Устройство для ввода информации

(51)5 0 06 Р 3/05 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В 10 Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1173405, кл, О 06 Р 3/05, 1985,Авторское свидетельство СССРУ 1191905, кл, С 06 Р 3/05, 1985,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах сбора и обработки информации, Цель изобретения - упрощение устройства засчет сокращения количества линийсвязи. Устройство ввода токовых сигналов содержит аналого-циФровой преобраэователь 1 и блок 2 управления, цифроаналоговый преобразователь 3 токоразностный усилитель 4, ограничительный элемент 5 в виде резистора, линию 6 связи и блоки 7 обмена . информацией, содержащие дискриминатор 8 напряжения, аналоговый ключ 9 и первый и второй источники 10,11 опорных напряжений, Токоразностный усилитель содержит первый 4 и второй 15 раэвяэывающие элементы в виде резисторов, дифференциальный усилитель 6 и элемент 17 обратной связи в виде транзистора, Введение цифроаналогового преобразователя 3, токоразностного усилителя 4, ограничи- а тельного элемента 5 в виде резистора, линии б связи и блоков 7 обмена информацией позволяет по одной двухпроводной линии связи подключать к ЭВМс 1 оковым выходным си нало,1 э,п.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительйой технике и может быть использованов автоматизированных системах сбораи обработки информации,Цель изобретения - упрощение уст 9 ойства за счет сокращения количества линий связи.На фиг,1 приведена схема устройства; на фиг,2 - схема блока управг 1 ения; на фиг,3 - временные диаграммы сигналов на выходах блоков устройства; на фиг,4 - изменение напряжеЙия на линии связи.Устройство содержит аналого-цифовой преобразователь 1, блок 2 управения, цифроаналоговый преобразователь 3, токоразностный усилитель 4,ограничительный элемент 5 в виде резистора, линию 6 связи и блоки 7 обмена информацией, содержащие дискриминатор 8 напряжения, .аналоговыйключ 9, первый и второй источникиО и 11 опорных напряжений, входы 12и выходы 13 устройства.Токоразностный усилитель 4 содержит первый 14 и второй 15 развязывающие элементы в виде резисторов, дифференциальный усилитель 16 и элемент 17 обратной связи в виде транзистора,Устройство работает следующим образом;По команде "Выбор объекта" на адресных выходах блока 2 управленияпоявляется код нужного объекта,который цифроаналоговым преобразова 1 елем 3 преобразуется в эквивалентное напряжение и поступает на второй 40вход токоразностного усилителя 4,Величина резисторов 14 и 15 выбираЕтся равной и составляет единицы Ом,Поэтому напряжение на входах дифференциального усилителя 16 на линии 6 45связи и на выходах блоков 7 обменаИнформацией также равны напряжениюНа выходе цифроаналогового преобразователя 3, Дискриминаторы 8 напряжения представляют собой двухпороговыекомпараторы, которые сравнивают напряжение на линии 6 связи с напряжеНиями источников 10 и 11.опорного напряжения и выдают сигнал на выход приусловии П( 11 ,(1.1 где 1.1напряжение на первом входе дискриминатора 8 напряжения, а 1, и 0,напряжения источников 10 и 11 опорного напряжения, которые определяют зону дискриминации, Дискриминаторы 8 напряжения наиболее просто реализуются на одном корпусе микросхемК 521 СА 1,К 554 СА 1 или КМ 597 САЗ,Таккак напряжения источников 10 и 11опорного напряжения выбираются так,чтобы эоны дискриминации отдельныхблоков 7 обмена информацией не перекрывали друг друга, то при каждом значении напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 3 включается только один аналоговый ключ 9,ключ 9 того блока 7 обмена информацией, в зону дискриминации которогопопало напряжение цифроаналоговогопреобразователя 3, Таким образом,блок 2 управления, задавая на группе выходов код нужного объекта, подключает этот объект к линии 6 связи,После этого по линии 6 связи проходиттоковый сигнал выбранного объекта ипоступает на первый вход токоразностного усилителя 4, на выходе которогопоявляется (отражается) ток такойже величины, который создает на резисторе 5 падение напряжения, пропорциональное току подключенного объекта, По сигналу "Запуск", поступающему с блока 2 управления на аналогоцифровой преобразователь 1, напряжение на резисторе 5 преобразуется вцифровой код, По окончании цикла преобразования аналого-цифровой преобразователь 1 выдает на блок 2 управления сигнал "Конец измерения", а результат измерения выводится на выход13 устройства После этого блок 2управления формирует новый адресобъекта и цикл повторяется.Блок 2 управления выполнен на микросхемах серии К 561 и содержит генератор 18 импульсов, первый 19, ивторой 20 счетчики, триггер 21, элемент И 22, элемент ИЛИ 23 и элементНЕ 24, времязадающую цепочку в видерезистора 25 и конденсатора 26 ивход 27 источника питания,Блок 2 управления работает следующим образом.В момент включения источника питания конденсатор 26 начинает заряжаться через резистор 25 и, пока напряжение на конденсаторе 26 меньше порогового, на выходе элемента НЕ 24 формируется импульс начальной установкии счетчики 19 и 20 и через элементИЛИ 23 триггер 21 устанавливаются внулевое состояние. Когда напряжение. уровень, на выходе элемента НЕ 24 установится "0" и счетчики 9 и 20 итриггер 21 готовы принять входную информацию, После этого первый импульсгенератора 18 переводит счетчик 19 всостояние "1" и на одноименном выходе появляется импульс, который устанавливает триггер 2 в единичноесостояние, снимая запрет счета длясчетчика 20, Второй импульс генератора 18 переводит счетчик 19 в состояние "2" и на одноименном выходе появляется импульс, который переводитсчетчик 20 в состояние 0000 0001,которое является кодои первого объекта и поступает. на цифроаналоговыйпреобразователь 3. При поступлениишестого импульса с генератора 18 нашестом выходе счетчика 19 формируется сигнал "Запуск", поступающий нааналого-цифровой преобразователь 1В интервале между вторым и шестымимпульсами заканчиваются переходныепроцессы в цифроаналоговом преобразователе 3, линии 6 связи и блоках 7обмена информацией, При переходесчетчика 19 в состояние "7" с выходаэлемента И 22 поступает запрет счета на счетчик 19 и он остается вэтом состоянии до тех пор, пока с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 не поступит сигнал "Конец иэмерения", который попадает на входэлемента ИЛИ 23, Сигнал с его выхода переводит триггер 21 в нулевоесостояние, снимая запрет счета с счетчика 19. Далее при установке счетчика 19 в состояние, триггер 2,устанавливается в единичное состояние иследующим импульсом на выходе счетчика 20 устанавливается код второгообъекта 0000 0010, Далее циклы повторяются и производится периодическийопрос токовых датчиков,Благодаря обратной связи дифференциальный усилитель 16 поддерживаетодинаковыми падения напряжения на резисторах 14 и. 15, поэтому равны итоки, проходящие через них, Так какток, проходящий через резистор 15,равен току, поступающему с выбранного объекта (входным током дифференциального усипителя 16 порядка единицнА можно пренебречь)то ток, проходящий через резистор 14, а значит,и токи эмиттера и коллектора транзистора 17 с высокой степенью точности повторяют ток объекта,В качестве транзистора в данном токовом зеркале можно использовать составные. транзисторы и так называеиые супер-бета-транзисторы, у которых коэффициент усиления по току превышает 5000.Временные диаграммы сигналов на выходах блоков устройства приведены на фиг.3, На графике а показано напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 3 в зависимости от входного кода, который является адресом выбираемого объекта, Причем на старший разряд цифроаналогового преобразователя 3 постоянно подается , что создает на его выходе напряжение смещения, равное половине его опорного напряжения, которое необходимо для нормальной работы выходных цепей токовых датчиков, Для наглядности на графиках изображен случай, когда цифроаналоговый преобразователь 3 содержит три разряда и его опорное напряжение равно 8 В, т,е. цена единицы младшего разряда равна 1 В. Принято также, что напряжения дискриминации для объектов д, с, й и е соответственно равны 3,8 и 42; 4,8 и 5,2 5,8 и 6,2; 6,8 и 7,2 В. На графиках Ь, с, й и е изображены формы сигналов тока на входах 12 соответствующих датчиков. На графике Г изображено напряжение на линии 6 связи, а на графике д изображено напряжение на резисторе 5, созпаваемое выходным током блока 4. На фиг.4 в более крупном масштабе изображен график Г.В момент 1 р на вход цифроаналого вого преобразователя 3 поступает код, 100 объекта Ь, на его выходе формируется напряжение равное 4,0 В, которое через резистор 15 (единицы Ом) передается на линию 6 связи и входы дискриминаторов 8 напряжения (с входными сопротивлениями порядка единиц МОм) поэтому напряжение на входах дискриминаторов 8 равно 4,0 В, Иэ всех дискриминаторов 8 включается только дискриминатор объекта Ь, который настроен на уровни дискриминации, равные, 3,8 и 4,2 В, и подключает выход данного объекта к линии 6 связи. При этом в линии 6 связи протекает ток датчика Ь, который повторяется на выходе токоразностного усилителя 4причем напряжение на линии 6 связи почти ие отличается от 4,0 В, так как падение напряжения, создаваемоемула изобре ени 1; Устройство для ввода информации, содержащее аналого-цифровой пре 1 бразователь и блок управления, вход Которого соединен с выходом конца измерения аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с выходом блока управления, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что, С целью упрощения устройства за Счет сокращения количества линий связи, в него введены цифроаналоговый преобразователь, токоразностный усиг 1 итель, ограничительный элемент и блоки обмена информацией, каждый из ,которых содержит дискриминатор напряжения, аналоговый ключ, первый и вто 40 45 стандартными токовыми сигналами 0-5, 0-20 и 4-20 мА на сопротивлении линии 6 связи и резисторе 15 (в сумме не более 10-20 Ом), не превышает 40 мВ. Поэтому протекающий по линии 6 свяЭи токовый сигнал не оказывает влияния на работу дискриминаторов, так Мак напряжение на его входе всегда фстается в пределах 3,8 и 4,2 В, Та= им образом, в интервале 1 - 1 напяжение на резисторе 4 пвопорциональо токовому сигналу датчика Ь, кото 1 ое преобразуется аналогоцифровымеобраэователем 1 в цифровой эквиалент. После окончания цикла преобазования сигнала объекта Ь блокомуправления в момент 1, Формируетфя код 101 объекта с и на выходе цифоаналогового преобразователя 3 оявляется напряжение 5,0 В. При этом тключается дискриминатор 8 объектаи включается дискриминатор 8 объекта с и все процессы повторяются, Анаогично осуществляется опрос и абра отка сигналов. объектов 6 и е,Технико-экономическая эффективность от применения устройства закЛючается в существенном сокращении юиний связи,30 рой источники опорных напряжения, вы"ходы которых "соединены соответственно с вторым и третьим входами дискри"минатора напряжения, выход которого.соединен с управляющим входом аналогового ключа, информационный входкоторого является информационным входом устройства, информационный выходаналогового ключа соединен с первымвходом дискриминатора напряжения и спервым информационным входом токоразностного усилителя, второй информационный вход которого соединен свыходом цифроаналогового преобразователя, входы которого соединены сгруппой выходов блока управления, выход токоразностного усилителя соединен с информационным входом аналогоцифрового преобразователя и с первымвыводом ограничительного элемента,второй вывод которого соединен сшиной нулевого потенциала, информа"ционные выходы аналого-цифрового преобразователя являются информационнымивыходами устройства,2, Устройство Ьо п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что токораэностный усилитель содержит первый и второй развязывающие элементы, дифференциальный усилитель и элемент обратнойсвязи в виде транзистора, коллекторкоторого является выходом токоразностного усилителя, база соединена с выходом дифференциального усилителя,инвертирующий вход которого соединенс эмиттером транзистора и с первым выводом первого развязывающего элемента,второй вывод которого является вторым информационным входом токоразност"ного усилителя, неинвертирующий входдифференциального усилителя соединен,с первым выводом второго раэвяэывающего элемента и является первыминформационным входом токоразйостного усилителя, второй выводвторого развязывающего элемента соединен с вторым выводом первого развязывающего элемента, 1550506155050 б раж 568 Подписноеомитета по изобретениям и открытиям при осква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 273 НТ СС ВНИИПИ осударственного113035 тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Производственно Составитель С.Кулиш едактор Л,Пчолинская Техред М,Дидык Корректор А,Обруч