчики 20 и 21i и

35 г

55 триггер 22 находятся в нулевом состоянии.

На выходе 2.1 блока 2 присутствует единичный сигнал.

При подаче единичного сигнала на вход

27. и на вход установки в "1" триггера 16 последний переводится в единичное состояние. Единичный сигнал с прямого входа триггера 16 поступает на вход генератора 17 тактовых импульсов и включает его, Единичный сигнал "Конец команды" с выхода 2.1 блока 2 поступает на первый вход коммутатора 4 и управляющий вход счетчика 1. На группу информационных входов 23 подается начальный адрес работы устройства, Первый синхроимпульс с первого BblxQда 17.1 генератора 17 тактовых импульсов проходит через коммутатор 4 и поступает на вход разрешения записи счетчика 1. По заднему фронту этого синхроимпульса осуществляется запись в счетчик 1 адреса первой микрокоманды работы устройства.

Сигналы адреса первой микрокоманды работы устройства с группы выходов счетчика 1 поступают на группу адресных входов блока 2 и вторую группу информационных входов блока 11. При этом на выходах блока 2 появляется микрокоманда работы устройства, которая входит в микропрограмму контроля i-ro исгнала, поступающего на вход устройства, В блоке 2 выход 2.1— выход "Конец команды"; группа выходов 2.2 — поле, несущее информацию об интервале дискретизации сигнала по времени; группа выходов 2.3 — поле, несущее информацию об итоге квантования сигнала по уровню; выход 2.4 — выход, определяющий подсчет импульсов реверсивным интегрирующим счетчиком 7; выход 2.5 — выход "Показатель формата" (используется в случае резкого скачка сигнала по уровню); группа выходов

2,6 — поле, несущее информацию о допустимом отклонении сигнала, поступившего на вход 25 устройства, от эталонного сигнала, хранящегося в блоке 2.

Допустим, что в данный момент времени сигнал не претерпевает скачка по уровню, Тогда на выходе 2.5 блока 2 присутствует сигнал нулевого уровня, который поступает на третий инверсный вход коммутатора 4 и на инверсные управляющие входы первого и второго делителей 5 и

6 частоты, приводя их к срабатыванию. Кроме того, на первый вход коммутатора 4 поступает нулевой сигнал "Конец команды" с выхода 2.1 блока 2, На группу информационных входов первого делителя 5 частоты поступает информация об интервале дискретизации по времени сигнала с первой группы 2.2 выходов блока 2. На группу ин1667079 чик 7должна быть записана информация об 10

20 ществляется запись в первый делитель 5 25

40 формационных входов второго делителя 6 частоты поступает с группы 2.3 выходов блока 2 информация о шаге квантования сигнала по уровню. Если сигнал в данный момент увеличивается по уровню, то необходимо организовать подсчет импульсов счетчиком

7 в сторону сложения. В этом случае единичный сигнал с второго выхода 2.4 блока 2 поступает на управляющий вход счетчика 7.

9 случае скачка сигнала по уровню в счетэтом уровне, Для этого в устройстве используется процедура конкатенации двух групп

2.2 и 2.3 выходов блока 2. Эти две группы выходов блока 2 поступают на группу информационных входов счетчика 7. Поскольку скачка сигнала в данный момент времени не происходит, нулевой сигнал с выхода 2.5 блока 2 поступает на управляющий вход счетчика 7 и запрещает работу его группе информационных входов.

Ilo заднему фронту первого синхроимпульса, поступающего на счетный вход первого делителя 5 частоты с первого выхода

17.1 генератора 17 тактовых импульсов, осучастоты информации об интервале дискретизации сигнала по времени. По заднему фронту первого синхроимпульса, поступающего на вход разшерения запуска регистра 3 с второго выхода 17.2 генератора 17 тактовых импульсов, осуществляется запись в него информации об уровне сигнала. поступившего на вход устройства в данный момент времени.

По заднему фронту этого же синхроимпульса, поступающего на счетный вход второго делителя 6 частоты. осуществляется запись в него информации о шаге квантования сигнала по уровню.

Допустим, что в этот момент времени сигнал изменился с нулевого уровня до уровня одного шага квантования (т.е. одного периода работы тактового генератора устройства), Тогда по второму синхроимпульсу, поступающему. на вход синхронизации второго делителя частоты с второго выхода 17.1 генератора 17 тактовых импульсов, на выходе второго делителя 6 частоты появляется сигнал переполнения, . который поступает на счетный вход счетчика 7 и переводит его в единичное состояние.

При этом информация об уровне сигнала, пришедшего на вход 25 устройства в данный момент времени, с группы входов регистра 2 поступает на первую группу входов сумматора 9, а информация об уровне эталонного сигнала в данный момент времени подается с группы выходов счетчика 7 на вторую группу входов сумматора 9. Сумма45

5О

55 тор 9 производит вычитание кодов двух уровней сигналов. При этом на его группе выходов 9.1 появляется информация о величине отклонения двух уровней, которая поступает нэ первую группу информационных входов блока 11 и вторую группу входов блока 10 сравнения. Информация о знаке отклонения поступает с выхода 9.2 сумматора 9 на информационный вход блока 11.

Адрес, по которому осуществляется запись всей этой информации в блок 11, выставляется пользователем на группе 24 входов устройства и записывается в счетчик 20. Информация с группы выходов счетчика 20 адреса поступает на группу адресных входов блока 11.

Величина отклонения двух уровней сигналов сравнивается в блоке 10 сравнения с допустимой в данный момент времени величиной отклонения.

Если допускаемая величина отклонения в данный момент больше фактической, то на выходе 10.1 блока 10 сравнения появляется единичный сигнал„который поступает на первый вход первого элемента И 12 и подготавливает его к срабатыванию.

Первый синхроимпульс с третьего выхода 17.3 генератора 17 тактовых импульсов поступает на второй вход первого элемента

И 12. Единичный сигнал с выхода первого элемента И 12 поступает на вход сброса счетчика 13 и обнуляет его.

Если допустимая величина в данный момент меньше фактической, то на выходе

10.2 блока 10 сравнения появляется единичный сигнал, который поступает нэ второй вход второго элемента И и подготавливает его к срабатыванию.

Первый синхроимпульс с третьего выхода 17.3 генератора 17 тактовых импульсов поступает на первый вход второго. элемента

И 18, При этом íà его выходе появляется единичный сигнал, который поступает на вход регистрации запйси блока 11 и осуществляет запись в него информации о величине отклонения сигналов, знак этого отклонения и адресе микрокомэнды, т.е. месте, в котором два сигнала не равны. Кроме того, единичный сигнал с выхода второго элемента И 18 поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 19. Единичный сигнал с выхода второго элемента ИЛИ 19 поступает на счетный вход счетчика 20 и осуществляет его переадресацию, Кроме того, единичный импульс с выхода элемента И

18 поступает на счетные входы счетчиков.13 и 21 и переводит их единичное состояние.

Дальше устройство работает аналогично описанному.

1667079

В случае, если число несовпадений, происходящих подряд, превышает какое-то заранее установленное значение, на выходе счетчика 13 появляется сигнал переполнения, который поступает на вход установки в

"1" триггера 14 и переводит его в единичное состояние. При этом пользователь ус1ройства получает информацию об ошибке на выходе 30 устройства.

Если общее число несовпадений превышает какое-то заранее установленное число, на выходе счетчика 21 также появляется сигнал переполнения, который поступает на вход установки в "1" триггера 22 и переводит его в единичное состояние. При этом пользователь получает сигнал ошибки на

1 выходе 31 устройства.

При остановке устройства возможны три случая. Если число происходящих подI ряд несовпадений превышает определенную величину, то сигнал переполнения с выхода счетчика 13 поступает на первый вход первого элемента ИЛИ 15. Аналогичная ситуация происходит, если общее число несовпадений превышает определенную величину. Тогда сигнал переполнения с выхода счетчика 21 поступает на второй вход первого элемента ИЛИ 15, Если пользователь сам хочет остановить работу устрайства; то необходимо на входе 28 установить единичный уровень, который поступает на третий вход первого элемента ИЛИ 15. Во всех трех случаях сигнал единичного уровня с выхода. первого элемента ИЛИ 15 поступа-! ет на вход сброса в "0" триггера 16, который переходит в нулевое состояние. Сигнал нулевого уровня с прямого выхода триггера 16 поступает на вход генератора 17 тактовых импульсов и отключает его, Формула изобретения

Устройство для контроля сигналов, содержащее первый счетчик, блок постоянной памяти и регистр, причем разрядные выходы первого счетчика соединены с группой адресных входов блока постоянной памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля аналоговых сигналов, в устройство введены коммутатор, два делителя частоты, четыре счетчика, аналого-цифровой преобразователь, сумматор,блоксравнения,блокоперативной памяти, три триггера, генератор тактовых импульсов, причем выход конца команды блока постоянной памяти соединен с первым управляющим входом коммутатора, с вторым инверсным управляющим входом. коммутатора, третьим инверсным управляющим входом коммутатора и входом разрешения записи первого счетчика, выход коммутатора соединен со счетным входом первого счетчика, группа выходов интервала дискретизации блока постоянной памя и соединена с группой информационных входов первого делителя частоты и первой группой информационных входов второго счетчика, выход первого делителя частоты соединен с вторым информацион10 ным входом коммутатора„группа выходов .квантования сигналов по уровню блока постоянной памяти соединена с группой информационных входов второго делителя частоты и второй группой информационных входов второго счетчика, выход второго делителя частоты соединен со счетным вхо20

45 дом второго счетчика, выход разрешения суммирования блока постоянной памяти соединен с входом разрешения суммирования второго блока памяти, выход показателя формата блока постоянной памяти соединен с третьим информационным входом коммутатора, входом разрешения записи первого делителя частоты, входом разрешения записи второго делителя частоты и входом разрешения вычитания второго счетчика, группа выходов аналого-цифрового преобразователя соединена с группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с первой группой входов сумматора, группа разрядных выходов второго счетчика соединена с второй группой входов сумматора, группа выходов допустимого отклонения контролируемого сигнала блока постоянной памяти соединена с первой группой входов блока сравнения, группа выходов сумматора соединена с второй группой входов блока сравнения и первой группой информационных входов блока оперативной памяти, информационный вход которого соединена с выходом переполнения сумматора, группа разрядных выходов первого счетчика соединена с второй группой информационных входов блока оперативной памяти, вход разрешения чтения которого соединена с шиной нулевого потенциала устройства, выход равенства блока сравнения соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединена с входом сброса в "О" третьего счетчика, выход переполнения которого соединен с входом установки в "1" первого триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса в "0" второго триггера, выход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый тактовый выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора и счетным входом первого делителя частоты, второй

1667079

Составитель H. Торопова

Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор А. Лежнина

Заказ 2525 Тираж 418 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п ри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тактовый выход генератора тактовых импульсов соединен с входом разрешения записи регистра, со счетным входом второго делителя частоты и счетным входом второго счетчика, третий тактовый выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом неравенства блока сравнения, выход второго элемента И соединен с входом разрешения записи блока оперативной памяти и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, группа разрядных выходов которого соединена с группой адресных входов блока оперативной памяти, выход второго элемента И соединен со счетным входом четвертого счетчика и счетным входом пятого счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом установки в "1" второго триггера, 178

172 пз

1 г

5 д

7

У

7аf az

1z

Л

1F

14

zz

18

Ж и группа информационных входов первого счетчика является группой входов начала контролируемых сигналов устройства, группа входов аналого-цифрового преобразова5 теля является группой входов аналоговых сигналов устройства. группа информационных входов третьего счетчика является группой входов задания режима устройства, вход разрешения записи третьего счетчика

10 является входом разрешения записи устройства, второй вход первого элемента ИЛИ является входом начальной установки устройства, второй вход второго элемента ИЛИ являетс(входом разрешения записи ко15 манд устройства, вход установки в "1" первого триггера является входом запуска устройства, группа выходов блока оперативной памяти является группой выходов величины отклонения контролируемых сигналов, 20 прямые выходы второго и третьего триггеров являются соответственно первым и вторым выходами ошибки устройства.