Многоканальное устройство для ввода информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Г 51)5 ю Об Р 3/05 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 08. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СС Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетсльство, СССР Р 1003059, кл, С 06 Р 3/00, 1983.Авторское свидетепьсгво СССР Р 1413618, кл, Г: Об Р 3/05, 1987. (54) МНОГОКАИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к измерительно-информационной и вычислительной технике. Целью изобретения является расширение области применения за счет повышения помехоустойчивости устройства. Устройство содержит комму 2татор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, первый 4, второй 5 и третий 6 аналоговые ключи, буферный повторитель 3, ограничительный элемент 7. Цри опросе каналов коммутатора 1 точка соединения аналогового ключа б и ограничительного элемента 7, привязывается с помощью замкнутого аналогового ключа 5 к текущему потенциалу синпазной помехи, выделяемой на выходе буферного повторителя 3. В результате разомкнутый ключ 6 оказывается под практически .нулевой разностью потенциалов, что сводит к минимуму вызванный синАазной помехой его ток утечки и, следовательно, диААеренциальную помеху на выходе коммутатора 1. 3 ил .Изобретение относитоя к автоматике,измерительно-информационной и вычислительной технике и предназначено длякоммутации и преобразования аналого 5вых сигналов низкого уровня с датчиков при проведении экспериментальныхнаучных исследований и при управлениитехническими процессами,Целью изобретения является расшире ние области применения за счет повышения помехоустойчивости устройства.На фиг, 1 изображена функциональная схема многоканального устройствадля ввода информации; на фиг. 2 -функциональная схема коммутатора; нафиг. 3 - функциональная схема аналогоцифрового преобразователя.Устройство содержит коммутатор 1,аналого-цифровой преобразователь 2,буферный повторитель 3, первый 4,второй 5 и третий 6 аналоговые ключи,ограничительный элемент 7.Коммутатор 1 содержит (фиг . 2)ключи 8, разделительные элементы 9, 25распределитель 10 импульсов, первый11 и второй 12 аналоговые ключи, пер"вый 13 и второй 14 ограничительныеэлементы, первый 15 и второй 16 элементы гальванической развязки,Аналого-цифровой преобразователь 2содержит источник 17 стабилизированных токов, первый 18 и второй 19 аналоговые ключи, первый ограничительный элемент 20, усилители 21 группы,аналоговые ключи 22 группы, преобразователь 23, блок 24 выбора диапазона,генератор 25 тактовых импульсов, эле-.мент 26 задержки, первый 27 и второй28 инверторы, первую 29 и вторую ЗО 40группы элементов гальванической развязки, первый 31, второй 32, третийЗЗ и четвертый 34 элементы гальванической развязки, Цепь, объединяющуюпервый вход коммутатора 1, выход буферного повторителя 3, вход аналогового ключа 5, третий вход аналого-цифрового преобразователя 8 назовем общейшиной устройства,Коммутатор 1 содержит диффере 1 ц 50альные входы 35 первый 36 и второй37 управляющие входы, первый 38 ивторой 39 выходы, управляющие входы40 группы,Аналого-цифровой преобразователь 2содержит первый 41, второй 42 и третий 43 информационные входы, первую 44 и вторую 45 группы управляющих входов, первый 46, второй 47,третий 48, четвертый 49, пятый 50 ишестой 51 выходы,Блок 24 выбора диапазоня содержитгруппу 52 выходов, выход 53.Устройство работает следующим об-разом.В исходном состоянии аналоговыеключи 6, 11, 12, 18, 19 замкнуты, аналоговые ключи 4 и 5, аналоговые ключи 22 группы и ключи Я коммутатора 1разомкнуты, на дифференциальные входы 35 коммутатора 1 поступают сигналыс датчиков, на управляющие входы 40группы коммутатора 1 и на управляющиевходы первой 44 и второй 45 групп блока 2 подаются сигналы начальной установки. Запуск устройства осуществляется сигналамн, поступающими на управляющие входы первой 44 группы блока 2 и группы 40 .коммутатора . Приэтом на выходе 53 блока 24 выбора дианазона вырабатывается импульс, по которому запускается генератор 25 тактовых импульсов. Выходной сигнал генератора 25 тактовых импульсов поступает на вход распределителя 10 импульсов, на одном из выходов котороговырабатывается сигнал, открывающийчерез соответствующий разделительныйэлемент 9 ключи 8 опрашиваемого канала коммутатора 1. Одновременно этоттактовый импульс через элементы 34,.15 и 16 гальванической развязки закрывает соответственно аналоговыеключи 6, 11 и 12 и через инвертор 27и элемент 33 гальванической развязкиоткрывает аналоговый ключ 4. При этомвыходной сигнал выбранного атчикапоступает через открытые ключи 8опрашиваемого канала коммутатора 1на выходы 38 и 39 последнего, а соответствующая синфазная составляющаякоммутируемого сигнала через аналоговый ключ 4 передается на входбуферного повторителя 3. По окончании интервала времени, определяемого длительностью переходных процессов на выходе коммутатора 1 при включении выбранного канала и задаваемого элементом 26 задержки, выходнойсигнал генератора 25 тактовых импульсов через элемент 31 гальваническойразвязки закрывает аналоговые ключи18 и 19. Одновременно этот тактовыйимпульс через инвертор 28 и элемент32 гальванической развязки открываетаналоговый ключ 5, При этом на выходе буферного повторителя 3 устанав 5 6475 ливается потенциал, равный сццАазцой помехе подключенного дятчикя, усилители 22 группы, преобразователь 23 и источник 17 стибилиэировяццьх токов плавают ца потенциале синАязцой по 5 мехи, емкости выходов 38 и 39 коммутатора 1 относительно общей .шины остаются разряженными, входные токи усилителей 22 группы и компенсирующие их токи источника 17 стабилизированных токов замыкаются через датчик, заземленный корпус иэделия, на котором установлены датчики, шину нулевого потенциала и выход буАерного повторителя 3,. точка соединения аналогового ключа 6 и ограничительного элемента 7 привязывается с помощью замкнутого аналогового ключа 5 к этому потенциалу. В результате разомкну тый аналоговый ключ 6 оказывается под практически нулевой разностью потенциала, что сводит к минимуму его ток утечки и, следовательно, диААеренциальную помеху на выходе коммутатора 1. 25По сигналу с одного из выходов 52 группы блока 24 выбора диапазона через соответствующий элемент гальванической развязки группы 30 открывается один и аналоговых ключей 22 группы и выходной сигнал выбранного усилителя 21 группы подается на вход преобразователя 23.Через время, определяемое временем установления напряжения на выходе усилителя 21, подается сигнал запуска35 блока 23 на один из управляющих входов второй 45 группы блока 2.. ЦиАровой код преобразователя 23 через группу 29 элементов гальвани ческой развязки поступает на выход 46 устройства. По окончании тактового импульса устройство возвращается в исходное состояние.Из рассмотрения работы предлагае мого устройства следует, что в нем повышена помехоустойчивость за счет снижения диААеренцияльной помехи на выходе коммутатора при работе с датчиками с повышенным сопротивлением и диАеренцияльной схемой включения (тензометрические посты, термопары).Например, при работе многоканального устройства для ввода инАормации с тензометрическими датчиками давления типа ЛХ, имеющими сопротивление В=700 Ом, включенными по мостовой схеме, при напряжении питания моста Оп=12 В (синАязный сигнал с 52выходя моста ранец половине напряже-.ния питацшя, тле е 1,чя =в/2=6 В) ииспользовании в качестве аналоговогоключа 6 интегрального прерывятеля типа 101 КТ 1 А, имеющего при коммутируемом напряжении о,=+6,3 В ток утечки Тт=10 нА, диААереццияльный сигнал ця выходе коммутатора при протекании вызванного синАазной помехойтокя утечки аналогового ключа через сопротивление датчика равен 1 диу ф==1000 в многоканальном устройстве дляввода инАормяции (2) помехоустойчивость последнего определяется следую-.щим образомКОСС=-ф.=857000 или 118,67 дБ.Тяк как в устройстве при опросеканалов коммутатора разомкнутыйаналоговый ключ 6 находится под практически нулевой разностью потенциалов,его ток утечки определяется только остаточным током прерывателя 101 КТ 1 Аот сигнала управления (для 101 КТ 1 А1 т1 нА).Помехоустойчивость для устройстваопределяется следующим образом11 А =10 9 Аф 700 Ом=7 10 В=0,7 мкВ;103 6" 10КОСС= ---- -=8570000 или0,7138,67 дБ,Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повыситьпомехоустойчивость в 10 раз. Формула изобретенияМногоканальное устройство для ввода инАормации, содержащее коммутатор, аналого-циАровой преобразователь, первый, второй и третий аналоговыеключи, буАерный повторитель и ограничительный элемент, диААеренциальные входы коммутатора являются инАормационными входами устройства, пер вый и второй инАормяционные входы аналого-циФрового преобразователя соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, второй выход которого соединен с инАормационным входом первого аналогового ключа, управляющие входы группы коммутатора являются первой группой управляющих входов устройства, первый управляющий вход коммутатора соединен20 с выходом буферного повторителя,с третьим информационным входом аналого-цифрового преобразователя и синФормационным входом второго аналогового ключа, второй управляющий входкоммутатора соединен с шестым выходоманалого-цифрового преобразователя,первая и вторая группы управляющихвходов которого являются соответственно второй и третьей группами управляющих входов устройства, первыйвыход аналого-циАрового преобразователя является информационным выходомустройства, второй, третий, четвертый и пятый выходы аналого-цифровогопреобразователя соединены соответственно с управляющим входом первогоаналогового ключа с управляющим входом второго аналогового ключа, с выходом третьего аналогового ключа,первым выводом ограничительногоэлемента и с управляющим входом третьего аналогового. ключа, выход пер-вого аналогового ключа соединен с первым входом буАерного повторителя, второй вход которого соединен с вторымвыводом ограничительного элемента ишиной нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения области применения за счетповышения помехоустойчивости устройства, информационный вход третьегоаналогового ключа соединен с первымвходом буферного повторителя, выходвторого аналогового ключа соединенс выходом третьего аналогового ключаи первым выводом ограничительногоэлемента,164 /55,Редакт 400 Тираж 414 Подписноественного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 а су изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Составитель С,Кулиш