Устройство для сопряжения эвм с датчиками

 

(72). Авторы мзобретеммя р (1

Б.А.Кромпляс и В.А.Кипецкий (Vlу. Заявмтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ЭВИ С ДАТЧИКАМИ.3 с.

Изобретение относится к вычисли= ,тельной технике и автоматике, пред- ;:, . назначено для сбора и первичной. об-. работки информации от технологичес-ких датчиков и ввода.ее в вычисли= тельные средства. Иожет применяться в АСУ с территориально распределенными объектами и ограниченным чис.лом линий связи.

Известно устройство для сбора и

O регистрации информации от датчиков, в котором используется широтно"импульсная модуляция сигнала датчика . и модуляционные интервалы всех каналов совпадают, а сигналы отдельных каналов различаются по амплитуде $t).

Недостатком указанного устройст.ва является его низкая надежность..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство многоканальной регистрации сейсмической информации, в котором все датчики соединеньг с ши ротна.-импульсными модуляторами, входы возбуждения которых соединены об2 щей линией. Нагрузкой модуляторов вф ляются масштабные усилители-ограни-. чители, выходы которых .соединены с общей шиной передачи информации. По. сигналу возбуждения широтно-импульсные модуляторы вырабатывают импульсы, передние фронты .которых совпадают, а дюмтельности. зависят от величины информации датчиков. Усилители нор- . мируют амплитуды, и на выходном шине формируется групповой ступен4а-. тый сигнал, в котором длина каждрй ступени несет информацию соответст" вующего датчика, а амплитуда - номер датчика, Групповой сигнал поступает в дифференциатор, где преобразуется в серию коротких импульсов, амплитуда которых указывает номер датчика, а. положение относительно первого отличающегося по знаку импульса - информацию датчика. Импульсы. поступают в амплитудный распределитель. Одновременно по первому импульсу разре;шаатся счет калибровочных импульсов

4691

3 92 счетчиком,. и в процессе декодирования серии коротких импульсов произво дится снятие отсчетов из счетчика, представляющих собой информацию от датчиков в цифровой форме, представляющих собой информацию от датчиков в цифровой форме, и их регистрация в ЗУ.

Известное устройство очень чувствительно к импульсным помехам. Любая импульсная помеха, амплитуда которой больше уровня дискретизации канала, воспринимается за сигнал кон ца модуляционного интервала этого ка нала. Для -устранения этого явления приходится увеличивать. разности между уровнями отдельных каналов, что при конечных значениях потенциалов, приемлемых для определенной элементной базы, снижает возможное числю каналов устройстваГ23.

Цель изобретения.- повышение надежности устройства путем потенциального дешифрования группового ступенчатого сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входами счетчика и делителя частоты, выход которого соединен с входами первой группы блока аналоговых преобразователей, выход счетчика соединен с первым входом первого регистра, выход которого является первым выходом устройства, ключи, первые входы которых являются первой группой входов устройства, распределитель импульсов и шифратор, выход которого является вторым выходом устройства, вторая груп-. па входов блока аналоговых преобразователей является первой группой входов устройства, введены второй и третий регистры, элемент ИЛИ, первый и в арой формирователи импульсов и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока аналоговых преобразователей, выходы распределителя импульсов соединены с входами элемента ИЛИ и второго регистра, выходы которого соединены с вторыми входами ключей, выходы которого соединены с другими входами сумматора, выходы которого соединены через пер вый формирователь импульсов с вторым входом первого регистра и непосредственно с первым входом распределителя импульсов, выходы которого соединены с первым входом третьего регистра, выходы которого соединены с входами шифратора, выход элемента ИЛИ через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом третьего регистра и является

О третьим - выходом устройства.

Блок аналоговых преобразователей . содержит широтно-импульсные модуля1Е торы, первые входы которых являются первой группой входов блока аналоговых преобразователей, вторые входы широтно-импульсных модуляторов являются второй группой входов бло>s ка аналоговых преобразователей, усилители, выходы которых объединены и являются выходом блока аналоговых преобразователей, инверторы и элементы И, выходы которых соединены ув с входами усилителей, выходы широт.но-импульсных модуляторов через инверторы соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с первыми входами широтно импульсных модуляторов о

На фи г. 1 при ведена функциональная схема устройства для сопряжения

ЭВИ с датчиками; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит датчики

1 - 1и, широтно-импульсные модуляторы 2 q - 2„, инверторы 3 „ - Зп, усилители 4 - 4п, элементы И 5 „ - 5„, общую шину 6 возбуждения, делитель 7 частоты, счетчик 8, генератор 9 импульсов, блок !0 запуска, общую ши" ну ll информации, сумматор 12, ключи 13 " 13>, второй регистр 14, элемент ИЛИ 1, третий регистр 16, нуль-органы 17 „ - 17п, распределитель 18 импульсов, быстродействующие сумматоры 19 < - 19>, первый фор" мирователь 20 импульсов, первый регистр 21, второй формирователь 22

45 импульсов, шифратор 23, блок 24 аналоговых преобразователей.

Устройство работает следующим образом.

Блок 10 запуска запускает генератор 9 импульсов, импульсы которого (фиг.2а) поступают на счетчик 8 преобразователя время - код и на делитель 7 частоты, который формирует импульс возбуждения (фиг.2б) длительностью несколько большей максимальной длительности импульсов ши. ротно-импульсных модуляторов 2; который поступает в общую шину 6 воз92469

Формула изобретения буждения и возбуждает широтно-импульсные модуляторы 2 1- 2п, который ге" нерирует импульсы, передними фронтами совпадающие с фронтом импульса возбуждения и с длительностями, за" висящими от сигналов датчиков 1 1 ""1п (фиг.. 2в, 2г, 2д). После окончания импульсов возбуждения на выходах элементов И 5 1 - 5 т, появляются импульсы, передними фронтами совпадающие с задними фронтами импульсов модуляторов 2 1- 2п и поступающие. на усилители 4 - 4п, где каждому иэ них придается определенйая амплитуда U< - U<, являющаяся признаком п 35 номера соответствующего датчика (фиг. 2е, 2ж, 2з) . В общей шине 11 ° инФормации формируется суммарный групповой ступенчатый сигнал 1,фиг.2и), в котором величина каждой ступеньки характеризует номер датчика 1, а длительность есть дополнение длительности импульса широтно-импульсного модулятора 2 данного датчика до Длительности импульса возбуждения. Групповой сигнал поступает на. вход сумматора 12 и расшифровывается следующим образом.

По фронту положительного перепада первой ступеньки на выходе сумматора 12, являющегося признаком окончания превращения информации во временной интервал от датчика с наимень.шей по величине информацией, срабатывает первый формирователь. 20 импульсов, по переднему фронту импуль. са которого производится запись кода

- из счетчика 8 в первый регистр 21.

Расшифрование номера датчика происходит в распределителе,18 импульсов.

На выходах быстродействующих сумматоров 19 - 19„ появляются разности

1 между амплитудой ступеньки и эталонными напряжениями других входов быстдействующих сумматоров 19 q - 19п. олька на выходе того быстродействующего сумматора 19, на другой вход которого подано эталонное напряжение, равное амплитуде ступеньки и противоположное по знаку, появляется нулевой потенциал, при этом срабатывает соответствующий нуль-орган

17, передний фронт импульса которого устанавливает соответствующий раэ55 ряд третьего регистра 16 и второго регистра 14 в единицу. При этом замыкается соответствующий ключ 13, который управляется разрядом второ1 б го регистра 14, и на вход сумматора

12 поступает напряжение, которое, суммируясь с амплитудой ступеньки, устанавливает на выходе суммато-. ра 12 нулевой потенциал, тем саввам позволяя подобным образом расшифровать следующую ступеньку.

Положительный перепад нуль -органа 17 через элемент ИЛИ 15 запуска" ет также второй Формирователь 22 им" пульсов, по сигналу которого ЭВИ принимает с выходов первого регистра 21 информацию датчика, а с выходов шифратора 26 - код адреса датчика. Задний фронт импульса второго формирователя 22 импульсов, длительность которого выбрана достаточной для выборки информации ЭВИ, устанавливает третий регистр 16 на нуль.

Обработка следующих ступенек .ведется аналогично. По окончании импульса возбуждения производится останов генератора 9 импульсов и установка. счетчика 8, регистров 21, 14 и 16 до следующего цмкла связи с датчиками.

Таким образом, предлагаемое устройство реагирует только на ctporo

Фиксированные значения амплитуд взор ных потенциалов или импульсов и еду» чайные наводки, даже превышающие амплитуды канальных импульсов, не приводят к сбою работы, искажению ли потере информации. Даже если импульсная помеха приводит к срабатыванию первого формирователя 20 импульсов и к записи кода в первый регистр 21, то сигнал на съем информации в ЭВМ не поступает.

Предлагаемое устройство обладает значительно большей по сравнению с известными помехозащищенностью и мо- жет применяться для связи вычислительных средств с территориально разнесенными технологическими датчи" ками в условиях производства, используя минимальный набор простых и дешевых линий связи и небольших ап- паратурных,, затрат для огранизации параллельного и синхронного получения информации ат многих датчиков.

1. Устройство для сопряжения ЭВМ с датчиками, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен

7 с входами счетчика и делителя частоты, выход которого соединен с входами первой группы блока аналоговых преобразователей, выход счетчика соединен с первым входом первого регистра, выход которого является пер. вым выходом устройства, ключи, первые входы которых являются первой группой входов устройства, распределитель импульсов и шифратор, выход которого является вторым выходом устройства, вторая группа входов блока аналоговых преобразователей является второй группой входов устройства, о т л и ч а ю щ в е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, s него введены второй и третий регистры, элемент

ИЛИ, первый и второй формирователи импульсов и сумматор, первый вход которого соединен с.выходом блока аналоговых преобразователей, выходы распределителя импульсов соединены с входами элемента ИЛИ и .второго регистра, выходы которого соединены с вторыми входами ключей,. выходы которых соединены с другими входами

l . сумматора, выходы которого соедине" ны через первый формирователь импуль.сов с вторым входом первого регистра и непосредственно с первым вхЬдом распределителя импульсов, выходы которого соединены с первым входом

4691 8 третьего регистра, выходы которого соединены с входами шифратора, вы", ход элемента ИЛИ через второй формирователь импульсов. соединен с вторым

S входом третьего регистра и является третьим выходом устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок ана- . логовых преобразователей содержит широтно-импульсные модуляторы, первые входы которых являются первой группой входов блока аналоговых преобразователей, вторые входы широтноимпульсных модуляторов являются второй группой входов блока аналоговых преобразователей, усилители, выходы которых объединены и являются выходом блока аналоговых преобразовате-. лей, инверторы и элементы И, выходы которых соединены с входами усилителей, выходы широтно-импульсных модуляторов через инаерторы соединены с первыми вхсщами элементов И, вторые входы которых соединены с первыми входами широтно-импульсных модуляторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент . США 3839629, кл. 6 06 J 33//0000, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

0 294117, кл. G 01 V 1/00,1968 (прототип).

924691 и

Составитель В. Булганин

Редактор С.Крупенина Техред И. Надь Корректор С.Шекмар

Заказ 2819/66 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4