Устройство для ввода информации

,ЯО 05 С О Ч 1/28 040 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ гоканальн рации ин является устройст ной цели налоголок пам Блоки усиления и дискретизации сигналов, установленные в каждом канале,содержат усилитель, первый и второйключи, регистр и умножающий цифроаналоговый преобразователь. Блок управления устройства имеет три группыуправляющих выходов, позволяющих организовать циклическую работу устройства, Вновь введенные блоки позволи- Жли совместить во времени вывод информации из одного канала с преобразоваи усилением сигналов в последующем канале. 2 з.п., ф-лы, 3 ил. нием ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский филиал Всесоюзногоордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательскогоинститута горной геомеханики и маркшейдерскогодела(56) Гарет П. Аналоговые устройствадля микропроцессоров и мини-ЭВМ. М.:Мир, 1981, с, 130,Патент США Р 4064480,кл. С 01 7 1/28, 1977,,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к областиприборостроения и вычислительной техники и может быть использовано в мноых системах сбора и регистформации. Целью изобретения повышение быстродействия а. Для достижения поставлен- в.устройство введенЫ второй ифровой преобразователь, ти, преобразователь кода, 1257634Изобретение относится к приборостроению и вычислительной технике иможет быть использовано в многоканальных системах сбора и регистрации, информации.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства,1 а фиг, 1 а, б представлена структурная схема устройства; на фиг, 2диаграммы работы устройства; нафиг. 3 а, Зб - структурная схема блока управления,Устройство для ввода информациисодержит блокиусиления и дискретизации сигналов, блок 2 управления,первый и второй аналого-цифровые преобразователи 3 и 4, преобразователь 5кода и блок 6 памяти. Каждый блок 1усиления и дискретизации сигналовсодержит усилитель 7, первый и второй ключи 8 и 9, регистр О и цифроаналоговый преобразователь 11. Блок 2правления содержит элемент НЕ 12,генератор 3, счетчик 14, первый ивторой формирователи 15 и 16, триггер 17, первый элемент ИЛИ 18, первую и вторую группы 19 и 20 триггеров, группу 21 формирователей, элемент И 22, элемент 23 задержки, второй элемент ИЛИ 24.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии сигналы навсех выходных линиях блока 2 управления отсутствуют, следовательно, отсутствуют и сигналы на выходах устройства, Устройство переходит в рабочее состояние под воздействиемвнешнего по отношению к устройствузапускающего сигнала. При наличии такого сигнала блок 2 управления формирует на управляющих сигнальных линиях сигналы, период следования которых но всех группах выходов одинаков и определяется временем дискретизации входного сигнала и числомканалов н устройстве.В частности, при наличии внешнегозапускающего сигнала блок 2 периодически сбрасывает сигнал на первойлинии нторой группы выходов, далеесигнал на второй линйи той же группы и так далее вплоть до сигнала напоследней линии той же группы, послечего процесс повторяется. При сбросесигнала на первой линии этой группы выходов открывается ключ 8 первого блока 1 и мгновенное значение напряжения на выходе усилителя 7 этого канала поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 4, Еслизначение напряжения на выходе усили - 5 теля 7 первого блока меньше, чем наименьшее из опорных напряжений, т.е,меньше 1 то сигналы на всех выходах преобразователя 4 сброшены; еслиуказанное напряжение больше 0 , но О меньше 2 Ь, то установлен сигнал наК-м выходе преобразователя 4 и т,д,;если указанное напряжение больше илиравное Ц/2, но меньше П , то установлен сигнал на нервом разряде выходов преобразователя 4, В любом случае выходной сигнал преобразователя 4устанавливается в течение интервалавремени, на который открыт ключ 8соответствующего блока 1, т.е. в те челне интервала времени, на которыйсброшен сигнал на соответствующейсигнальной линии второй группы выходов.Выходные сигналы преобразонате ля 4 поступают на входы регистров 10всех блоков 1 устройства и на входыпреобразователя 5 кода. Выходные сигналы преобразователя 5 кода поступают на информационные входы блока 6 ЗО памяти, По истечении фиксированногоинтервала времени блок 2 устанавливает ранее сброшенный сигнал на первой линии второй группы выходов. Поперепаду этого сигнала из нижнегоуровня в верхний выходные сигналыпреобразователя 4 записываются в регистр 10 первого блоха 1, а соответствующие этим сигналам выходныесигналы преобразователя 5 кода за О писываются н блок 6 памяти по первому адресу. При последующем сбросена фиксированный интервал временисигнала на второй линии второй группы выходов открывается ключ 8 второго блока 1, мгновенное напряженйена выходе усилителя 7 этого каналапоступает на нход преобразователя 4.Выходные сигналы того же преобразователя при последующей установке сигнала на этой линии заносятся н регистр 10 второго блока 1, а соответствующие им выходные сигналы преобразователя 5 кода - в блок 6 памяти повторому адресу и т.д.После записи выходных сигналовпреобразователя 4 в регистр 10 первого блока 1 выходиые сигналы этогорегистра поступают на входы задания3 1257 коэффициента передачи умножающего цифроаналогового преобразователя 11 и устанавливают его коэффициент передачи так, чтобы установившееся значение выходного напряжения преобразователя 11 находилось в определенных значениях относительно максимально допустимого напряжения на входеаналого-цифрового преобразователя 3,В частности, установившееся значение 1 О 20 но меньше Б . Следовательно, при дан 25 10 меньше Ц /2, но больше или равно Б /4,коэффициента передачи умножающегоцифроаналогового преобразователя 11равно единице, есз и установлен сиг -нал на первом выходе регистра 10 исброшены сигналы на остальных выходах того же регистра. Выходные сигналы регистра 10 определяются выходными сигналами аналого-цифровогопреобразователя 4. В частности, установлен сигнал только на его первом выходе, если мгновенное значение напряжения на выходе усилителя 7 первого блокабольше или равно У /2 ном соотношении значений мгновенного выходного напряжения усилителя 7 установившееся значение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 11 больше или равно П/2, но меньше П , Если мгновенное значение выходного напряжения усилителя то установлен только второй выходной разряд преобразователя 4, следовательно, установлен только второй выходной разряд регистра 10. При этом установившееся значение коэффициента передачи преобразователя 11 равно двум, следовательно, и установившееся значение выходного напряжения того же преобразователя меньше П но больше или равно 17 /2. Аналогично устанавливается коэффициент передачи цифроаналогового преобразователя 11 и при других значениях мгно- венного напряжения на выходе усилителя 7. Таким образом, в диапазоне значений указанного напряжения от максимального Б до минимального Б установившееся значение выходного напряжения преобразователя 11 меньше Бо, но больше или равно П/2, следовательно, обеспечивается сжатие динамического диапазона укаэанного напряжения с запоминанием коэффициентов сжатия в блоке 6 памяти,При последующем сбросе и установлении сигнала на второй линии второй 35 40 45 50 11 34группы выходов блока 2 выходные сигналы преобразователя 11 заносятся в регистр 10 второго блока 1 и осушестнляется аналогично вышеописанному установка коэффициента передачи цифроаналогового преобразователя 11 в зависимости от мгновенного значения выходного напряжения усилителя 7 этого же блока,1.В дальнейшем процесс повторяется в последующих блоках 1 устройства.Ьлок 2 управления осуществляет задержку сигналов на первой сигналь-. ной линии третьей группы выходов относительно сигнала на первой сигнальной линии второй группы выходов на время, превышающее интервал времени между моментами установления сигнала на соседних сигнальных линиях в этих группах. В частности, сигнал на первой сигнальной линии третьей группы примет значение, отличное от исходного, только после выполнения более чем одного описанного цикла сброс установки сигналов второй группы выходов, т.е. после записи выходного сигнала преобразователя 4 в регистр блока 1 с номером, большим единицы, и записи соответствующих выходных сигналов преобразователя 5 кода в блок 6 памяти по адресу, номер которого больше единицы. В предшествующие моменты времени сигналы на первой, а следовательно, и на последующих линиях третьей группы выходов имеют исходные значения, следовательно, ключи 9 во всех блоках 1 закрыты и напряжение на вход аналого-цифрового преобразователя 3 не поступает, Однако в течение этого отрезка времени уже записаны выходные сигналы преобразователя 4 в регистр 10 по крайней мере первого блока 1 и, следовательно, в этом блоке осуществляется установка коэффициента передачи цифроаналогового преобразователя 11.По истечении указанного интервала времени блок 2 управления сбрасывает сигнал на перВой линии третьей группы выходов, при этом открывается ключ 9 первого блока 1 и установившееся выходное напряжение преобразователя 11 того же канала с уменьшенным динамическим диапазоном поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 3, на выходе которого по истечении времени преобразования устанавливаются цифровые сигналы, соот-.3 12576 ветствующие входному напряжению, По истечении указанного времени преобразования блок 2 упранления устанавливает сигнал на первой сигнальной линии первой группы выходов, при5 этом сбрасывается регистр 10 первого блока 1 и, следовательно, устанавливается нулевой коэффициент передачи преобразонателя 11 того же блока, а также производится чтение О из блока 6 памяти по первому адресу. Поскольку н предшествующий интервал времени в блок 6 памяти по первому адресу занесены выходные сигналы преобразователя 4, соответствующие мгно венному значению напряжения на выходе усилителя 7 первого блока 1, то в момент установления сигнала на первой линии первой группы выходов выходные сигналы блока 6 памяти соот ветствуют коэффициенту сжатия динамического диапазона мгновенного значения выходного напряжения усилителя 7 первого блока 1, а выходные сигналы аналого-цифрового преобразователя 3 2 Б соответствуют установившемуся значению преобразователя 11 того же канала, Следовательно, совокупность выходных сигналов блока б памяти и преобразователя 3 полностью определяет мгновенное значение выходного напряжения на выходе усилителя 7 первого блока 1 в исходном динамическом диапазоне изменения его величины. Эта совокупность выходных сигналов блока 6 памяти и аналого-циФрового преобразователя 3 присутствует на выходах устройства в течение времени, на котороеустановлен сигнал на одной иэ сигнальных линий первой группы выходон. Блок 2 через промежуток времени, достаточный для передачи указанных сигналов во внешний (по отношению к данному устройству) регистр, устанавливает сигнал на первой линии третьей группы выходов и сбрасывает сигнал на первой линии первой группы выходов, тем самым запирается ключ 9 первого блока 1 и вход аналого-цифрового преобразователя 3 отключается от выхода цифроаналогового преобразователя 11 этого же блока .В следующем цикле совокупность выходных сигналов преобразователя 3 и блока б памяти соответствует установившемуся значению выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 11 второго блока 1 и кода 34 бего коэффициента передачи. Одновременно блок 2 сбрасывает сигнал на последующей линии нторой группы выходов, тем самим вход преобразователя 4 через ключ Р подключается к выходу усилителя 7 следующего блока выходные сигналы преобразователя 4 записываются в регистр того же блока, а после преобразования преобразователем 5 кода - и блок 6 памяти по последующему адресу. В частности, если блок 2 осуществляет задержку на время, в и раэ больше интервала времени между моментами установления сигналов на соседних линиях, то в течение первых п тактон сигнал на выходе устройства отсутствует, При этом в указанном интервале времени преобразователем 4 осуществляется оценка мгновенного значения выходного напряжения усилителя 7 в первых блоках 1 устройства и результаты оценки записываются в регистры 1 О тех же каналов. В последующем такте выходные сигналы устройства соответствуют мгновенному значению выходного напряжения усилителя второго блокаи т.д. Блок 2 управления работает следующим образом.При запуске блока 2 сигналом на входе элемента НЕ 12 снимается удержание счетчика 14, формирователя 16 и триггера 17 н нулевом состоянии, а формирователя 15 в единичном состоянии. Под действием первого после запуска импульса генератора 13 устанавливается сигнал на первом выходе счетчика 14, который вызывает установку в единичное состояние первого в первой группе 19 триггера и, следовательно, сброс 1-го сигнала 2-й последовательности управляющих сигналов. По истечении времени, необходимого для сбрасывания аналого-цифрового преобразователя 4, формирователь 15 генерирует импульсный сигнал, сбрасывающий первый триггер первой группы 19 в исходное состояние и, следовательно, устанавливающий 1-й сигнал 2-й последовательности. Следующий импульс генератора 13 устанавливает сигнал на нтором выходе счетчика 14, при этом устанавливается второй триггер 19 первой группы и т.д. В течение этих циклов триггер 17 остается н исходном состоянии, приэтом все триггеры второй группы 20 сброшены и сигналы на выходах формирователей 21 отсутствуют.При появлении сигнала на промежуточном (К-м) выходе счетчика 14 устанавливается триггер 17, тем самым сигнал на выходе элемента ИЛИ 18 принимает нулевое значение и снимаетсяудержание триггеров второй группы 20 10 в исходном состоянии.Под воздействием следующего импульса генератора 13 устанавливается сигнал на последующем за промежуточным (К+1)-м выходе счетчика 14, при этом устанавливается первьп триггер второй группы 20 и, следовательно, сбрасывается 1-й сигнал 3-й последовательности управляющих сигналов. Через промежуток времени, необходи 15 го преобразователя 3, формирователь генерирует импульсный сигнал, вызывающий сброс первого триггера второй группы 20 и срабатывание первого фор 25 мирователя, на выходе которого образуется сигнал конечной длительности,Следующий импульс генератора 13 вызывает сброс (К+2)-го сигнала 2-й последовательности, 2-го сигнала 3-й последовательности и последующее установление 2-го сигнала 1-й последовательности, Далее блок 2 управления работает аналогично.Предлагаемое устройство обеспечивает оценку мгновенного значения напряжения на выходе усилителей в отличие от известных устройств не последовательным опросом и коммутацией сигналов на выходе ступеней усиления сигнала в каждом из блоков, а аналого-цифровым преобразователем, общим для всех каналов устройства. Точность работы такого преобразователя можетбыть значительно ниже точности ступеней усиления сигнала, которые в известных устройствах в совокупностис устройствами сравнения напряженийсигнапа на выходах этих ступеней выполняют функцию оценки мгновенногозначения напряжения на выходе усилителей, Следовательно, аналого-цифро 5 зО вой преобразователь может быть реалнзован проще, чем эквивалентная емусовокупность узлов в известных устройствах. Кроме того, оценка мгновенного значения напряжения на выходе усилителей 7 производится безкоммутации цепей высокоточных каска 55 мый для срабатывания аналого-цифрово дов усиления следовательно предлагаемое устройство является более быстродействующим по сравнению с известными или при том же быстродействии может быть реализовано с меньшей потребляемой мощностью.Быстродействие устройства дополнительно повышается с совмещением выполнения в нескольких каналах наиболее длительной операции - установки коэффициента усиления блока 1 по результатам оценки мгновенного значения напряжения на выходе усилителя того же блока и разделением операций оценки мгновенного значения выходного напряжения усилителя и установления коэффициента передачи блока 1 по результатам такой оценки . Раздел.ние указанных операций позволяет задержать начало преобразования результата обработки сигнала (оценки мгновенного значения напрчжения и установки коэффициента усиления по ре зультатам этой оценки) в цифровую форму относительного начала обработки сигнала в этом же блоке 1 на время, превышающее разность времени преобразования сигналов в соседних блокахФормула изобретения1. Устройство для ввода информации, содержащее блоки усиления и дискретизации сигналов, блок управления и первый аналого-цифровой преобразователь, выходы которого являются выходами первой группы устройства, аналоговый вход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми выходами блоков усипения и дискретизации сигналов, четвертые входы которых являются входами групны устройства, выход блока управления соединен с управляющим входом первого аналого-цифрового преобразователя, вход блока управления является входом устройства, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, преобразователь кода, выходы которого соединены с входами второй группы блока памяти, выходы которого являются выходами группы устройгтва, вьноды первой группы блока управления соединены с входами первой группы бло 1257634ка памяти и вторыми входами соответствующих блоков усиления и дискретизации сигналов, первые входы которых соответственно соединень 1 с входами третьей группы блока памяти и выходами второй группы блока управления, выходы третьей группы которого соединены соответственно с третьими входами блоков усиления и дискретизации сигналов, входы группы которых соеди иены с входами преобразователя кода и выходами второго аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с вторыми выходами блоков усиления и дискретизации. 52, Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок усиления и дискретизации сигналов содержит .усилитель, первый и второй ключи, регистр и цифроаналоговый пре- Ю образователь, выход которого соединен с первым входом второго ключа, второй вход и выход которого являются соответственно третьим входом и первым выходом блока, входы группы цифроана логового преобразователя соединены с выходами регистра, первый и второй входы которого являются соответственно входами группы, первым и вторым входамп блока, первый вход регистра щ соединен с втсрым входом первого ключа, первый вход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и выходом усилителя, вход которого является четвертым входом блока, выход первого ключа является. вторым выходом блока.3, Устройство по, п. 1, о т л ив ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент НЕ, генератор,счетчик, элемент задержки, триггер,первый и второй формирователи, первыйи второй элементы ИЛИ, элемент И, первую и вторую группу триггеров, группуформирователей, выходы которых являются выходами. первой группы блока,вход элемента НЕ является входом блока, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго формирователей и триггера и первым входом счетчика, выходы которого соединены соответственно с первыми входами триггеров первой и второй групп,выходы которых являются соответственно выходами второй и третьей группблока, второй вход счетчика соединенс выходом генератора и первыми входами первого и второго формирователей,выход первого формирователя соединенс вторыми входами триггеров первойгруппы, выход второго формирователясоединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединенс вторьки входами триггеров второйгруппы, первый вход последнего триггера которой соединен с первым входом триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первогоэлемента ИЛИ, выходы триггеров второй группы соединены соответственнос входами элемента И и входами формирователей группы, выход элемента И соединен с первым входом второго элемента ЮК и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого является выкодом блока.1257634 ь"ф /ЙРЬ люпЪ 3 алкюьносюьУМа Ющюю яасле 3 Яайлельнасюь йьгм 3 лнй Эвюф лаеле 3 йащтносйль Р-я итера. теаьносл 1 ь к й 1 иСоставитель В. ВерховскийРедактор И. Рыбченко Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко Зака писно Производственно-полиграфическое предприяти Проектная, 4 горо Увь 1 ВЮЛОМвй Лйий Зауой Лайв йй йжмьей 1. 957/47 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Б, Раукомитета СССи открытийккая наб., д