Многоканальный цифро-аналоговый преобразователь Советский патент 1986 года по МПК H03M1/66 

1

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики, в частности к таким системам телемеханики, в которых телеметрическая информация принимаемая из линий связи в виде кодов, должна воспроизводиться аналоговыми приборами.

Цель изобретения - повышение надености устройства за счет исключения регистра и элементов И и ИПИ в каждом из канальных преобразователей, определяюищх надежность многоканального цифро-аналогового преобразователя при большом количестве каналов.

На фиг. 1 изображена функциональ- ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - возможные схемы реализации блоков приема и управления.

Устройство содержит блок 1 приема блок 2 управления, канальные преобразователи 3-1,...,3-т для управления m приборами, пульт 4 диспетчера, формирователь 5 сигналов управления, входящие в состав канальных преобразователей 3 элементы памяти, выполненные на регистре 6 сдвига, и источники 7 тока, а также входящие в состав формирователя 5 сигналов управления генератор 8 тактовых импульсов первый 9 и второй 10 счетчики, мультиплексор 11 и коммутатор 12.

Первый и второй входы блока 1 приема являются первой и второй входными шинаьш. Первый выход блока 1 приема соединен с первым входом блока 2 управления, вторые выходы которого подключены к выходам пульта 4 диспетчера. Каждый из выходов блока 2 управ ления соединен с соответствующим входом разрешения записи регистра 6 сдвига, информационный вход каждого из которых соединен с вторым выходом блока 1 приема. Выходы формирователя 5 сигналов управления соединены с адресными входами каждого регистра 6 сдвига, выход которого подключен к входу источника 7 тока, выход которого является выходной шиной.

Первый и второй выходы генератора 8 тактовых импульсов соединены соответственно с первым входом коммутатора 12 и входом первого счетчика 9, выходы которого соединены с со 6тветствую1Щ1ми информационными входами мул..типлексора 11. Вьтход гyльти- плексора 11 подключен к второму входу коммутатора 12, третий вход кото- рог япляется кходом фор тяропл гр.ти

332842

сигяалов управления. Вькод коммутатора 12 соединен с входом второго счетчика 10, выходы которого соединены с адресными входами мультиплек5 сора 11 и являются выходами формирователя 5 сигналов управления. Блок 1 приема содержит первый 13 и второй 14 распределители, триггер 15 и элемент И 16. Первый и второй входы пер10 вого распределителя 13 являются первой и второй входными шинами. Выход синхронизации первого распределителя 13 соединен с входом второго распределителя 14, первый и второй выхо(5 ды которого подключены к первому и второму входам триггера 15. HiiBepc- ный выход триггера 15 соединен с вторым входом элемента И 16, первый вход которого подключен к инфор20 мационному выходу первого распределителя 13 и является вторым выходом блока 1 приема. Выход элемента И 16 является первым выходом блока 1 приема. Прямой выход триггера 15 являет25 ся третьим выходом блока 1 приема. Блок 2 управления Содержит регистр 17 сдвига, m регистров 18 адресов и m компараторов 19. Вход регистра 17 сдвига является первым входом

30 блока 2 управления. Выходы регистра 17 сдвига подключены к первым входам компараторов 19. Вторые входы блока 2 управления через соответст- регистры 18 адресов соединены

35 вторыми входами соответствующих компараторов 19. Третий вход каждого компаратора 19 объединены и являются третьим входом блока 2 управления. Выход каждого компаратора 19 являет4Q ся cooтвeтcтвyюшJI выходом блока 2 управления.

Устройство работает следуюп1Т1м образом.

На входные шины блока 1 приема

,(5 из линий связи поступает последовательный код, содержащий информационную и адресную части. Блок 1 разделяет принимаемые данные и направляет последовательный информационный код

5Q на вход регистров 6 сдвига всех ка- нальргых преобразователей 3-1,...,3-т.

Адресная информация направляется из блока 1 приема через первый выход на вход блока 2 управления, который 55 в соответствии с данными, введенными в него с пульта 4, формирует сигнал 1 на одном из выходов 2-1,..., 2-т блока 2 уттравттения . Гигнялы

3

с шин 2-1,...,2-m подаются на входы

разрешения записи в регистры 6 сдвига.

Одновременно сигнал разрешения от блока 1 приема подается на коммутатор 12 формирователя 5 сигналов управления. Этим обеспечивается прохождение на второй счетчик 10 импульсов с первого выхода генератора 8. Частота этих импульсов равна частоте сигналов в линии связи. Выходы счетчика 10 соединены с адресными шинами регистров 6 сдвига и определяют адреса разрядов, куда последовательно заносятся принимаемые из линии связи сигналы.

Цепь установки нулевой позиции первого счетчика в начале выдачи информационного кода из блока 1 не показана .

После завершения приема информации в выбранный регистр 6 сдвига с выхода 2-1,...,2-m снимается сигнал 1, чем восстанавливается режим считывания данных, хранимых во всех регистрах 6 сдвига. Адресные сигналы, определяющие номер разряда, от которого информация подается на выход каждого регистра 6, как и в режиме записи, задаются вторым счетчиком 10. Однако, в режиме считывания сигнал от блока 1 на коммутатор 12 не подается, и на выход коммутатора проходят сигналы, образуемые на выходе мультиплексора 11. Мультиплексор 11 пропускает на выход сигнал с входи, адрес которого задан кодом на его входах управления, т.е. кодом состояния второго счетчика. На входы мультиплексора подаются сигналы с выхода первого счетчика 9, число разрядов которого (а следовательно, и число входов мультиплексора) равно п числу разрядов кода, преобразуемого канальными преобразователями 3 в аналого10

15

20

123328 4

в перрую происходит при поступлении на вход первого счетчика 9 2 сов от генератора 8. После переключения счетчика 10 в первую позицию очередной сигнал 1 на выходе мультиплексора 11 образуется при поступлении от генератора 8 очередных импульсов. В этот момент второй счет чик переключается во вторую позицию. Аналогичным образом счетчик 10 переключается на остальные позиции. Из описанного видно, что время удержания второго счетчика 10 на каждой позиции изменяется в точном соответствии с весами соответствующих разря дов кода - на нулевой позиции (соответствует сканированию старшего разряда кода) счетчик 10 удерживается в течение половины периода заполне-, ния счетчика 9, на первой позиции - в течение четверти периода и т.д. Та как код состояния второго счетчика 1 определяет и адрес выборки сигналов из регистра 6 сдвига, то на выходе регистра 6 сдвига образуется в режим считывания данных последовательный код весовых импульсов, набор которых соответствует записанному коду, т.е. отношение суммарной длительности импульсов, образованных в регистрах 6, к периоду повторения сигналов на выходе счетчика 9 отображает принятый код. С помощью источника 7 тока, рассчитанного на номинальный ток отклонения стрелки выходного прибора, последовательный код преобразуется в ток, среднее значение которого соответствует принятому коду. Период повторения сигналов на выходе счетчи ков 9 и 10 должен быть достаточно малым (т.е. достаточно высокой должна быть частота импульсов на втором выходе генератора 8), чтобы исключит колебания стрелки выходного прибора. Следует отметить, что при записи

25

30

35

40

вые сигналы. Число входов управления,5 новых данных в какой-либо канальный

а следовательно, и число разрядов во втором счетчике 10 равно двоичному логарифму преобразуемого кода.

Соединения между выходами первого счетчика 9 и входами 11 сделаны так, что при нулевой комбинации сигналов на выходе второго счетчика 10 на выход 11 проходит сигнал с выхода разряда 2 первого счетчика 9. Переключение второго счетчика 10 в следую- цие позиции происходит при появлении сигнала 1 на.выходе 11. Следовательно, переход из нулевой позидаи

10

15

20

23328 4

в перрую происходит при поступлении на вход первого счетчика 9 2 и myль- сов от генератора 8. После переключения счетчика 10 в первую позицию очередной сигнал 1 на выходе мультиплексора 11 образуется при поступлении от генератора 8 очередных импульсов. В этот момент второй счетчик переключается во вторую позицию. Аналогичным образом счетчик 10 переключается на остальные позиции. Из описанного видно, что время удержания второго счетчика 10 на каждой позиции изменяется в точном соответствии с весами соответствующих разрядов кода - на нулевой позиции (соответствует сканированию старшего разряда кода) счетчик 10 удерживается в течение половины периода заполне-, ния счетчика 9, на первой позиции - в течение четверти периода и т.д. Так как код состояния второго счетчика 10 определяет и адрес выборки сигналов из регистра 6 сдвига, то на выходе регистра 6 сдвига образуется в режиме считывания данных последовательный код весовых импульсов, набор которых соответствует записанному коду, т.е. отношение суммарной длительности импульсов, образованных в регистрах 6, к периоду повторения сигналов на выходе счетчика 9 отображает принятый код. С помощью источника 7 тока, рассчитанного на номинальный ток отклонения стрелки выходного прибора, последовательный код преобразуется в ток, среднее значение которого соответствует принятому коду. Период повторения сигналов на выходе счетчиков 9 и 10 должен быть достаточно малым (т.е. достаточно высокой должна быть частота импульсов на втором выходе генератора 8), чтобы исключить колебания стрелки выходного прибора. Следует отметить, что при записи

25

30

35

40

преобразователь на адресные шины всех регистров 6 сдвига подается вместо последовательности, изменяющейся через неравные (весовые) промежутки времени, последовательность с равномерно изменяющимися кодовыми комбинациями (с частотой, равной частоте сигналов на первом выходе генератора 8). В связи с тем, что время

записи новой информации значительно меньше инерционности аналоговых приборов , ощутимых воздействий на отображаемую информацию смена последовательности адресных сигналов не оказывает .

Основу блока 1 составляют распределители 13 и 14. Распределитель 14 устанавливается в начальное состояние по сигналу синхронизации от распределителя 13, Распределителем 14 формируются тактовые сигналы, участвующие в приеме и обработке информа- ищи. Структура рабочего цикла определяется временной диаграммой конкретного телекомплекса. Выходные сигналы X и Y второго распределителя определяют начало и конец приема информа- ционной части сообщения. С помощью триггера 15 образуется сигнал разрешения выдачи из блока 2 сигналов 2-1,...,2-т и подключения к счетчику 10 сигналов от генератора 8 (ра ботающего синхронно с распределителем) . Сигнал 1 от триггера 15 поступает на первый выход блока 1 после завершения ввода адресной части сообщения. ,

Последовательный код - адресная часть сообщения - вьщеляется элементом И 16, на который подается выходной код от распределителя 13, и сигнал от триггера 15 и подается с вто- рого выхода на вход блока 2. Сигнал разрешения с первого выхода, кроме того, подается на блок 5.

Блок 2, например, содержит общий регистр 17 сдвига - преобразова- тель последовательного кода адреса в параллельный, индивидуальные для каждого канала регистры 18 .1 , . . .,18. адресов, задаваемых органами управления (например, общими для всех ка- налов ключами задания адреса и индивидуальными кнопками выбора адреса канала) пульта 4 диспетчера и индивидуальные коьтараторы 19 . 1 ,...., 19 ,т

сравнивающие параллельные коды, за

-

писанные в регистр 17 и регистры 18.1,...,18.т. Выходные сигналы 2-1,..,,2-т формируются при подаче на все компараторы 19 параллельно сигнала разрешения от блока 1, т.е. 50 после завершения ввода в регистр 17 всей адресной части. Разрядность регистров 17 и 18 одинакова и зависит от числа параметров, которые быть приняты и выданы на отобра кение. 55 Сигнал логической 1 формируется на одном ИЛИ нескольких выходах 2.1,..., 2-т, если таписанные в рогистртл

18.1,,..J18.т адреса совпадают с те- куисим адресом, записанным в регистр 1

Формула изобретения

1.Многоканальный цифроаналоговый преобразователь, содержащий пульт диспетчера, m канальных преобразователей , каждый из которых выполнен на элементе памяти и источнике тока, выход которого является выходной шиной, блок управления и блок приема, первьш и второй выходы которого являются первой и второй входными шинами соответственно, первый выход соединен с первым входом блока управления, вторые входы которого подключены к выходам пульта диспетчера, каждый из выходов - к соответствующему входу разрешения записи элемента памяти, информационный вход каждого из которых соединен с вторым выходом блока приема, отличаю п|ийся тем что, с целью повьш1ения надежности,

в него введен формирователь сигналов управления, а в каждом канальном преобразователе элемент памяти выполнен на регистре сдвига, выход которого соединен с входом источника тока, причем третий выход блока приема соединен с третьим входом блока управления и входом формирователя сигналов управления, выходы которого подключены к адресным входам регистров сдвига.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся- тем, что формирователь сигналов управления выполнен на двух счетчиках, мультиплексоре, коммутаторе и генераторе тактовьп импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом коммутатора и входом первого счетчика, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами мультиплексора, выход которого подключен к второму входу коммутатора, третий вход которого является входом формирователя сигналов управления, а выход соединен с входом второго счетчика, выходы которого подключены к адресным входам мультиплексора и являются выходами формирователя управления.

3.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок приема выполнен на двух распределителях импульсов, триггере и э-чемси- те И, причем первый и второГт входь первого распределителя импульсов являются, первым и вторым входами блока приема, информационный выход первого распределителя импульсов соединен с первым входом элемента И н является выходом блока приема, выход син- хронизадаи - с входом второго распре- .делителя, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам триггера, прямой выход которого является третьим выходом блока приема, инверсный выход соединен с вторым входом элемента И, выход которого является первым выходом блока Приема.

4. Преобразователь по п. 1, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, блок управления выполнен на регистре ч;дви- га, m рег истрах адресов и га компараторах, при этом первым входом блока управления является вход регистра сдвига, выходы которого подключены к первым входам m компараторов, вторыми входами блока управления являются входы регистров адресов, выходы каждого из которых соединены с вторыми входами соответствующего компаратора, третьи входы компараторов

объединены и являются третьим входом блока управления, а выходы являются соответствуюЕЦИми выходами блока управления .

К блокам j J...

г-т

Составитель А.Симагин || едактор А.Сабо Техред О.Сопко Корректор Е.Сирохман

Заказ 2782/57 Тираж 816Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета- СССР

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

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4.

От блока f Фиг..2

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики и позволяет повысить надежность преобразования кода в аналоговый сигнал при большом количестве каналов за счет упрощения каждого из m канальных преобразователей 3, число га которых определяет надежность многоканального цифроаналогового преобразователя.. Все канальные преобразователи 3 работают одинаково. Сигнал с входных шин записывается последовательно в элемент 6 памяти, а затем поступает в виде последовательного кода на вход источника 7 тока. Время считывания каждого разряда на выходе элемента 6 памяти, определяемое формирователем 5 сигналов управления, пропорционально его относительной величине. С выхода источника 7 кода снимается аналоговьй сигнал, постоянная составляющая которого пропорциональна значению входного кода. При поступлении нового значения входного кода блок 2 управления разрешает запись входного кода в элементы 6 памяти в последовательности, которая задается сигналами с пульта 4 диспетчера. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л к t ьэ оо 00 ю 00 4 Н npu5ttfJij т