Устройство для ввода аналоговой информации Советский патент 1983 года по МПК G06F3/04 

И, ВЫХОДЫ,которых подключены к первым входам второго, третьего триггеров : соответственно, третий вход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами второго и третьего триггеров, выходы ко-, topMx подключены к первым вводам третьего и четвертого нагрузочных элементов через последовательно соединенные первый инвертор, первый индикатор и через последовательно сое-диненные второй инвертор, второй индикатор соответственно, вторые вводы третьего и четвертого нагрузочных элементов соединены.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА АНА/ЮГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу аналогоци(|( преобразователя, второй вход которого является входом уст ройства, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами блока сопряжения, управляющий выход - с первым управляющим входом блока сопряжения, информационные и управляющий выходы которого являются соответственно информационным и управляющим выходами устройства, второй управляющий вход блока сопряжения является управляющим входом устройства, о т л и ч а ю щ ё ее я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него . введен блок контроля и диагностирования, содержащий анализаторы управляющих сигналов, ключ, первый и второй нагрузочные элементы, выводы на;Грузочных элементов соединены с соот ветствующими выводами ключа, вывод вто|)ого нагрузочного элемента соеди нен с первыми входами анализаторов управляющих сигналов, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, к управляющему выходу блока сопряжения и к управляющему входу устройства соответственно, первые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляю1чих сигналов подключены к третьим входам второго, третьего и первого анализаторов управляющих сигналов соответственно, вторые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляющих сигналов подключены к четвертым входам соответственно второго, третьего и первого . анализаторов .управляющих сигналов, первые выходы которых соединены с пятыми входами третьего, первого и W второго анализаторов, управляющих с сигналов соответственно. S 2. Устройство по n.t, о т л и - Ч а ю щ е е с я тем, что каждый из анализаторов управляющих сигналов со держит инверторы, триггеры,элементы N0 ,И, индикаторы, третий и четвертый наD грузочные элементы, элемент задерж,ки и элемент ИЛИ, первый, второй и Iтретий входы которого, первые входы -ч1 первого и второго элементов И, вход CD элемента задержки, первый вход первого триггера являются пятым, третьим первым, вторым, четвертым входами и .вторым и первым выходами.анализатора соответственно; вход и выход элемента задержки соответственно соединены с первыми входами первого элемента И и первого триггера, выход элемента ИЛИ :подключен к второму входу триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам автоматического ввода в ЭВМ. Известно устройство для ввода аналоговой информации, содержащее 5 блок управления АЦП, усилитель, блок считывания и дополнительный блок считывания с их связями .1 .

Недостатком этого устройства является асинхронный принцип работы, 10 при котором выборка информации производится в произвольные моменты времени, что ограничивает область применения. .

Наиболее близким к изобретению tS является устройство для ввода аналоговой информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП), .. интерфейс ЭВМ и генератор импульсов, запусказдих АЦП. На вход АЦП посту- 20 пает сигнал случайного процесса, генератор запускает АЦП с заданной частотой. АЦП выдает на вход интерфейса код результата преобразованил в сопровождении сигнала готовности дан- 25 ных. Интерфейс выдает сигнал требования в ЭВМ, ЭВМ вырабатывает сигнал выборки, который, поступив в интерфейс, сбрасывает сигнал требования и производит считывание результата пре- зо образования, который принимаете ЭВМ 2 .

При нормальной работе сигналы fiycK (П ), Требование (Т и выборка(В должны следовать в определенном П-Т-В-П-Т-В-... Любые откяонения от этого порядка приводят к возникновению ошибок и являются лрйзнаками неисправностей, требующих диагностики и устранения. Причинами отклонений могут быть ЭВМ,АЦП и интерфейс. Из-за нерегулярного режима работы ЭВМ может не успеть выбрать результат изме .е@ния из интерфейса до того,как поступит следующий запуск АЦП. АЦП может не успевать выполнять преобразование за время между двумя пусками. Интерфейс может недопустимо задерживать выдачу сигнала Т. Возможен и ряд других неисправностей, каждая из которых может привести к потере информации,

Устройство имеет пониженную надежность, так как не обеспечивает контроля за правильностью функционирования.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого является входом устройства, информацион- ные выходы аналого-цифровогопреобразователй соединены с соответствующими информационными входами бло|ка сопряжения, управляющий выход с первым управляюидим входом блока сопряжения, информационные и управляющий выходы которого являются со-.. ответственно информационным и управляющим выходами устройства, второй управляющий вход блока сопряжения является управляющим входом устройства, введен блок контроля и диагностирования, содержащий анализаторы управлящих сигналов, ключ, первый и второй нагрузочные элементы, выводы нагрузочныгх элементов соединены т с соответствующими выводами клюмз, вы вод второго нагрузочного элемента содинён с первыми входами анализаторов управляюидих сигналов, вторые входы которых подключены к выходу генерато ра импульсов, к управляющему выходу блока сопряжения и управляющему входу устройства соответственно, первые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляющих сигналов подключены к третьим входам второго, третьего и первого анализаторов управляющих сигналов соответственно, вторые выходы первого, второго и третьего анапиза.торов управляющих сигналов по ключены к четвертым входам соответст венно второго, третьего и первого анализаторов управляющих сигналов, первые выходы которых соединены с пя тыми входами третьего, первого и вто рого .анализаторов управлящих сигналов соответственно. . Кроме того, каждый из анализаторо управляющих сигналов содержит инвертор, триггеры ,элементы И,индикаторы, третий и четвертый нагрузочные элемен ты, элементы задержки и элемент ИЛИ, первый, второй и третий входы которого, первые входы первого и второго элементов И, вход элемента задержки, первый вход первого триггера являются пятым, третьим, первьм, вторым,,четвертым входами и вторым и первым выходами анализатора соответственно, рходи выход элемента задержки соответственно соединены с первыми входами первого элемента И и первого триггера, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу триггера, выход которого соединен с вто рыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены кпервым входам второго и третьего триггеров соответственно, третий Вход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами второго и третьего триггеров выхода которых подключены к первым вводам третьего и четвертого нагрузочных элементов через послеДовательно соединенные первый инвертор, п€(рвый индикатор и через последовательно соединенные второй инвертор, второй индикатор соответственно, вторые вводы третьего и четвертого нагрузочных элементов соединены. На фиг, t показаны возможные порядки следования контролируемых сигналов (Пуск-П, Требование-Т и Выборка-В), допустимые при нормальной работе и являю1чиеся признаками эле ментарных нарушений нормального-режима работы; на фиг.2 - структурная схема устройства; на фиг.З - структурная схема блока контроля и диаг ностики; на фиг. - функциональная схема анализатора логических сигналов; на фиг.5 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу анализатора; на фиг. 6 - временные диаграммы следования контролируемых сигналов в нормальном режиме ( Ва) и в некоторых типовых случаях нарушений нормального режима работы (6 Б-Е), На фиг.6 Б показан случай повторной выдачи сигнала Пуск(П-П). При 3toM ни Требование, ни Выборка не возникают. Такой случай, например, возможен при отключении питания АЦП, Блок контроля и диагностики выдает код 100000. На фиг.6 В показав случай, когда после сигнала Пуск не было выдано Требование, но поступил сигнал Выборки (П-в). Такой случай может возникнуть, например, если в результате помехи интерфейс отказал и не Выдал сигнал Требование, а помеха принята за сигнал Выборка. Блок контррля и диагностики выдает код 010000. На фиг.6 Г показано иарушение режима, состоящее в удвоении сигнала Требование, что возможно, например, при неустойчивой работе Э1гементов блока сстряженйя. Блок контроля и диагностики в этом случае выдает код 001000. На фиг. 6 Д показан случай, когда после выдачи генератором одного сигнала Пуск блок сопряжения выставил потенциальный сигнал Требование, а от ЭВМ не поступил сигнал Вьюрка. Обычно задний фронт сигнала Требование форт1руется по перед-. нему фронту сигнала Выборка. Поэтому отсутствие Выборки приводит к вырождению импульса Требование в потенциал. Блок контроля и диагностики в данном случае выдает код 101100. На фиг. 6 Е показан случай нарушения режима, состоящий в-удвоении сигнала Вьйорка. Это может, например, наблюдаться при неустойчивой работе устройства в ЭВМ, выдающего сигнал Выборка. Блок контроля и диагностики выдает код. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь АЦП 1, блок сопряжения 2, вычислитель 3, генератор импульсов k, блок контроля и диагностирования Г связи между блоками устройства6-12,первый,второй и третий входы блока контроля и диагностирования 13-15, анализаторы управляющих 10 сигналов 16, 162, I6j, ключ Г/, входы и выходы (сигналы анализатора управляющих сигналов 18-2, триг, геры 25-27, элемент ИЛИ 28, инверторы 29 и 30, элементы И 31 и 32, элемент задержки 33, связи сигна- - лы) анализатора логических сигналов 3 и 35, индикаторы 36 и 37, сигналы Пуск, Требование, Выборка (П, Т, В), нагрузочные элементы . Устройство работает следующим образом. На вход АЦП 1 поступает случайный процесс.Вход запуска 6 АЦП 1 соединен с выходом генератора А. Выход 7 АЦП 1, несущий код ординаты случайного процесса, соединен с входом блока 2. Вт рой .выход АЦП соединён с вторым хог дом блока 2 связью 8. Выходные шины 9 блока 2 соединены с входом вычислителя 3. Связь между блоком 2 и вычислителем 3 служит для передачи сигнала Требование. Связь 11 между вычислителем 3 и третьим входом бло-ка 2 предназначена для передачи сигнала Выборка. При нормальной работе устройства возможны три варианта чередования сигналов Пуск (П), Требование (Т) и Выборка (в): П-Т, Т-В и В-П (фиг.2. Остальные шесть возможных вариантов чередования этих сигналов (п-П, П-В, Т-Т, Т-П, В-В и В-Т могут возникать только при неправильной работе систе мы и поэтому являются признаками эле ментарных нарушений нормального режима , на выявлении которых работа устройства. В режиме нормальной работц сигналы от генератора k, блока 2 и щ лчислителя 3 Пуск, Требование и Выборка поступают на входы 21 соответственно первого, второго и третьего анализаторов 16. При этом co6j 6flaeTC порядок чередования сигналов - R-T-B -П-Т-В-П-Т-В-... Эта последовательность включает три варианта чередования сигналов: П-Т, Т-В и В-П, кото рые приведены в первом столбце таблицы (фиг.1). Временная диаграмма сигналов анализатора 16 в режиме нор мальной работы показана в левой стороне фиг.5. Первоначально включением ключа 17 триггеры 25-27 во всех анализаторах 16 устанавливаются в нулевое положение. 6 Сигнал, пришедший на вход 21 анализатора 16 (фиг.), поступает на элемент задержки 33 и, спустя время задержки, которое должно быть больше его длительности, появляется на первом выходе 19 анализатора 16. , а также устанавливает в единичное состояние триггер 25, на входах логических элементов И 31 .и 32 появляется равный разрешающий сипА нал. Однако сигнал на входе 21 к этому времени стает равным нулю и через элемент И 31 не проходит. Сигнал с выхода 22 поступает на вход 23 следующего анализатора 16, но не может попасть в нем на вход триггера 27, так как в этом анализаторе триггер 25 сброшен и выдает сигнал, равный нулю. Сигнал 19 поступает на вход 20 следуюи его анализатора 16 и вход 18 предыдущего анализатора 16,,,, проходит в них че-рез элементы ИЛИ 28 на нулевые входы триггеров 25, но не оказывает на них никакого действия, так как эти триггеры находятся в состоянии О. Таким образом, в результате поступления сигнала на вход 21 в данном анализаторе 16 установлен в 1 триггер 25. Если появляется следующий сигнал, соответствующий режиму нормальной работы (фиг.2 на входе следующего по отношению к рассмотренному анализатору 16, то все процессы в этом анализаторе протекают аналогично. Однако сигнал 19, поступив на вход 18 рассмотренного анализатора 16, сбрасывает в нем триггер . 25 в О. Поступление третьего, следующего по режиму нормальной работы (фиг.1) сигнала на вход третьего анализатора 16 приводит аналогичным образом к установке триггера 25 в третьем анализаторе в 1 и к сбро-. су .этого триггера в О во втором анализаторе 16. В дальнейшем процесс повторяется. Элементарные нарушения нормального режима можно разделить на два типа, соответствующие второй и третьей колонкам таблицы на фиг.1. Элементарные нарушения первого типа (колонка 2) состоят в повторении одноименных сигналов: П-П, Т-Т и В-В. Временная диаграмма, поясняющая работу анализатора 1б при возникновении элементарного нарушения первого типа, показана в средней части фиг.5. После прихода первого из сигналов, соетавляющих элементарное нарушение пер вогр типа, триггер 25 устанавливается а Vja сигнал на входе логического элемента И 31 также имеет единичное значение (фиг.). Поэтому Bto рой одноименный сигнал, поступив на вход 21, проходит через элемент |1 31 и устанавливает триггер 2б в единичное состояние.. При этом сигнал на выходе инвертора 29 принимает зна.чение О, что вызывает загорание соединенного с ним индикатора 36. Повторные сигналы на выходах 19 и 22 не производят в остальных анализаторах 16 никаких изменений. Таким образом, загорание одного из трех индикаторов Дб соединенных с инверторами 29, говорит о возникновении соответствующего элементарного нарушения первого типа. В третьей колонке Таблицы фигЛ) даны элементарные нарушения второго типа, состоящие в появлении недопустимых вариантов чередования двух различных сигналов: П-В, Т-П, В-Т. Временная диаграмма, иллюстрируклцая работу анализатора 16, показана в правой части фиг.5. После появления Первого сигнала триггер 25 в соответствующем анализаторе 16 находится в единичном состоянии. Благодаря этому сигнал на входе элемента И 32 равен единице П{ж элементарном нарушении второго типа второй сигнал поступает на вход 21 анализатора 16 предшествующего (по кольцу тому, в который первый сигнал. Этот второй сигнал появляется на выходе 22 и попадает на вход 23 анализатора 16, в которы уже поступил первый сигнал. Здесь второй сигнал проходит через элемен 32 и устанавливает в 1 триггер 27 Сигнал 35 с выхода этого триггера проходит через инвертор 30 и включает индикатор 37. Второй сигнал, поступив на вход 21 анализатора 16, кроме описанных действий, проходит, через элемент за- держки 33, устанавливает в триггер 25 и появляется на выходе 19. С этого выхода он поступает на вход 20 последующего анализатора 16 и на вход 18 предыдущего анализатора 16. Это приводит к сбросу в них триггеров 25 в нулевое состояние, т.е. подготавливает анализаторы к анализу дальнейших вариантов чередования сигналов. Загорание одного из трех индикаторов 37, соединенных с инверторами 30, сигнализирует о возникновении соответствующего элементарного нарушения второго типа. Сброс блока контроля и диагностирования 5 в начальное состояние производится нажатием ключа 17. При этом триггеры в анализаторах 16 устанавливаются в нулевое положение, и все индикаторы гаснут. В реальных условиях отклонения от нормального режима могут сопровождать ся появлением нескольких вариантов элементарных , соответствующих дв: правым столбцам таблицы ( фиг.1). В этих условиях происходит загорание нескольких индикаторов. Триггеры 26-и 27 образуют шестиразрядный регистр, который может быть использован для выдачи данных диагностики в вычислитель 3. При этом набор ординат случайного процесса может считаться Доброкачест-Венным, если после его ввода не загорелся ни один из индикаторов или на триггерах 2б и 27 сохранился двоичный код 000000. Введение особой конструкции блока контроля и диагностирования 5 позволяет повысить надежность устрсий ства за счет своевременного выяв {ления и устранения неисправностей.

E 23

2

3

g

Ш

Д

27

ФигЛ