Устройство для ввода информации

Изобретение относится к автоматике и измерительной информационнойтехнике и предназначено для коммутации и преобразования аналоговых сигналов.Целью изобретения является повьпдение быстродействия и повышение достоверности вводимой информации.На фиг. 1 представлена структурная Осхема предлагаемого устройства дляввода информации; на Фиг. 2 - структурная схема делителя частоты.Устройство содержит группу аналоговых входов 1, первый коммутатор 52, сумматор 3, третий генератор 4 им. пульсов, аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП ) 5, блок 6 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП ) 7,второй коммутатор 8, группу информационных выходов 9, третий коммутатор10, элемент 11 задержки, формирователь 12 импульса, элемент И 13, первый 14 и второй 15 генераторы импульсов, элемент ИЛИ 16, счетчик 17, делитель 18 частоты, выход 19 готовности устройства, вход 20 начальной установки устройства, цифровые входыустройства 21,Делитель 18 частоты содержит формирователь 22 импульса, первый элемент И 23, счетный триггер 24, второйэлемент И 25, первый 26 и второй 27элементы И-НЕ, счетчик 28, детектор29 нулевого кода, первый элемент НЕ30, буферный регистр 31, элемент 32сравнения, второй элемент НЕ 33,Устройство работает следующим образом.40Сигнал начальной установки низкого уровня, подаваемый на вход 20 устройства, устанавливает счетчик 17 в состояние с высоким уровнем сигнала на всех его разрядных выходах, а в делителе 18 частоты сбрасывает триггер 24 в нулевое состояние и фиксирует, проходя через второй элемент И-НЕ 27, код коэффициента деления частоты в счетчике 28 и буферном Регистре 31, что вызывает появление на обратном выходе делителя 18 частоты высокого уровня сигнала, который переводит блок 6 памяти в режим записи, обеспечивает подключение к выходам второго и третьего коммутаторов 8 и 10 соответственно их вторых входов и своим появлением на выходе 19 сигнализирует виешним цепям о нахожде-,нии устройства в режиме измерениясмещений.По окончании действия сигнала начальной установки на выходе элемента И 13 появляется высокий уровеньсигнала, который разрешает работупервого генератора 1 ч импульсов, Частота формируемых им импульсов меньшечастоты опроса каналов в режиме съема измерительной информации с датчиков. Величина ее выбирается исходяиз времени перевода датчиков в измерительных каналах в режим измерениясмещений после появления сигнала высокого уровня на выходе 19 устройства,По переднему фронту первого импульса в серии импульсов, вырабаты:ваемой генератором 14 импульсов,счетчик 17 переключается и на еговыходах появляется адрес первого канала, который выбирает соответствующую ячейку в блоке 6 памяти и подключает первый канал на выход первогокоммутатора 2. Этот же фронт с за-,держкой на элементе 11 запускает Формирователь 12 импульса, импульс которого запускает АЦП 5 на цикл работы. В качестве АЦП в нем используются АЦП последовательных приближений. Частотой тактирования для него служит частота генератора 4 импульсов, По спаду первого импульсас генератора 14 импульсов в выбраннуюячейку блока 6 памяти записываетсязначение кода, соответствующего суммеаналоговых сигналов, поступающих навходы сумматора 3,Аналогично по следующим импульсамгенератора 14 импульсов записываютсякоды в последующие ячейки блока 6 памяти, однозначно адресами связанныес номерами подключаемых аналоговыхканалов, При этом на протяжении всего режима измерения смещений на первый и третий входы сумматора 3 поступают сигналы с выходов соответственно первого и второго аналоговыхпереключателей и равные нулю и 1/2а на второй вход - сигналы,равные величинам смещений в каналах+П, Таким образом АЦП 5 измеряетзначения напряжений +Б, +1 Л акопкоды которых и записываются в блокЬ памяти.Переход на режим съема измерительной информации происходит после окончания одного цикпа опроса каналов.. Это происходит следующим образом.Первый переход сигнала на старшемразрядном выходе счетчика 17 с высокого уровня на низкий происходит врежиме измерения смещений при уста".новлении адреса первого канала. Онвызывает срабатывание формирователя22 импульса в делителе 18 частоты,которым вырабатывается короткий им Опульс, своим спадом переключающийтриггер 24 на высокий уровень сигнала на его прямом выходе. При этомсостояние выходов делителя 18 частоты не изменяется. 15Следующий переход сигнала на старшем разрядном выходе счетчика 17 свысокого уровня на низкий происходитпосле перебора нсех каналов н режимеизмерения смещений. Он также вызывает 20срабатывание формирователя 22 импульса, импульс которого в этом случаепроходит через элемент И 25 и вычитает из содержимого счетчика 28 единицу. При этом элемент 32 сравнения 25выявляет неравенство кода коэффициента пересчета, хранящегося в буферномрегистре 31, и содержимого счетчика28, что изменяет состояние выходовделителя 18 частоты на противоположное. Низкий уровень сигнала на егообратном выходе появляется на выходе19 и сигнализирует о нахождении устройства ввода в режиме съема измерительной информации. В самом же устройстве ввода низкий уровень сигналас обратного выхода делителя 18 частоты переводит блок 6 памяти в режимсчитывания и обеспечивает подключениек выходам второго и третьего коммутаторов 8 и 10 соответственно их первыхвходов, а высокий уровень сигнала спрямого выхода делителя 18 частотыразрешает работу второго генератора15 импульсон. Частота вырабатываемых 4 яим импульсов определяется величинойзадержек элементов схемы по выработкевеличин сигналов коррекции начальныхсмещений,Выработка адресов каналов и соответствующих им ячеек блока 6 памяти,а также запуск блока АЦП 5 осуществляются аналогично описанному для режима измерения смещений. Разница заключается в том, что на первый и третий входы сумматора 3 на всем протяжении режима съема измерительной информации поступают соответственносигналы, снимаемые с выхода второго 748 н третьего 10 коммутаторов и ранные соответственно напряжению, формируемому ЦАП 7, и нулю. По кодам, считываемым из блока 6 памяти, четырехквадрантньл ЦАП 7 вырабатывает напряжения равные (+У, ), Таким образом,на выходе сумматора 3 при перебореканалов датчиков образуются напряжения равные(Ц,+О, )+(+О. ,)=Ь,которые предстанляют собой информативную часть ( беэ начальных смещений)сигналов с датчиков. Эти напряженияизмеряются блоком АЦП 5 и поступаютн виде цирфового кода на информационные выходы 9 устройства.Нахождение устройства ввода в режиме съема измерительной информациипродолжается столько циклов опросадатчиков, сколько необходимо дляуменьшения до нулевого кода содержимого счетчика 28 в делителе 18 частоты. При нулевом содержимом этогосчетчика, что фиксируется детектором29 нулевого кода, очередное окончаниецикла опроса каналов, выражаемое.переходом старшего разрядного выхода счетчика 17 с высокого уровня нанизкий, вызывает прохождение импульса с выхода формирователя 22 импульса через элементы И-НЕ 26 и 27 навходы фиксации кода коэффициента пересчета счетчика 28 и буферного регистра 31, который фиксирует их своим передним фронтом. При этом эле- .мент 32 сравнения выявляется равенство содержимого счетчика 28 и регистра 31, что проявляется в появлении на прямом и обратном выходахделителя 18 частоты соответственнонизкого и высокого уровней сигнала,которые переводят устройство вводав режим измерения смещений на одинцикл опроса измерительных каналов,Изменение коэффициента пересчетана цифровых входах 21 в любой момент "при работе устройства ввода автоматически фиксируется делителем 18 частоты, что поэволяет менять скоростьопроса измерительных каналов безостанова устройства ввода. Таким образом, предлагвемое уст ройство ввода имеет большую точность измерений, поскольку измеряются икорректируются как собственные смещения схемы устройстна ввода, так и смещения в измерительных каналах, 5 144371 6 которые как правило, значительно входом первого генератора импульсов,Фбольше собственных смещений. выход которого соединен с первымКроме того, повышена скорость входом элемента ИЛИ, выход которого опроса источников информации за счетсоединен со счетным входом счетчик изменения периодичности измерения стробирующим входом блока памяти и смещений. При этом программирование через элемент задержки с входом форпериода измерения смещений может осу- мирователя импульса, выход которого ществляться без останова работы уст- соединен с управляющим входом аналоройства ввода. Это преимущество рас го-цифрового преобразователя, выходы ширяет область применения устройства которого являются информационными в измерительных системах с высокой выходами устройства, один из выходов скоростью опроса источников информа- счетчика соединен с тактовым входомделителя частоты, прямой выход которого соединен с входом второго гене- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ратора импульсов, выход которого соединен с вторым вхоцом элемента ИЛИ,Устройство для ввода информации, ,входы начальной установки делителя содержащее первый коммутатор, сумма-. частоты и счетчика, второй вход элетор, аналого-цифровой преобразова мента И являются входом начальной тель, блок памяти, счетчик, формиро- установки устройства, входы предуставатель импульса, элемент задержки, новки делителя частоты являются цифэлемент И, элемент ИЛИ, выходы счет- ровыми информационными входами устчика соединены с адресными входами ройства, выход третьего генератора блока памяти и первого коммутатора, 2 б импульсов соединен с тактовым входом информационные входы которого являют- аналого-цифрового преобразователя, ся аналоговыми информационными входа- выходы коммутаторов соединены с вхоми устройства, выходы аналого-цифра- дами сумматора, выход которого соедивого преобразователя соединены с ин- нен с информационным входом аналого- формационными входами блока памяти, 31 цифрового преобразователя, выходы о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блока памяти соединены с входами цифс целью повышения быстродействия и роаналогового преобразователя, выход повышения достоверности вводимой ин- которого соединен с первым информаформации, в устройство введены цифро- ционным входом второго коммутатора, аналоговый преобразователь, второй З второй информационный вход которого и третий коммутаторы, три генератора подключен к шине нулевого потенциала, импульсов, делитель частоты, обрат- первый информационный вход третьего ный выход которого соединен с управ- коммутатора подключен к шине. нулевого ляющим входом блока памяти, первым потенциала, второй информационный входом элемента И, управляющими вхо вход которого подключен к шине потендами второго и третьего коммутаторов циала 1/2 Б , где Б, - опорное наи является выходом готовности устрой- пряжение аналого-цифрового и циуроч ства, выход элемента И соединен с аналогового преобразователеи.1441377 Составитель Иехред А.Кравч арноваКорректор Г, Реаетник Редакт Е. Ко Заказ 6288/51 ое 5 Производственно"полиграфическое предприятие, г ктная, 4 од, ул Тираж 704 В 11 ИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушска