Устройство преобразования информации

(45) Дата опубликован Государственны комитет СССР(71) Заявит 4) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНфОРМА Изобретение относится к цифровым преобразователям и может быть использовано в системах автоматического управления с цифровыми вычислительными комплексами.Известно устройство аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования информации, с временным разделением работающие по принципу последовательного приближения, содержащие регистр последовательного приближения, связанный с блоком управления, с выходом компаратора и со входом преобразователя код-аналог, выход которого соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого связан с источниками аналоговой информации 1.Однако такие преобразователи имеют ограниченные функциональные возможности и используются для выполнения операций аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования только в одном канале.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства преобразования информации.Это достигается тем, что в устройство преобразования информации, содержащее преобразователь код-аналог, компаратор, выход которого соединен с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с выходом блока управления, введены регистры хранения, аналоговые запоминающие блоки для каждого канала цифроаналогового преобразования, ключ, мультиплексор входных 5 сигналов, регистр адреса, дешифратор адреса, мультиплексор логических сигналов, мультиплексор выходных сигналов и программный блок, причем его вход соединен с первым входом мультиплексора логиче ских сигналов с выходом блока управления,а выход соединен с мультиплексорами входных и выходных сигналов и вторым входом мультиплексора логических сигналов, третьи, четвертые, пятые и 15 шестые входы которого соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего регистров хранения и регистра последовательного приближения, а выходы соединены с первыми входами преобразо вателя код-аналог, выход которого соединен со входом ключа, первый выход которого через второй вход мультиплексора выходных сигналов соединен со входами аналоговых запоминающих блоков, а вто рой выход соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с первым выходом мультиплексора входных сигналов, второй выход которого соединен со вторым входом преобразователя код аналог, а входы соединены соответственнос шинами аналоговой информации, опорного напряжения и с первым выходом дешифратора адреса, второй выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего регистров хранения, а входы соединены с первыми выходами регистра адреса, второн выход которого соединен с его первым входом и входом блока управления, а второй вход подключен ко входной шине управления и ко вторым входам регистров хранения,На чертеже представлена структурная схема устройства преобразования информации,Он содержит мультиплексор 1 входных сигналов, мультиплексор 2 выходных сигналов, мультиплексор 3 логических сигналов, компаратор 4, преобразователь коданалог 5, ключ 6, регистр последовательного приближения 7, первый, второй и третий регистры хранения 8, 9 и 10 соответственно, регистр адреса 11, дешифратор адреса 12, блок управления 13, программный блок 14, аналоговые запоминающие блоки 15, шину опорного напряжения 16, входную шину управления 17 и шины аналоговой информации 18.Устройство работает следующим образом.Сигналом управления преобразователя является последовательный двоичный код, Кодовая посылка содержит стартовую единицу в первом разряде, признак управления режимом преобразования во втором разряде (режим) аналого-цифрового преобразования (АЦП) либо режим цифроаналогового преобразования (ЦАП), код адреса и информационный код,Перед началом работы преобразователя сигналом Обнуление устанавливается в исходное состояние регистр адреса 11, Входной код записывается в регистр адреса 11. С появлением стартовой единицы в первом разряде регистра 11 входы последнего блокируются. Стартовая единица воздействует на блок управления 13, который в зависимости от признака управления режимом во втором разряде регистра 11 вырабатывает команду Запуск АЦП либо Запуск ЦАП. По команде Запуск АЦП адресная комбинация, содержащаяся в регистре адреса 11, дешифруется, и сигнал управления с выхода дешифратора 12 воздействует на мультиплексор 1, который подключает выбранный источник входной информации к одному из входов компаратора 4. Одновременно по команде Запуск АЦП ключ 6 подключит выход преобразователя код-аналог 5 к другому входу компаратора 4. Команда Запуск АЦП, воздействуя на мультиплексор 3 логических сигналов, блокирует выходы регистров хранения 8 - 10, воздействуя на мультиплексор 1, подключает шину опорного напряжения 16 к преобразователю код-аналог и включает ре 5 10 15 2 д 9 д 30 35 40 45 50 55 60 65 гистр последовательного приближения 7, Аналоговый сигнал с выхода мультиплексора 1 на входах компаратора 4 сравнивается с напряжением обратной связи, выработанным преобразователем код-аналог 5, который через мультиплексор 3 управляется регистром последовательного приблпкения 7.Последний управляется сигналами компаратора 4.Таким образом, в устройстве преобразования информации в режиме АЦП реализуется аналого-цифровое преобразование по методу последовательного приближения.Результат преобразования с выходов компаратора 4 выводится в последовательном коде. С выходов регистра последовательного приближения 7 результат преобразования может быть выведен параллельным кодом. По окончании процесса преобразования регистр последовательного приближения 7 вырабатывает команду Конец преобразования, по которой схема устанавливается в исходное состояние.Цифроаналоговое преобразование в многоканальном преобразователе информации может происходить в двух режимах:преобразование кода в напряжение;цифроаналоговое перемножение входных сигналов.Преобразователь код-аналог в схеме реализован по методу суммирования напряжений из декодирующей матрицы й - 2 Я. Б режиме преобразования кода в напряжение к разрядным ключам преобразователя коданалог через мультиплексор 1 подключается источник опорного напрякения 16. Разрядные ключи управляются параллельным двоичным кодом с соответствующих регистров хранения через мультиплексор 3 и коммутируют напряжение в разрядах матриц Л - 2 Я, Напряжение на выходе преобразователя код-аналог пропорционально величине кода.В режиме цифроаналогового преобразования к разрядным ключам через мультиплексор 1 подключаются знакопеременные напряжения источников постоянного тока, изменяющиеся по произвольному закону, Разоядные ключи управляются кодом с определенных регистров хранения, Сигнал на выходе преобразователя код-аналог пропорционален произведению входных управляющих сигналов.Многоканальный преобразователь информации работает следующим образом,После записи кода в регистр адреса 11 входы последнего блокируются, и блок управления по признаку Режим ЦАП в коде управления вырабатывает команду Запуск ЦАП. По этой команде адресная комбинация, содержащаяся в регистре 11, дешифрируется, и по сигналу управления с выхода дешпфратора адреса 12 информационный код переписывается в соответствующий регистр хранения. Одновременнопо команде Запуск ЦАП, воздействующей на мультиплексор 3, блокируются выходы регистра последовательного приближения 7 и снимается блокировка с регистров хранения, ключ б подключает выходы пре образователя код-аналог ко входу мультиплексора 2 и запускается программное устройство 14, Программное устройство 14 работает в циклическом режиме и вырабатывает последовательность команд управле ния мультиплексорами 1, 2 и 3. По командам программного устройства мультиплексор 1 подключает к разрядным ключам преобразователя код-аналог один из источников входныаналоговых сигналов, мульти плексор 3 подключает к управляющим входам преобразователя код-аналог сигналы соответствующего регистра хранения, а мультиплексор 2 подключает выходное напряжение преобразователя код-аналог ко 20 входам определенного аналогового запоминающего блока.В следующем такте происходит цифроаналоговая обработка информации для другого абонента. За один цикл работы про граммного устройства 14 происходит последовательный опрос всех источников аналоговых сигналов и соответствующих регистров хранения, преобразование информации и запись результатов преобразования в 30 соответствующие запоминающие блоки.Использование устройства преобразования информации в аппаратуре позволит качественно улучшить ее характеристики и с максимальной эффективностью использо вать оборудование, входящее в состав преобразователя. Дополнительное оборудование, позволяющее схему устройства преобразования информации, работающую по методу последовательного приближения, 40 преобразовать в многоканальное устройство преобразования, представляет собой преимущественно логические и аналоговые мультиплексоры и регистры, что при современном состоянии разработок интегральных 45 микросхем позволяет реализовать схему с минимальными затратами,Формул а н зоб рстсни я 50 Устройство преобразования информации,содержащее преобразователь код-аналог, компаратор, выход которого соединен с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с выходом блока управления, отл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены регистры ранения, аналоговые запоминающие блоки для каждого канала цифроаналогового преобразования, ключ, мультиплексор входных сигналов, регистр адреса, дешифратор адреса, мультиплексор логических сигналов, мультиплексор выходных сигналов н программный блок, причем его вод соединен с первым входом мультиплексора логическисигналов н с выходом блока управления, а выход соединен с мультиплексорами воднын выходных сигналов и вторым водом мультиплексора логическисигналов, третьи, четвертые, пятые и шестые воды которого соединены соответственно с выодами первого, второго и третьего регистров хранения и регистра последовательного приближения, а выходы соединены с первыми водами преобразователя код-аналог, выход которого соединен со водом ключа, первый выход которого через второй вод мультиплексора выоднысигналов соединен со входами аналоговых запоминающих блоков, а второн выход соединен с первым водом компаратора, второй вод которого соединен с первым выодом мультиплексора водных сип;алов, второй выод которого соединен со вторым водом преобразователя коданалог, а воды соединены соответственно с шинами аналоговой информации, опорного напряжечшя и с псрвым выходом дешифратора адреса, второй выод которого соединен с первыми водамн первого, второго и третьего регистров ранения, а воды соединены с первыми выодамн регистра адреса, второй выход которого соединен с его первым водом и водом блока управления, а второй вод подключен ко водной шине управления и ко вторым водам регистров хранения. Источники информации,пр 1 нятыс Во Вниание пр 11 эксперт 11 зе 1, Патент США ЛЪ 3504037, кл. 340 - 347,опубл. 1971,Составитель Л. Беляевактор Т. Клюкина Техред А. Камышникова Корректор В. Даказ 24223 Изд.561 Тираж 995 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 1 К, Раушская наб., д. 45 шография, пр. Сапунова,