Многоканальное устройство для ввода-вывода аналоговой информации

(51)5 С 0 00 ПИСАНИ ОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Устройство ввода-вывода вычислителя А, рег. Р 0242217. НИИЭИР,неиными и функциональныщ. датчикамии приемниками аналоговых сигналов.Целью изобретения является упрощениеустройства. Цель достигается за четвведения в .устройство арифметико-логического блока, регистра, аппаратного умножителя и нестандартного включения цифроаналогового преобразователя, Новая структура позволяет совместить в арифметико-логическом блокефункции преобразования и регистрапосл:;овательного приближения прианалого-цифровом преобразовании, совместно с умножителем - функции функционального преобразователя и функцииконтроллера ПДП при обмене с системным ВУ. 4 ил,1971. (54) М, ВВОДА- (57) И тике, быть и мерит О ДЛЯ МАЦИ автома и може онно-и сбор подо с лиИзобретение относится к автоматик и. вычислительной технике и может быт использовано в системах сбора информации для приема сигналов от датчико аналоговой информации и выдачи анало говых сигналов и виде относительного значения напряжения.Цель изобретения - упроцение устройства.На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг, 2 - схема блока сопряжения, пример исполнения; на фиг, 3 - схема первого коммутатора, пример исполнения; на фиг. 4 - алгоритм работы устройства.Устройство содержит (фиг, 1) с пе вого по четвертый коммутаторы 1-4, инвертор 5, блок 6 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7,усилитель, 8, компаратор 9, блок 10 соплок 1 ряжения, тико в ло умножител начены вх ски устрой тва и эл 7 может ии 572,АП являет ИС, втор ЦАП се вход Ц. связи Б входом входы порногоуппы ЦАП БИС Блок 10 (фиг,2) может зован на БИС контроллера 583 ВГ 1 и БИС приемоперед 538 ВА 1, блок 11 - на БИС блок 12 - на БИС 533 ВС 2, 14 - на БИС 533 ВР 1 в ста включении. быть реа протокол атчиков533 ВУ 2,умножитель дартном ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР НОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ ВЫВОДА АНАЛОГОВОЙ ИНФОР зобретение относится к вычислительной технике спольэовано в информаци епьных комплексах, систе данных и других устройс ого назначения для связ управления, арифмеблок 12, ре гистр 13 а фиг. 1 также обозпорного напряжения менты .16 и 17 ЦАП 7, ыть реализован на БИ этом случае первый я входом обратной й вход ЦАП является напряжения БИС, а - циФровыми входамиУстройство работает следующим образом.Габота устройства осуществляется под управлением микропрограммного блока 11 управления, реализующего алгоритм работы устройства, блоксхема которого прйведена на фиг. 4. Газрядность микрокоманды, формируемой блоком 11, определяется блоком12 и составляет 12 разрядов для588 ВС 2, а разрядмикрокоманды блока 11управления - 5 разрядов для 588 ВГ 1,что составляет часть разрядности микрокоманды. Оставшиеся свободными разряды микрокоманды подключены к входамданных регистра 13, выходы которого,микрокоманды: первый, поступаюций наблок 12, и второй, поступающий науправляюций вход блока 10 и вход управления регистра 13, обеспечивающие 25запись микрокоманды в соответствующиерегистры этих блоков, поэтому сйгналына выходе регистра 13 могут изменяться только при обращении к блоку 10,т.е. по микрокомандам, сопровождаемым 30стробом на выходе управления блока 11,В микрокомандах обращения к блоку 12и к блоку 10 блок 11 выполняет переход к следующей микрокоманде, а ветвление микропрограммы происходит порезультату анализа сигналов, поступаюцих на вход признаков блока 11,Такими признаками являются выходыпризнаков блока 12 и выход компаратора 9.4 аРеализация задачи аналого-цифрового и цифроаналогового преобразованийвключает в себя последовательное исполнение следующих процессов:1. линейное преобразование аналоговых сигналов в цифровой код,цифровое функциональное преоб разование кода (для функционального канала),запись в системное ЗУ резуль -тата преобразования;2. считывание данных из системногоЗУ для преобразования в аналоговые сигналы,цифровое функциональное преоб 55разование данных (для функционального канала),линейное цифроаналоговое пре- .образование,Таким образом, в устройстве последовательно протекают процессы линейного аналогового преобразования, функционального цифрового преобразования и сбмена данными с системным ЗУ в режиме прямого доступа.При аналого-цифровом преобразовании сигнал с первого выхода регистра 13 подключает через коммутатор 2 и коммутатор 1 сигналы выбранного канала на входы коммутатора 3. Данные с инФормационных выходов блока 12 поступают на управляющие входы коммутатора 3 и ЦАП 7. Аналого в цифров преобразование производится методом пос-. ледовательного уравновешивания. При этом функцию регистра последовательного приближения выполняет блок 12, управляющий через выходы проводимостью ЦАП 7.Сигнал усилителя О. рассогласования через компаратор 9 поступает на вход признаков блока 11 и обеспечивает управление (ветвление) исполняемой микропрограммы преобразования.Старшие разряды информационных выходов блока 12 выполняют функцию линий управления коммутатором 3. В первых двух тактах преобразования последовательно определяются знаки обоих входных сигналов (что соответствует для углового параметра знакам синуса и косинуса). Дпя этого на вход усилителя 8 через ЦАП 7 (элемент 16 единичной проводимости) коммутатор 3 под управлением блока 12 подключает последовательно первую и вторую линии входного аналогового сигнала. Проводимость элемента 17 ЦАП 7, определяемая кодом на входах группы ЦАП 7, устанавливается равной нулю. При этом знаки входных напряжений определяются по состоянию выхода компаратора 9,Затем определяется взаимное соотношение величин сигналов в линиях входного канала. Для этого сигналы с учетом знаков, определенных ранее, подключаются на вход усилителя 8 через элементы 16 и 17, проводимость элемента 17 устанавливается равной единице Вслучае равенства знаков напряжений.на линиях сигнал на вход элемента 16 подключается через. аналоговый инвертор 5. Соотношение величин сигналов определяется состоянием вы. - хода компаратора 9.Таким образом, определены три старших (знаковых) разряда кода. С учетом4606 156 знаков и соотношения уровней сигналов входные линии подключаются .к усилителю 8 так, чтобы меньыий по уровню был подключен через элемент 16, а больший - чере элемент 17 ЦАП 7. Затем .на информационных выходахцлока 12 последовательно устанавливаются разряды кода, соответствующиепроводимости элемента 17 1/2, 1/4,1/3 и т,д. По состоянию компаратора 9с учетом трех старших разрядов кодаоставляется или снимается соответствующий разряд кода. Таким образом, результат преобразования, соответст" вующий линейному отношению входных напряжений, образуется в блоке 12, управляющем элементом 17. Для входных линейныхпараметров, представляющих собой отношение напряжений, этот результат является окончательным, для Функциональных параметров требуется дополнительное преобразование. Так, для входного углового параметра, передаваемого в виде напряжения, пропорционального синусу и косинусу угла, результат преобразования Х = - з 1 пА/созА = ТапА, что, очевидно, требует вычисление Функции арктангенса аргумента.При цифроаналоговом преобразовании сигнал с первого выхода регистра 13 переключает коммутатор 2 в режим декодирования, при этом на вход усилителя 8 через элемент.17 поступает опорное напряжение с входа 15, а через элемент 16 - сигнал рассогласования с выхода усилителя 8. При этом за счет обратной связи по сигналу рассогласования на выходе усилителя 3 устанавливается напряжение ц ви = ц оп Х, где ц о опорное напряжение на входе 15; Х - проводимость элемента 17, определяемая кодом на входах управления ЦАП 7.Дляуправления знаком выходного напряжения опорное напряжение на вход элемента 17 может подаваться через аналоговый инвертор 5. Управление коммутаторами 3 и 4 осуществляется по управляющим входам, подключенным к информационным выходам старших разрядов блока 12, Сигнал с второго выхода регистра 13 разрешает запись в выбранный канал многоканального блока 6 памяти преобразованного сигнала и опорного напряжения для их 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для функционального выходного канала информация, принятая из систем,ного ЗУ, подвергается цифровому функМНИ ГОСТ 2676551-86. Формула изобретения Многоканальное устройство для вво хранения,да-вывода аналоговой информации, со 1564606д ержащее блок управления, блок памяти, блок сопряжения, четыре коммута- "ора, цифроаналоговый преобразователь, усилитель, компаратор, иивертор, входы первого коммутатора являются анагоговыми входами устройства, выходы гервого коммутатора соединены с первым и вторым входами второго коммутаФора, первый и второй выходы которого 1 О соединены соответственно с первым и торым входами третьего и четвертогоммутаторов, первый выход второго коммутатора соединен через инвертортретьими входами третьего и четвер т 1 ого коммутаторов, выходы четвертого коммутатора соединены с.информационныь 1 и входами блока памяти, выходы котоого являются аналоговыми выходами стройства, первый выход третьего оммутатора соединен с первым входом ифроаналогового преобразователя, ыход которого соединен с входом силителя, выход которого соединен с входом компаратора и третьим входом 25 торого коммутатора, четвертый вход оторого является входом опорного апряжения устройства, первая группа ходов-выходов блока сопряжения являестся информационными входами-выхода Йи устройства, вторая группа входоввосходов блока сопряжения является входами-выходами управления устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устРойства, в него введены арифметико-логическийблок, умножитель; регистр, выходымикрокоманд блока управления соединены с информационными входами арифметико-логического блока, группа выходов блока управления соединена с входами управления арифметико-логического. блока, группой входов управленияблока сопряжения и с информационнымивходами регистра, выход блока управления соединен с входами управлениярегистра и блока сопряжения, выходыпризнаков арифметико-логического блока и выход компаратора соединены свходами признаков блока управления,информационные входы-выходы арифметика-логического блока соединены с информационными входами-выходами блокасопряжения и умножителя, с управляю"щими входами третьего и четвертогокоммутаторов и с входами группы информационного преобразователя, первыйвыход регистра соединен с управляющимвходом второго коммутатора, второй итретий выходы регистра соединены соответственно с входами записи и чтения умножителя, выходы первой группырегистра соединены с адресными входами блока памяти, выходы второйгруппы регистра соединены с адреснымивходами умножителя, второй выход третьего коммутатора соединен с вторымвходом цифроаналогового преобразователя.и ГКНТ СССР ий комбинат "Пат г оиэводственно ате акаНИИПИ 9 Тираж 570 сударственного комите 113035, Москва город, ул. Гагарина, 101