Устройство для ввода аналоговых сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистических.Республик оо 005022(22) Заявлено 211231 (21) 3367979/18-24 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по,делам изобретениИ и открытийДата опубликования описания 15 Р 383 В.М. Герман, Ф,Л. Гевмановнч, р р, Мараааан,В.П. Полосенко и Ф.Л. Сточека(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА, АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам сопряжения датчиков с ЦВМ, и может быть использовано в системах обработки данных.Известно устройство для ввода информации, содержащее формирователи, регистр фиксации единичных приращений, буферный регистр, элемент И 13Недостатком устройства является низкая надежностьобусловленная отсутствием схем контроля и обнаружения неисправностей.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее генератор эталонного напряжения, генератор эталонной частоты, блок сравнения, пороговый блок, три переключательных элемента и два аналоговых ключа,. причем первый вход устройства и выход преобразователя, кода в напряжение через первый переключательный элемент соединены е входом преобразователя напряжения в частоту, второй вход .устройства и выход генератора эталонного напряжения через второй переключательный элемент соединены с входом преобразователя напряжения в код, третийвход устройства и выход преобрааователя параллельного кода в последовательный через третий переключательныйэлемент соединены с входом преобразователя последовательного кода впараллельный, первый и второй входыблока сравнения через первый и вто рой аналоговые ключи соответственносоединены с выходами генератора эталонной частоты и преобразователя кода в частоту соответственно, а выход блока сравнения через пороговыйблок соединен с четвертым выходомустройства 2 3.Недостатком устройства являетсяограниченная надежность.Цель изобретения - повьпаение надежности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее первыйблок сравнения, выход которого является первым выходом устройства,генератор частоты, ключ, первый ивторой переключатели, первые выводы которых являются первым и вторымвходами устройства соответственно,.а вторые выводы подключены к вхщампреобразователя напряжение - код ипервого счетчика соответственно, третьи выводы первого и второго переключателей соответственно соединены свыходами преобразователей код - напряжение и код - частота и являютсявторым и третьим выходами устройства соответственно, введены первый ивторой мультиплексоры, второй итретий счетчики, умножитель, дешифратор, первый, второй и третий регистры и второй блок сравнения, выход которого подключен к первомувходу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с установбчным входом первого и с входомвторого счетчиков, с первым выходомдешифратора, выход генератора импульсов через ключ соединен с входом третьего счетчика и с синхровходом дешифратора, второй, третий ичетвертый выходы которого подключены к входам записи первого, второго и третьего регистров соответственно, первый вход первого мультиплексора является третьим входомустройства, второй вход соединен свыходом третьего счетчика, а выходподключен к входу дешифратора и кпервому входу второго мультиплексора, второй вход которого являетоячетвертым входом устройстйа, третий,четвертый и пятый входы второгомультиплексора подключены к выходампреобразователя напряжение - код,первого и второго счетчиков соответственно, вход умножителя соединенс выходом второго счетика, выход -, с 35первым входом второго блока сравнения, пятый:вход устройства соединенс управляющими входами ключа, пер.вого, второго переключателей и стретьим входом первого мультиплексо Ора, выход второго мультиплексора подключен к информационным входам первого, второго и третьего регистров,выходы которых соединены с входамипреобразователей код - напряжение,код-частота и с вторым входом второго блока сравнения соответственно.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. 50Устройство содержит третий счетчик 1, первый мультиплексор 2, генератор 3 частоты, дешифратор 4, преобразователь 5 напряжение-код, пер"вый и второй сцетчики б и 7 кода,,второй мультиплексор 8, регистры9, 10 и 11, преобразователь 12 коднапряжение, преобразователь 13 кодчастота, второй блок 14 сравнения,умножитель 15, первый блок 16 сравнения, ключ 17, переключатели 18 и 6019, входы Вх 1, Вх.2, Вх.З, Вх.4,Вх.5 и выходы Вых. 1, Вых.2, Вых.З,Вых.4 устройства.Частота генератора обозначена3 Р, сигналы на выходах дешифрато ра 4 - У 1, У 2, УЗ и У 4, сигнал навыходе блока 14 - Е , период частоты - оп 1Работа устройства возможна в двухрежимах.В первом режиме преобразованиякоманда от ЦВМ поступает на входустройства и через мультиплексор 2поступает на управляющие входы мультиплексора 8, который в соответствиис командой коммутирует входы Вх.1,Вх,2, Вх.4 с выходом, и на входыдешифратора 4, управляющего записьюкода в регистры 9 и 10. Таким образом, код числа от ЦВМ, поступающийна Вх. 4 устройства через мультиплексор 8 переписывается в регистры9 или 10 в соответствии с командойот ЦВМ и затем преобразуется преобразователем 12 в пропорциональноенапряжение, поступающее на Вых. 2,или преобразуется преобразователем13. в частоту, поступающую на Вых, 3.Напряжение, поступающее на; Вх.1,преобразуется преобразователем 5 вкод, который в соответствии с командой ЦВМ поступает через мультиплексор 8 на Вых.1 устройства. Частота, поступающая на Вх.2 устройства, интегрируется счетчиком б, кодкоторого через мультиплексор 8 всоответствии с командами от ЦВМ поступает на Вых.4.Работу устройства во втором режиме контроля и выработки сигнала"Исправность" поясняет временная диаграмма (фиг. 2).На Вх.5 поступаетпостоянный сигнал "Контрольф, по которому мультиплексор 2 коммутирует выход счетчика 1 с управляющим входом мультиплексора 8 и с входом дешифратора4, переключатель 18 соединяет выходпреобразователя 12 с входом преобразователя 5, переключатель 19 соединяет выход преобразователя 13 свходом счетчика б,. ключ 17 соединяет выход генератора 3 с входом счет-,чика 1 и с входом синхронизации дешифратора 4.Таким образом работу дешифратора4 в этом режиме синхронизирует генератор 3Первый импульс генератора 3 изменяет на единицу исходное состояниесчетчика 1, В соответствии с кодомсчетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход счетчика 7 с входом регистра 9 и код Й- счетчика 7 по сигналу ЧЪ от дешифратора 4 записывается в регистр 9, поступает на входпреобразователя 12, где преобразуется в напряжение 0.ц= К 6- (К 12 коэффициент передачи преобразователя 12), котррое поступает на входпреобразователя 5,Преобразователь 5 преобразуетнапряжение 012 в код И = Кбц 2К 5 К 1 Х- где К 5 - коэффициент передачи преобразователя 5,Второй импульс генератора 3 через время 11(Гэп = 3/с 1) изменяетсостояние счетчика 1 на единицу, Всоответствии с этим состоянием 5ачетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход преобразователя 5 с входом регистра 10, и код Иб по сигналуУ 2 дешифратора 4 записывается в регистр 10, поступает на вход преобразователя 13, где преобразуется в частоту13 КО 5 К.13 К 5 К 12. 1где К 1 - коэффициент передачи преобразователя 13, 15Частота Г 1 поступает на вход счетчика б и интегрируется им в течениевремени г 1.Третий импульс генератора 3 черезвремя С изменяет состояние счетчика 1 на единицу, В соответствии сэтим состоянием счетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход счетчика б с входом регистра 11 и код М бпо сигналу УЗ дешифратора 4 записывается в регистр 11 и поступаетна первый вход блока 14, На входблока 14 поступает код И 15 = К 15 Иъгде К - козффициент передачи умно.15жителя 15. Если выбрать К 15=- К 5К 1 ТК 1 у С 1 то при исправнойработе всех блоков устройства обеспечивается равенство кодов Х 15 и Хб.на входах блока 14. На выходе блока 14 формируется высокий уровеньнапряжения. 35Четвертый импульс генератора через время 1 изменяет состояние счетчика 1 на единицу В соответствии сэтим состоянием счетчика 1 дешифратор 4 формирует импульс У 4, который обнуляет счетчик б и изменяетна единицу содержимое счетчика 7,подготавливая их к следующему циклуконтроля, Так как на входах блока 14теперь различные коды, он формируетнизкий уровень напряжения. далееустройство осуществляет цикл контроля со значением кода И + 1 в счетчике 7Таким образом, на входе блока 14при исправной работе всех блоковустройства во всем диапазоне проверяемых величин формируется частотаЕрп /4 которая поступает напервый вход блока 16,На второй вход блока 16 поступает сигнал У 4, частота следования:.которого ранна также Роп/4. Равенство этих частот контролирует ключ 17 и выдает, сигнал "Исправность на 60 вход дешифратора 4,Применение изобретения позволит путем незначительных адпаратурных затрат производить одновременно и автономно во всем диапазоне измереа ния проверяемых Величин тестовый контроль всех входящих в устройство блоков, что повышает надежность устройства,Формула изобретенияУстройство для ввода аналоговых :игналов, содержащее первый блок сравнения, выход которого является пер-" вым выходом устройства, генератор частоты, ключ, первый и второй пере" ключатели, первые. выводы которых являются первым и вторым входами устройства соответственно, а вторые выводы подключены к входам преобра- зователя напряжение-код и первого счетчика соответственно, третьи выводы первого и второго переключателей соответственно соединены с выходами преобразователей код-напряжение и код-частота и являются вторым и третьим выходами устройства соответственно, отличающееся тем, что с целью повышения надежности устройства, в него введены первый и второй мультиплексоры, второй и третий счетчики, умножитель, дешифратор, первый, второй и третий регистры и второй блок сравнения, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с установочным входом первого и с входом второго счетчиков, с первым выходом дешифратора, выход генератора час; тоты через ключ соединен с входом третьего счетчика и с синхровходом дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к входам записи первого, второго и третьего регистров соответственно, первый вход первого мультиплексора является третьим входом устройства, второй вход соединен с выходом третьего счетчика, а выход .подключен к входу дешифратора и к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого является четвертым входом устройства, третий, четвертый и пятый входы второго мультиплексора подключены к выходам преобразователя напряжение-код, первого и второго счетчиков соответственно, вход умножителя соединен с выходом второго счетчика, выход - с первым входом второго блока сравнения, пятый вход устройства соединен с управляющими входами ключа, первого, второго переключателей и с третьим входом первого мультиплексора, выход второго мультиплексора подключен к информационным входам первого, второго и третьего регистров, выходы которых сое" динеиы с входами преобразователей код-напряжение, код-частота и с1005022 1. Авторское свидетельство СССРР 378834, кл. С 06 Р 3/04, 1965.2. Авторское свидетельство СССРР 708341, кл. С 06 Р 3/04, 1979(прототип). Составитель И. АлексеевЛ, Алексеенко Техред С.Мигунова Корректор А. Редакто ФМ Ш ЕЕЮЗаказ 1899/63 Тираа 704ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и о113035, Москва, Ж, РаушСкаМФилиал ППП "Патентф, г. Ужгород ектная,вторым входом второго блока сравнения соответственно. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе Подписиета СССРрытийнаб., д. 4/