Устройство для ввода информации

"ъ 4 =; СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВГННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательносоединенные группу первых коммутаторов, группу нормирующих усилителей,второй коммутатор и аналого-циФровойпреобразователь, а также блок оперативной памяти, причем информационные входы первых коммутаторов группы являются соответствующими информационными входами устройства, о тл и ц а ю щ е е с я тем, цто, сцелью повышения помехозащищенностиустройства, в него введены формирователь импульсов, первый и второйсчетчики, первый и второй элементыИЛИ, первый и второй элементы задержки, с первого по третий элементы Ии полусумматор, причем управляющиевходы первых коммутаторов группы соединены с выходом первого счетчика,счетный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и спервым выходом формирователя импульсов, второй выход которого подсоединен к второму входу первого элементаИЛИ, выход которого соединен с входомпервого элемента задержки, выход коИзобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может быть.532 1077478 А 1 торого подклюцен к одному из входоввторого элемента ИЛИ, другой вход .которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которогосоединен с первыми входами первогои второго элементов И, со сцетнымвходом второго счетцика и с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, стартовый вход которогоподключен к выходу второго элементазадержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первыйвыход второго сцетцика соединен свторым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу управления записью блока оперативнойпамяти, информационный вход которого соелинен с первым входом полусумматора и информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход второго коммутаторасоединен с адресным входом блока оперативной памяти и с вторым выходомвторого счетчика, третий выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а цетвертый выход - квторому входу третьего элемента И,выход блока оперативной памяти подключен к второму входу полусумматора,выход которого, выход первого счетцика, второй выход второго счетчикаи выход второго элемента И являютсясоответствующими выходами устройства,.вход формирователя импульсов являетсясетевым входом устройства. использовано при вводе информации опараметрах промышленных обьектов в ЦВМ, 077 ч 78Известно устройство для ввода информации, где подавление помех с частотой сетевого питающего напряжениядостигается выбором Фазы и такта работы импульсов управления АЦП Причем АЦП интегрирует входной сигналв течение одного или нескольких периодов сети, Утаких устройств недостатком является большая сложностьиз-за большого времени интегрирования,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для ввода информации, содержащее коммутаторы сигналов и нормирующие преобразователи, коммутаторсигналов преобразователей, АЦП испециализированные узлы управленияи обработки результатов преобразования. Недостатком устройства являетсянизкая помехозащищенность,Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства,Указанная цель достигается тем, 25что в устройство для ввода информации, содержащее последовательно соединенные группу первых коммутаторов,группу нормирующих усилителей, второй коммутатор, и аналого-цифровой 30преобразователь, а также блок оперативной памяти, информационные входы первых коммутаторов группы являются соответствующими информационными входами устройства, введены Формирователь импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементызадержки, с первого по третий элементы И и полусумматор, причем управляющие входы первых коммутаторовгруппы соединены с выходом первогосчетчика, счетный вход ксторого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым выходом Формирователя импульсов, второй выход которого подсоединен к второму входупервого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с входом первого элементазадержки, выход которого подключен кодному из входов второго элементаИЛИ, другой вхол которого соединен свыходом третьего элемента И, первыйвход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И,со счетным входом второго счетчикаи с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, стартовыйвход которого полключе, .к выходу второго элемента задержки, вход которогосоединен с выходом второго элементаИЛИ, первый выход второго счетчикасоединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен квходу управления записью блока оперативной памяти, информационный вход которого соединен с первым входом полусумматора и информационным выходоманалого-циФрового преобразователя,управляющий вход второго коммутаторасоединен с адресным входом блока операзливной памяти и с вторым выходойвторого счетчика, третий выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а четвертый выход - квторому входу третьего элемента И, выход блока оперативной памяти подключен к второму входу полусумматора,выход которого, выход первого счетчика, второй выход второго счетчика и выход второго элемента И являются соответствующими выходами устройства, вход Формирователя импульсов является сетевым входом устройства.На Фиг.1 представлена Функциональная схема устройства,Устройство содержит Формирователь импульсов 1, первый счетчик 2, группу первых коммутаторов (КСД) 3, группу нормирующих усилителей Й, второй коммутатор (КСУ) 5, первый элемент ИЛИ 6, первый элемент 7 задержки, второй элемент ИЛИ 8, второй элемент 9 задержки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, второй счетчик 11, первый элемент И 12, блок 13 оперативной памяти (БОП), полусумматор 1, второй и третий элементы И 15, 16На Фиг.2 представлена временная диаграмма, поясняющая работу устройства, на которой показано изменение напряжения Пвходного сигнала датчика во времевйи из-за наводки сетевой помехи на линию датчика Иоменты времени на Фиг,2 обозначены точками - , время задержки Тз, времяпреобразования АЦПр.Устройство работает следующимобразом,Напряжение сетевой частоты подается на вход Формирователя 1, который на своем первом выходе Формируетимпульсы в моменты нулевой Фазы се- .тевого напряжения, а на втором вьюходе - в моменты Фазы 180 (на бриг.2точки е, и с соответственно). Им77478 Начальное состояние второго счет- цика 11 держит открытым первый клюц КСУ 5, соединяющий выход первого нормирующего усилителя группы 4 с аналоговым входом АЦП 10 Таким образом, при поступлении первого запускающего импульса (момент времени т на Фиг.2) АЦП 10 преобразует в цифровой код сигнал от датцика, подключенного к первому нормирующему усилителю 4, Время тпреобразования ЯЦП 10 должно быть значительно меньше периода сетевого напряжения (в устройстве применен АЦП поразрядного кодирования, имеющий время преобразования .250 мкс). Результат преобразования с информационного выхода АЦП 10 поступает на информационный вход БОП 13, на адресный вход которого поступает код номера открытого ключа КСУ 5 с выхода второго счетцмка 11. Сигнал конца преобразования с управляющего выхода АЦП 10 через схему И 12 поступает на вход записи БОП 13, при этом в соответствующую ячейку БОП записывается результат преобразования сигнала первого нормирующего усилителя 4. Кроме того, сигнал конца преТаким образом, за период времени(см, Фиг. 2) производится аналого-цифровое преобразование сигналов от Б подключенных датчиков и запись результатов этих преобразований в соответствующие И ячеек БОП 13, 55 Далее, в момент времени е(см,Фиг. 2) формирователь 1 на своемвтором выходе Формирует импульс, который поступает на вход первого элемента задержки, 7, Через время Тз процесс 5 10 пульс с первого выхода Формирователя поступает на счетный вход первого счетчика 2, состояние которого де.шифрируется в КСД 3, и к входам нормирующих усилителей 4 подключаются соответствующие датчики. На выходах нормирующих усилителей 4 Формируются нормированные сигналы подключенных датчиков, которые выставляются на входах КСУ 5, Одновременно импульс с первого выхода Формирователя 1 поступает через элемент ИЛИ б на вход первого элемента задержки 7, где задерживается на время Тз и далее, церез второй элемент ИЛИ 8 и второй элемент задержки 9 подается на стартовый вход АЦП 10, Время задержки Тз следует выбирать из соотношениялТ Ь , + ь , где ьВ - время, необходимое для завершения переходных процессов в линиях датчиков, подключенных в момент нулевой Фазы сетевого напряжения (в информационно-измерительных системах эта величина обычно составляет 1-3 мс);ч - времял установления выходного сигнала нормирующего усилителя 4 (в устройстве применены нормирующие усилители, имеющие время установления ( 1 мс) образования поступает на счетныйвход второго счетчика 11 и, черезтретий элемент И 1 б и второй элементИЛИ 8 - на вход второго элемента задержки 9 Второй счетчик 11 имееткоэффициент пересчета И х 2 Причемпрямой выход старшего разряда счетчика соединен с входом второго элемента И 15, а инверсный - с входом 5 10 15 20 25 30 35 40 45 первого элемента И 12, Таким образом,при первых И состояниях счетцика 11 разрешающий сигнал присутствует на первом элементе И 12, а при следующих И состояниях - на втором элементе И 15.По сигналу конца преобразования счетчик 11 переходит в следующее состояние, открывая тем самым следующий ключ КСУ 5 и устанавливая следующийадрес на адресном входе БОП 13, Кроме того, задержанный сигнал концапреобразования запускает АЦП 10, вкотором производится аналого-цифровое преобразование сигнала от следующего нормирующего усилителя. Времязадержки второго элемента задержки 9зависит в основном от быстродействияКСУ 5 и БОП 13 и, при полупроводниковой элементной базе, составляет не более нескольких микросекунд. Результат следующего аналого-цифрового, пре-. образования записывается в соответствующую ячейку БОП 13, и далее аналогичным образом производится преобразование и запись в БОР 13 сигналовот остальных нормирующих усилителей 4, При установке И-го состояния сцетцика 11 запирается третий элементИ 16 и очередной сигнал конца преобразования не пройдет на запускающий вход АЦП 10, При этом на выходахсцетцика 11 установится исходныи (нацальный) адрес ключа КСУ 5, а старший его разряд поменяет свое состояние. Первый элемент И 12 закроется,второй элемент И 15 - откроется.1При поступлении следующей "нулевой" Фазы сетевого напряжения, по сигналу Формирователя 1 открываются следующие ключи в КСЛ 3 и процесс аналого-циФрового преобразования сигналов от новых И датчиков повторяется.Таким образом, на выходе устройства за каждый период сетевого напряжения Формируются усредненные ре 30 7 10774 преобразования сигналов тех же И датчиков повтортся, с той лишь разницей, цто результаты вторичных преобразований не записываются в БОП 13 так как элемент И 12 заперт), а ус 5 редняются в полусумматоре 14 с результатами первичных преобразований, которые поступают с выхода БОП 13 на вход полусумматора 14. Таким образом, на выходе полусумматора 14 в течение времени е -е (см, Фиг,2) Формируются усредненные значения двух преобразований сигналов от каждого из И датчиков, Причем момент приема ин Формации потребителем определяется сигналом конца преобразования, который проходит через открытый элемент И 1 При этом адрес датчика характеризуется состояниями первого и вто О рого счетчиков 2 и 11. 7 Е 8зультаты преобразований сигналов отИ датчиков, Причем первичное и вторицное преобразования сигнала от каждого датчика производятся в моменты,когда переменная составляющая сетевой помехи находится в противоФазе,и, значит, в усредненном результатеотсутствует. На Фиг,2 показан случай,когда наверенная на линии датциковсетевая помеха и напряжение сети навходе Формирователя 1 совпадают поФазе. Однако первичное и вторичноепреобразования сигналов датчиковвсегда производятся со сдвигом на180 по Фазе сетевого напряжения,поэтому наличие сдвига Фаз между наведенной помехой и напряжением навходе Формирователя 1 не приводит кискажению усредненного результатапреобразованияВ зависимости от назначения устройства,петипа датчиков выходной сигнал .усредненного результата преобразования может быть далее подвергнутлинеаризации, масштабированию и т,п.Таким образом, в данном устройстве осуществляется защита результатовизмерения сигналов датчиков ат наворимых сетевых помех на линии датчиков, что повышает точность устройства,077 ч 78 СоставительТехред М.Моргент Корректор Л.Пилипенк ись едакт но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 извод Заказ 1098 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москеа, )"35, Раушская наб., д. 1/5