Устройство для ввода аналоговых сигналов Советский патент 1983 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам сопряжения .датчиков с ЦВМ, и может быть использован6 в системах обработки данных.

Известно устройство для ввода информации, содержащее формирователи, регистр фиксации единичных приращений, буферный регистр, элемент И tl}.

Недостатком устройства является низкая надежность, .обусловленная отсутствием схем контроля и обнаружения неисправностей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее генератор эталонного напряжения, генератор эталонной частоты, блок сравнения, пороговый блок, три переключательных элемента и два аналоговых ключа, причем первый вход устройства и выход преобразователя , кода в напряжение через первый переключательный элемент соединены с входом преобразователя напряжения в частоту, второй вход .устройства и выход ге нератора эталонного напряжения-через второй переключательный элемент соединены с входом преобразователя напряжения в код, третий вход устройства и выход преобразователя параллельного кода в последовательный через третий переключательный элемент соединены с входом преобразователя последовательного кода в параллельный, первый и второй входы блока сравнения через первый и второй аналоговые ключи соответственно

10 соединены с выходами генератора эталонной частоты и преобразователя кода в частоту соответственно, а выход блока сравнения через пороговый блок соединен с четверть выходом 5 устройства С21.

Недостатком устройства является ограниченная надежность.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

20

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее первый блок сравнения, выход которого является первым выходом устройства,,

25 генератор частоты, ключ, первый и второй переключатели, первые выводы которых являются первьм и вторым входами устройства соответственно, а вторые выводы подключены к входам

30 преобразователя нгшряжение - код и первого счетчика соответственно, тр тьи выводы, первого и второго перекл чателей соответственно соединены с выходами преобразователей код - нап ряжение и код - частота и являются вторым и третьим выходами устройства соответственно, введены первый и второй мультиплексоры, второй и третий счетчики, умножитель дешиф ратор, первый, второй и третий регистры и второй блок сравнения, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с установочным входомпервого и с входом второго счетчиков, с первым выходом дешифратора, выход генератора импульсов через ключ соединен с входом третьего счетчика и с синхровхо дом дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к входам записи первого, вторбго и третьего регистров соответственно, первый вход первого мультиплексора является третьим входом устройства, второй вход соединен с выходом третьего счетчика, а выход подключен к входу дешифратора и к первому входу второго 1С1ультиплексора, второй вход которого являетсяi четвертым входом устройства, третий четвертый и пятый входы второго мультиплексора подключены к выходам преобразователя напряжение - код, первого и второго счетчиков соответственно, вход умножителя соедине с выходом второго счетика, выход г первым входом второго блока сравнения, пятый :вход устройства соединен с управляющими входами ключа, пер.вого, второго переключателей и с третьим входом первого мультиплексо ра, выход второго мультиплексора по ключен к информационным входгш первого, второго и третьего регистров, выходы которых соединены с входами преобразователей код - напряжение, код-частота и с вторым входом второго блока сравнения соответственно На фиг. 1 приведена структурная схема устройстваJ на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Устройство содержит третий счетчик 1, первый мультиплексор 2, -гене ратор 3 частоты, дешифратор 4, преобразователь 5 напряжение-код, первый и второй снетчики б и 7 кода, второй мультиплексор 8, регистры 9,10 и 11, преобразователь 12 коднапряжение, преобразователь 13 кодчастота, второй блок 14 сравнения, умножитель 15, первый блок 16 сравнения, ключ 17, переключатели 18 и 19, входы Вх1, Вх.2, Вх.З, Вх.4, Вх.5 и выходы Вых. 1, Вых.2, Вых.З, Вых.4 устройства. Частота генератора обозначена 3 РО„, сигналы на выходах дешифрато ра 4 - У1, У2, УЗ и У4, сигнал на выходе блока 14 - F,-, период частоты .- , . Работа устройства возможна в двух режимах. В первом режиме преобразования команда от ЦВМ поступает на вход устройства и через мультиплексор 2 поступает на управляющие входы мультиплексора 8, который в соответствии с командой коммутирует входы Вх.1, Вх.2, Вх.4 с выходом, и на входы дешифратора 4, гправляющего записью кода в регистры 9 и 10. Таким образом, код числа от ЦВМ, поступающий . на Вх, 4 устройства через мультиплексор 8 переписывается в регистры 9 или 10 в соответствии с командой от ЦВМ и затем преобразуется преобразователем 12 в пропорциональное напряжение, поступающее на Вых. 2, или преобразуется преобразовйелем 13 в частоту, поступающую на Вых;. 3. Напряжение, поступающее нагВх., преобразуется преобразователем 5 в код, который в соответствии с командой ЦВМ поступает через мультиплексор 8 на Вых.1 устройства. Частота, поступающая на Вх.;2 устройства, интегрируется счетчиком б, крд которого через мультиплексор 8 в соответствии с командами от ЦВМ поступает на Вых.4. Работу устройства во втором режиме контроля и выработки сигнала Исправность поясняет временная диаграмма (фиг. 2). На Вх.5 поступает постоянный сигнал Контроль, по которому мультиплексор 2 коммутирует выход счетчика 1 с управляющим входом мультиплексора 8 и с входом дешифратора 4, переключатель 18 соединяет выход преобразователя 12 с входом преобразователя 5, переключатель 19 соединяет выход преобразователя 13 с входом счетчика б,.ключ 17 соединяет выход генератора 3 с входом счетт чика 1 и с входом синхронизации дейшфратора 4. Таким образом работу дешифратора 4 в этом режиме синхронизирует генератор 3. Первый импульс генератора 3 изменяет на единицу исходное состояние счетчика 1. В соответствии с кодом счетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход счетчика 7 с входом регистра 9 и код N-J счетчика 7 по сигналу VI от дешифратора 4 записывается в регистр 9, поступает на вход преобразователя 12, где преобразуется в напряжение 0- ( коэффициент передачи преобразователя 12), котррое поступает на вход преобразователя 5. Преобразователь 5 преобразует напряжение в код N 5 U-jj 5 коэффициент передачи преобразователя 5. Второй импульс генератора 3 через время 1/t) изменяет состояние счетчика 1 на единицу. В соответствии с этим состоянием счетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход преобразователя 5 с входом регистра 10, и код Ng по сигнал У2 дешифратора 4 записывается в регистр 10, поступает на вход преобра зователя 13, где преобразуется в ча тоту 1С,5 K rjL- T , где К - коэффициент передачи преобразователя 13. Частота F поступает на вход сче чика 6 и интегрируется им в течение времени t-,. Третий импульс генератора 3 чере время t изменяет состояние счетчика Г на единицу. В соответствии с этим состоянием счетчика 1 мультиплексор 8 коммутирует выход счетчика 6 с входом регистра 11 и код N ( по сигналу УЗ дешифратора 4 записывается в регистр 11 и поступает на первый вход блока 14. На вход блока 14 поступает код N -jj , где - коэффициент передачи -умно жителя 15. Если выбрать К5 К 2 К-|з 1 то при исправной работе всех блоков устройства обеспечивается равенство кодов N-j5H Ng на входах блока 14. На выходе блока 14 формируется высокий уровень напряжения. Четвертый импульс генератора через время t изменяет состояние сче чика 1 на единицу. В соответствии с этим состоянием счетчика 1 дешифратор 4 формирует импульс У4, который обнуляет счетчик 6 и изменяет на единицу содержимое счетчика 7, подготавливая их к следующему циклу контроля. Так как на входах блока 1 теперь различные коды, он формирует низкий уровень напряжения. Далее устройство осуществляет цикл контроля со значением кода N-j -ь 1 в сче чике 7. Таким образом, на входе Олока 14 при исправной работе всех блоков устройства во всем диапазоне провер емых величин формируется частота Ft4 оп1 которая поступает на первый вход блока 16. На второй вход блока 16 поступает сигнал У4, частота следования крторого равна также Fon/4. Равенст во этих частот контролирует ключ 17 и выдает .сигнал Исправность на вход дешифратора 4. Применение изобретения поз.волит путем незначительных аппаратурных затрат производить одновременно и автономно во всем диапазоне измерения проверяемых величин тестовый онтроль всех входящих в устройство локов, что повышает надежность устойства. Формула изобретения Устройство для ввода аналоговых ;;игналов, содержащее первый блок сравнения, выход которого является первым выходом устройства, генератор частоты, ключ, первый и второй переключатели, первые выводы которых являются первым и вторым входами устройства соответственно, а втррые выводы подключены к входам преобразователя напряжение-код и первого счетчика соответственно, третьи выводы первого и второго переключателей соответственно соединены с выходами преобразователей код-напряжение и код-частота и являются вторым и третьим выходами устройства соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения нгщежности устройства, в него введены первый и второй мультиплексоры, второй и третий счетчики, умножитель, дешифратор, первый, второй и третий регистры и второй блок сравнения, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с установочным входом первого и с входом второго счетчиков, с первым выходом дешифратора, выход генератора час-тоты через ключ соединен с входом третьего счетчика и с синхровходом дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к входам записи первого, второго и третьего регистров соответственно, первый вход первого мультиплексора является третьим входом устройства, второй вход соединен с выходом третьего счетчика, а выход .подключен к входу дешифратора и к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого является четвертым входом устройства, третий, четвёртый и пятый входы второго мультиплексора подключены к выходам преобразователя напряжение-код, первого и второго счетчиков соответственно, вход умножителя соединен с выходом второго счетчика, выход - с первым входом второго блока сравнения, пятый вход устройства соединен с управляющими входами ключа, первого, второго переключателей и с третьим входом первого мультиплексора, выход второго мультиплексора подключен к информационным входс1М первого, второго и третьего регистров,выход:йл которых соединены с входами преобразователей код-напряжение, код-частота и с

вторым входом второго блока сравнения соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 06 F 3/04, 1965.

свидетельство СССР 06 F 3/04, 1979