Аналоговый регистратор

(53) 6 гиче- итута конструкторс изико-техниче ратур АН УСС тер 88.8)и техника эксп.1,2. о-техн кого и Я.фен 1.398 ( иборы 74, ри равоч ам./П 2, 1978 риментэ, 1 Мб,С ик по рад д ред. Д с.41, рис онным уст М Энер ле и я,т )А АЛОГОВЫИ РЕГИСТ обретение относится ной технике и пред Т электроизме значено дл т ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ НТ СССР аналоговой регистрации цифровых сигналов, Целью изобретения являетя повышение точности регистратора, Регистратор регистрирует абсолютное значение сигнала в цифровом виде и приращение относительно начального кода в аналоговом виде. Регистратор содержит выходной 1 и входной 2 блоки, счетчики 3, 12, 14, блоки 4,22 задержки, блок 5 сравнения, блок 6 анализа, задатчик 7 кода, блок 8 уставки, цифровой индикатор 9, генератор 10 тактовых импульсов, элемент И 11, переключатели 13, 16, триггер 15, коммутатор 17, формирователь 18 импульсов, регистр 19, цифроаналоговый преобразователь 20, инвертор, операционный усилитель 23 и резисторы 24-26. 2 з,п. ф-лы 4 илИзобретение относится к электроизмерительной технике.Целью изобретения является повыше-.ние точности регистратора.На фиг,1 представлена структурная схема регистратора; на фиг,2 - функциональная схема блока уставки; на фиг.З -функциональная схема блока анализа; нафиг.4 - временные диаграммы, поясняющиеработу регистратора,Регистратор содержит (фиг.1) выходнойблок 1, входной блок 2, реверсивный счетчик 3. импульсов, первый блок 4 задержки,блок 5 сравнения, блок 6 анализа, задатчик7 кода, блок 8 уставки, цифровой индикатор9, генератор 10 тактовых импульсов, элемент 11 И, первый счетчик 12 импульсовпервый переключатель 13 чувствительности, второй счетчик 14 импульсов, триггер15, второй переключатель 16 шкалы, коммутатор 17, формирователь 18 импульсов, ре. гистр 19, цифроаналоговыйпреобразователь 20, (аналоговый) ин вертор21, второй блок 22 задержки, операционныйусилитель 23 и резисторы 24 - 26.Блок уставки содержит (фиг,2) первыймультиплексор 27, реверсивный счетчик 28импульсов, второй мультиплексор 29, регистр 30, первый триггер 31, первый элемент И 32, первый элемент ИЛИ 33, элемент34 задержки, второй 35, четвертый 36 элементы И, второй элемент ИЛИ 37, второйтриггер 38, третий, пятый - седьмой элементы И 39-42 соответственно,Блок анализа содержит (фиг.З) пятнадцатый 43, восьмой 44 элементы И, первый45, второй 46 элементы ИЛИ, шестнадцатыйэлемент И 47; первый элемент НЕ 48, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 49, первый 50,второй 51 триггеры, первый, девятый, десятый, второй - пятый элементы И 52 - 58 соответственно, второй элемент НЕ 59,одиннадцатый, двенадцатый, шестой элементы И 60-62 соответственно, третий, четвертый, шестой, пятый элементы. ИЛИ63 - 66 соответственно, тринадцатый 67, четырнадцатый 68, седьмой 69 элементы И,третий 70, четвертый 71 триггеры и восьмой72, седьмой 73 элементы ИЛИ.Регистратор работает в автоматическом и ручном режимах.В автоматическом режиме работа начинается при подаче сигнала "Пуск" на входтриггера 31. При этом последний устанавливается в "1" (фиг,4 а), С цифрового приборапериодически, после окончания цикла егоработы, поступает сигнал Ки (фиг.4 б) который производит сброс в нулевое состояниетриггера 15, счетчиков 12 и 14, триггера 38,занесение в счетяик 3 кода, прошедшего преобразование уровней во входном блоке2. Первый из сигналов Ки, поступивший после установки триггера 31 в "1", проходитэлемент И 32, элемент ИЛИ 33 и производит5 занесение кода в счетчик 28. После задержки на элементе 34 происходит сброс триггера 31 в нулевое состояние и перезаписькода счетчика 28 через мультиплексор 29 врегистр 30, в котором хранится код началь 10 ной уставки (он отражается на цифровоминдикаторе 9),Блок 5 сравнения осуществляет сравнение кодов счетчика 3 и регистра 30. Проверка результата сравнения производится15 сигналом Ки после его задержки в блоке 4(сигнал Ки, фиг,4 в.) В первом цикле автоматического режима коды счетчика 3 и регистра 30 всегда равны, поэтому триггер 15остается в "0" и состояние счетчика 3, 12, 1420 и 28 не изменяется. В дальнейшем работаопределяется блоком 6 анализа, На фиг.4рассмотрены четыре возможных вариантакодов (кода А) и регистра 30 блока 8 уставки(кода В) при равенстве знаков АВ и А В25 и при неравенстве знаков АВ и АВ,При равенстве знаков и АВ (фиг.4 г) вблоке 6 триггер 70 устанавливается в нулевое состояние (фиг.4 з), а триггер 71 - в единичное (фиг.4 и), определяющих режим30 работы реверсивных счетчиков 3 - в режимвычитания и счетчика 28 - в режиме сложения. Триггер 15 (фиг,4 ж) по сигналу Ки устанавливается в единичное состояние иразрешает через элемент И 11 прохождение35 импульсов тактового генератора 10 на.счетные входы счетчиков 3 и 28. Одновременноэти импульсы поступают на вход счетчика 12и после деления, определяемого положением переключателя 13, поступают на счетчик40 14. После достижения равенства кодов А=В(фиг.4 е) триггер 15 сигналом от элементаИЛИ 45 сбрасывается в "0", прохождениеимпульсов генератора 10 прекращается икод счетчика 14 переносится в регистр 19.45 Если АВ (при равенстве знаков), тотриггер 70 устанавливается в единичное состояние, а триггер 71 - в нулевое состояние,что определяет режим сложения счетчика 3и режим вычитания счетчика 28 (фиг.4 д), В50 остальном работа регистратора сохраняется, Если знаки входного кода и кода уставкиразличны, то счетчики 3 и 28 работают идентично: сначала оба в режиме вычитания, когда реверсивные счетчики 3 и 28 переходят в55 нулевое состояние, на выходе Р каждого изних появляются сигналы "Заем", которыеустанавливают триггеры 50 и 51 в единичноесостояние(фиг.4 к, л), что определяет работусчетчиков 3 и 28 в режиме сложения. Приравенстве кодов процедура завершается.тобпри а выра реша сче Гч тригг 52,а И 43,нал А В боты ется регис счетч тельн рекл ч посту разно 20 и к число. И когда входн заран чину ( счетчи 14 за выраб рый ус и прек счетчи в реги пись с(фиг,4 вый к переп занос началь Ан разова тора 1 знаков мутато ное и преоб 17 ана ходног Гласов регист В через м дом ци Дл прибор ходных вает и необхо ментов В регистрисключить ложный сброс триггера 15 ровкой выходного кода (двоичный или двовных кодах и разных знаках кодов, ично-десятичный) в регистраторе предусотка сигнала сброса триггера 15 раз- мотрено переключение режима счетчиков 3 тся только при режиме сложения и 28 в двоичный или двоично-десятичный ка 3 (условие неравенства кодов и "1" 5 режим. Задатчик 7 начального кода имеет 15 ра 50 подаются на входы элемента И позиций и шифратор 16 х 4, и им можно осуего выхода на первый вход элемента щестнлять установку как двоичного (от 0 до а второй вход которого подается сиг), так и двоична-десятичного кода.УРегистратор осуществляет аналоговую всех варлантах после окончания ра регистрацию во всем диапазоне изменения четчиков 3 и 28 триггер 15 сбрасыва- цифрового кода (при работе в автоматиченулевое состояние, после чего в ском режиме). Чувствительность регистрар 19 производится запись состояния тора определяется коэффициентом деления ка 14 (фиг.4 м). Регулировка чувстви- счетчика 12, емкостью преобразователя 20 сти регистратора производится пе и коэффициентом передачи усилителя 23. ателем 13, в этом случае в счетчик 14 Индикатор 9 отражает текущее состояает количество импульсов, равное ние кода уставки,ти текущего кода преобразователя Регистратор позволяет регистрировать да уставки, уменьшенное в заданное абсолютное значение сигнала в цифровом20 виде и приращение относительно начальноменение кода уставки происходит, го кода в аналоговом виде, точность аналоразность между текущим значением говой регистрации не изменяется по го кода и кодом уставки превышает абсолютной величине во всем динамичее заданную переключателем 16 вели- ском диапазоне измерения, подключать люапример, 1024, 512 и тд) емкости 25 бые приборы с цифровым выходом и а 14,Вслучаедостижениясчетчиком сигналами, изменяющими знак в процессе энного значения формирователь 18 измерений, а также позволяет изменять чувтывает сигнал переполнения, кото- ствительность аналоговой регистрации при анавливает в "1" триггер 38 (фиг.4 н) неизменности шкалы цифровых приборов.ащает подачу тактовых импульсов в 30 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 28 (фиг,4 р), а по сигналу занесения 1. Аналоговый регистратор. содержатр 19 одновременно происходит за- щий входной блок, входы которого являются держимого счетчика 28 в регистр 30 информационными входами регистратора, ), т.е. в регистре 30 фиксируется но- реверсивный счетчик, генератор тактовых д уставки. При отсутствии сигнала 35 импульсов, первый счетчик, триггер и форлнения в каждом цикле в счетчик 28 мирователь импульсов, о т л и ч а ю щ и йся код регистра 30, т,е. значение. с я тем, что, с целью повышения точности ого кода уставки(фиг.4 о). регистратора, в него введены блоки задерлоговый выходной сигнал с преоб- жки, блок сравнения, блок анализа, задателя 20 поступает на входы компара чик кода, блок уставки,элемент И, второй и инвертора 21, В зависимости от счетчик, регистр, цифроаналоговый преобвходного кода и уставки через ком- разователь, инвертор, коммутатор и выход 17 на выход приходит положитель- ной блок, первый выход входного блока и отрицательное напряжение соединен с первыми входами блока анализа азователя 20. С выхода коммутатора 45 и блока уставки, второй выход соединен с оговый сигнал поступает на вход вы- первым управляющим входом реверсивноблока 1, предназначенного для со- го счетчика, вторым входом блока уставки, ния выхода устройства с входом входами установки в "0" первого и второго ирующего прибора. счетчиков, первым входом установки в "0" учном режиме работы в регистр 30 50 триггера и через первый блок задержки с льтиплексор 29 по сигналу Ки в каж- вторым входом блока анализа, третьи выхоле заносится код задатчика 7. ды входного блока соединены с соответстрегистрации сигналов цифровых вующими информационными входами в, имеющих различные уровни вы- реверсивного счетчика и третьими входами сигналов, входной блок 2 обеспечи блока уставки, выходы задатчика кода соееобразование уровней в сигналы, динены с соответствующими четвертыми имые для работы логических зле- входами блока уставки, первые выходы костройства. торого соединены соответственно с первыучае подключения предлагаемого ми входами блока сравнения и являются тора к приборам с различной коди- цифровыми выходами регистратора, пер 1608795вые выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими вторыми входами блока сравнения, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока анализа, первый выход и шестой вход блока анализа соединены соответственно с вторым управляющим входом и вторым выходом реверсивного счетчика, второй выход блока анализа соединен с пятым входом блока уставки, шестой и седьмой входы которого являются соответственно первым и вторым упрвляющими входами регистратора, второй и третий выходы блока уставки соединены соответственно с седьмым и восьмым входами блока анализа, третий выход которого, соединен с вторым входом установки в "0" триггера и через второй блок задержки с восьмым входом блока уставки и тактовым входом регистра, выходы регистра соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен непосредственно с первым и через инвертор с вторым информационными входами коммутатора, выход коммутатора соединен через выходной блок с аналоговым выходом регистратора, четвертый, пятый и шестой выходы блока анализа соединены соответственно с входом установки в "1" триггера, первым и вторым управляющими входами коммутатора, выходы триггера и генератора тактовых импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с тактовыми входами первого счетчика, реверсивного счетчика, девятым входом блока уставки и первым входом первого переключателя, выходы первого счетчика соединены с соответствующими вторыми входами первого переключателя, выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика, выходы которого, кроме выхода младшего разряда, соединены с соответствующими входами второго переключателя и первыми информационными входами регистра, выход младшего разряда второго счетчика соединен с вторым информационным входом регистра, выход второго переключателя соединен через формирователь импульсов с десятым входом блока уставки, одиннадцатый и двенадцатый входы блока уставки и обьединенные тринадцатый вход блока уставки и третий управляющий вход реверсивного счетчика являются соответственно третьим, четвертым и пятым управляющими входами регистратора,2, Регистратор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, блок уставки содержит мультиплексоры, счетчик, регистр, триггеры, эле мент задержки, элементы И и элементы ИЛИ, выход первого элемента И соединен непосредственно с первым входом первоо элемента ИЛИ и через элемент задержки с первым входом второго элемента И и входом установки в "0" первого триггера, прямойвыход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И и первым управляющим входом первого мультиплексора, инверсный выход первого триггера соединен с вторым управляющим входом первого мультиплексора, выходы которого соединены соответственно с инфор 10 мационными входами счетчика, выходы 15 которого соединены с соответствующими первыми информационными входами второго мультиплексора, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, первые выходы регистра соединены с соответствую 20 щими первыми информационными входами первого мультиплексора, прямой выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соеди 25 нен с первым входом четвертого элемента И, выходы второго, четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра, инверсный выход второго триггера соединен с первыми ЗО входами шестого и седьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно элемента ИЛИ соединен с первым управляющим входом счетчика, второй информационный вход второго мультиплексора является первым входом блока уставки, вход установки, в "0" второго триггера, второй вход первого элемента И и первый вход пятого элемента И объединены и являются .вторым входом блока уставки, вторые информационные входы первого и второго 40 45 мультиплексоров и второй управляющийвход счетчика являются соответственно третьими, четвертыми и пятым входами блока уставки, вторые входы второго и четвертого элементов И и первый управляющий 50 вход второго мультиплексора объединены и являются шестым входом блока уставки, второй вход пятого элемента И и второй управляющий вход второго мультиплексора объединены и являются седьмым входом 55 блока уставки, вторые входы третьего и шестого элементов И обьединеныи являются восьмым входом блока уставки, второй вход седьмого элемента И, входы установки в "1" второго и первого триггеров, вход установки в "0" первого триггера и третий управляюс вторым входом первого элемента ИЛИ и35 счетным входом счетчика, выход первогощи но уст вы ля тр ся ты , рыэл не вог эле чет пе да пе до на сое ры сн ин не вто выпят вхо эле ИЛ св ме соепят мен сто ше эле пер вход счетчика являются соответствендевятым - тринадцатым входами блока вки, первые выходы регистра, второй од счетчика и второй выход регистра явтся соответственно первыми, вторым и 5 тьим выходами блока уставки.3. Регистратор по п.1, о т л и ч а ю щ и йтем, что блок анализа содержит элемен, элементы ИЛИ, элементы НЕ, триггезлемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход 10 мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен осредственно с первыми входами пер - седьмого элементов И и через первый ент НЕ с первыми входами восьмого - рнадцатого элементов И, прямой выход 15 вого триггера соединен с вторыми вхои первого и третьего элементов И, выход ваго элемента И соединен с первым вхопятнадцатого элемента И, выходы пятцатого и восьмого элементов И 20 инены соответственно с первым и втовходами первого элемента ИЛ И, инверй выход первого триггера, прямой и ерсный выходы второго триггера соедиы с вторыми входами соответственно 25 ого, пятого и четвертого элементов И, оды второго. элемента ИЛИ и второго - го элементов И соединены с первыми ами соответственно шестнадцатого ента И и третьего - шестого элементов 30 , выход девятого элемента И соединен орыми входами третьего и шестого элетов ИЛИ, выход десятого элемента И инен с вторыми входами четвертого и го элементов ИЛИ, выход второго эле а НЕ соединен с вторыми входами шео и двенадцатого элементов И, выходы. того, одиннадцатого и двенадцатого ентов И соединены соответственно с ым, вторым и третьим входами седьмо го элемента ИЛИ, выходы седьмого, тринад" цатого и четырнадцатого элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами восьмого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с входом установки в "0" и входом установки в "1" третьего триггера, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с входом установки в "1" и входом установки в "0" четвертого триггера, вход второго элемента Н Е, первый вход элемента ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и вторые входы седьмого, одиннадцатого, тринадцатого и четырнадцатого элементов И объединены и являются первым входом блока анализа, входы установки в "0" первого и второго триггеров и второй вход шестнадцатого элемента И объединены и являются вторым входом блока анализа, первый вход второго элемента ИЛИ, второй вход девятого элемента И и третие входы двенадцатого и тринадцатого элементов И объединены и являются третьим входом блока анализа, вторые входы второго элемента ИЛИ, десятого элемента И и третие входы одиннадцатого и четырнадцатого элементов И объединены и являются четвертым входом блока анализа, вторые входы восьмого и пятнадцатого элементов И объединены и являются пятым входом блока анализа, входы установки в "1" первого и второго триггеров и второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно шестым - восьмым входами блока анализа, выходы третьего и четвертого триггеров, первого элемента ИЛИ, шестнадцатого элемента И, восьмого и седьмого элементов ИЛИ являются соответственно первым - шестым выходами блока анализа.16 О 8795 Знак ЦИ = Знаку Чсдп. Знак ЦП Ф Знаку Уст. фи Составитель М,НикуленковРедактор М,Бланар Техред М.Моргентал Корректор няк роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 3624 Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5