Устройство для сбора данных Советский патент 1986 года по МПК G01R19/25 C08C19/28 

опроса датчиков поддерживается на уровне, зависящем от их активности, т. е, устройство адаптивно:

I

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве многоканального аналого-цифрового преобразователя, ч-осуществляющего преобразование и регистрацию выходных сигналов множества первичных датчиков в системах сбора данных.

Цель изобретения - повьппение про; изводителвности устройства при об- . работке информации за счет синхронизации работы нескольких АЦП при опросе датчиков и исключения непроизводительных затрат времени.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для сбора данных; на фиг.2 - блок синхронизации.

Устройство для сбора данных содержит п первичных датчиков 1, выходы которых соединены с входами блока 2 пороговых элементов и входами m измерительных каналов 3, блок 4 элементов ИЛИ, регистратор 5, последовательно соединенные генератор 6 и распределитель 1, при этом каждый измерительный канал 3 содержит последовательно соединенные блок 8 ключей блок 9 элементов совпадений, элемент 10 ИЛИ, блок 11 синхронизации и сдвиговый регистр 12, выход первого разряда которого соединен с входом установки нуля счетчика 13 адреса, а также аналого-цифровбй преобразователь (АЦП) 14, формирователь 15 импульсов, элементы 16 и 17 задержки и блок 19 фильтров. Выходы блоков 19 всех каналов сое- динень с входами блока 4, выход которого соединен с входом сброса блока 2, Регистратор 5 может 1 клгочать блок 20 буферизации и блок 21 абонентов. Блок 11 синхронизации (фиг.2 содержит последовательно соединен- ные элемент 22 И, D-триггер 23, эле- мент 24 И-НЕ, О-триггер 25, элемент 2 И-НЕ и инвертор 27.

При этом постоянство относительных частот опроса пода,ерживается автоматически. 2 ил.

5

. .

Устройство работает следующим

образом.

Информация от датчиков 1 в аналоговой форме, например в виде постоянного напряжения, поступает на входы блоков 8 всех каналов 3 и на информационные входы блока 2. Последний содержит п анализаторов активности, входы которых соединены с вы- ходом соответствующего датчика 1« Информация от датчиков 1 может поступать и в цифровом виде, тогда вместо АЦП 14 используется буферный регистр. Пороговьй элемент блока 2 может быть выполнен в виде по следовательно соединенных дифференциатора, компаратора и .К-5-тригге ра, второй (R) вход которого соединен с соответствующим выходом блока 4, а инверсный выход - с входом блока 9.

Таким образом, если выходной сигнал i-ro датчика меняется со скоростью, превьипающей пороговую, на выходе соответствующего элемента блока 2 появляется низкий потенциал, свидетельствующий о наличии требования на опрос.

Регистр 12 выполнен кольцевым, JJ т.е. выход последнего (п-го) разряда соединен с входом первого. В момент включения устройства в 12 по установочному входу заносится единица в первый разряд.

Допустим, что в данный момент

0

5

5

требование на опрос на первом выходе блока 2 отсутствует (на нем высокий потенциал). Блок 9 включает набор из п двухвходовых элементов И, на первый вход каждого из которых поступает выход соответствующего разряда регистра 12, а на второй - выход соответствующего анализато- ра блока 2. В результате, если АЦП 14 готов к преобразованию очередного сигнала, единица с выхода первого разряда регистра 12 попадает через блок 9, элементы 10 и 22 (фиг.2) и переводит триггер 23 блока I1 в состояние высокого уровня, а в момент поступления очередного импульса CCj (фиг.1) на тактовый вход блока 1I - поступает на вход регистра 12 к произво- сдвиг информации. Так продолжается до того момента, когда совпадут единица в разряде регистра 12 и ноль на выходе соответствующего анализатора активности блока 2. При этом АЦП 14 начинает работать от импульса, сформированного формирователем 15 и элементом 16 задержки, и начинает обработку сигнала данного датчика, который поступает на вход АЦП 14 через блок 8. Последний выполняется в виде набора ключей по числу первичных датчиков, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов регистра 12, а выходы объединены, образуя тину данных

После окончания преобразования сигнала от очередного датчика сигнал готовности А1Щ 14 разрешает работу элементу 22 и через формирователь 1 элементу 10 и блоку 11, сигнал поступает на вход регистра 12 и описанный процесс поиска датчика, сформировавшего требование на опрос, повторяется, В момент окончания преобразования в АЦП 14 по сигналу с формирователя 15 результат преобразования заносится в регистратор 5.

Итак, если например, датчики 1 с номера 10 по номер 30 не сформировали требования на опрос, на выходе всех регистров 12 каналов 3 при прохождении этих датчиков появляется последовательность из 21-го короткого импульса с частотой появления импульсов на соответствующем выходе распределителя 7.

Распределитель 7 осуществляет формирование последовательностей

СС , СС 2 у р1 пульсов, сдвинутых один относительно другого.

Последовательности несовпадающих по времени импульсов с выхода распределителя 7 поступают на тактовые входы блоков 11 соответствующих каналов 3. В блоке 11 (фиг.2) в исходном состоянии триггеры 23 и 25 Находятся в нулевом состоянии.

D-ВХОД триггера 23 соединен с шиной логической единицы. При появлении положительного перепада (из нуля в единицу) на С-входе тригге- 5 ра 23 последний переходит в состояние единицы и блокирует элемент 24. При последующем появлении сигнала CCj на входах триггера 25 и элемента 26 устанавливается в единицу триг0 гер 25, в исходное состояние триггер 23 и через инвертор 27 сигнал проходит на выходе блока 11.А по окончании этого иьтульса через элемент 24 обнуляется и триггер 25.

5 Время задержки элемента 16 выбирается порядка , где tj - период следования импульсов СС.. Время задержки элемента 17 выбирается порядка t . Поскольку счетчик

0 i 3 устанавливается в ноль при появлении на первом выходе регистра 12, его выходной код всегда соответствует номеру опрашиваемого в данный момент датчика.

5 Важным преимуществом предложенного устройства является автоматическая синхронизация АЦП 14 всех измерительных каналов 3. Например, если в устройстве имеется два

Q АЦП 14 () и в начале работы устройства первый из них опрашивает 20-й датчик, второй - 30-й, а требования на опрос сформированы от 32, 36, 41, 44 и 52-го датчи- ков, то, освободившись, первый АЦП 14 переходит к опросу 32-го датчика, затем второй - к опросу 36-го и т.д., т.е. АЦП 14, опрашивающий в данный момент датчики со старшими номерами; задерживается в своем движении по последовательности датчиков, а АЦП 14, отстающий от него в данный момент, получает возможность догнать. При этом предполагается, что время оп роса одного датчика много больше периода , что имеет место дпя всех существующих преобразователей. Число m АЦП 14 выбирается из условия

0 с

m -onp- f HH

где f „„., - минимальная частота

«ЧИН

опроса датчиков; t Qfo - время опроса одного дат- чика.

Таким образом, в предложенном устройстве частота опроса датчиков поддерживается на уровне, завися0

щем от их активности, т.е. устройство является адаптивным. Кроме того, постоянство относительных частот опроса поддерживается автоматически, без испапьзования сложных программных средств коммутации и систем с обратной связью.

Формула изобретения

Устройство для сбора данных, содержащее п первичных датчиков, выходы которых соединень с входами блока пороговых элементов и входами m измерительных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок ключей и аналого-цифровой преобразователь, ВЬЕХОДЫ которого соединены с выходами соответствующего канала, входы которого соединены с информационными входами блока ключей, а выходы измерительных кайалов соединены с входами регистратора, а также последовательно соединенные генератор и распределитель , отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности, в него введен блок элементов ИЛИ, в кажда1й измерительный канал введены последовательно соединенные элемент ИЛИ, блок синхронизации, сдвиговый регистр и блок элементов совпадений, а также счетчик адреса,блок фильтров, формирователь импульсов и два элемента задержки, при этом выход готовности аналого-цифрового преобра- зователя соединен с входом блокировки блока синхронизации и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с тактовым выходом канала, входом первого элемента задержки и первьтм входом элемента ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с выходами бло- ка элементов совпадений, выход блока синхронизации соединен также через второй элемент задержки со

счетным входом счетчика адреса, вход установки которого соединен с выходом первого разряда сдвигового регистра, а выходы - с второй группой выходов измерительного канала, выходы сдвигового регистра соединены с управляющими входами блока ключей и входами блока фильтров, причем выходы блоков фильтров всех измерительных каналов соединены с соответствующими входами блока элементов ИЛИ, выходы которого соединены с входами Сброс блока пороговых элементов, выходы которого соединены

с второй группой входов соответствующих блоков элементов совпадений измерительных каналов, а выходы распределителя соединены с тактовыми входами соответствующих блоков синхронизации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве многоканального аналого-цифрового преобразователя. Цель изобретения - повьшение производительности устройства при обработке информации. Устройство содер- жит И. датчиков 1, блок 2 пороговых элементов, блок 4 элементов ИЛИ, генератор 6, распределитель 7, т- ; распределительных каналов 3 и регистратор 5, Распределительный канал 3 включает элементы 16 и 17 задерж- ки, счетчик 13 адреса, формирователь 15 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 14, элемент 10 ИЛИ, блок 11 синхронизации, сдвиговьй регистр 12, блок 9 элементов совпадения, блок 8 ключей и блок 19 фильтров. Регистратор 5 состоит из блока 20 буферизации и блока 21 абонентов . Блок 11 синхронизации, содержит последовательно соединенные элемент И, D-триггер элемент И-НЕ, D-триггер, элемент И-НЕ и инвертор 27. В устройстве частота i сл }.,J. г сс„ КС со IsD

oei/i/ec/fa.i fdi//fi/i a

23

Г

м

|4JlF0rS

-jj Ha72J7

иг.2

Составитель В.Шубин Редактор Т.Кугрыыева Техред М.Пароцай Корректор Е.Сирохман

Заказ 778/55 . Тираж 730 Подписное ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская на., д. 4/5

Фи.тшал ГОШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4