Устройство для ввода информации Советский патент 1986 года по МПК G06F3/00 G06F15/00 

рений. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее элементы И I-6, элемент НЕ 7, элементы задержки 8-10, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов П, счетчик 12 и дешифратор I3, управляющий коммутатором сигналов с датчиков, выход которого через усилитель 15 и выбираемые -с помощью компаратора и триггера 18 полярности прямую или инвертирующую цепь подключен к входу схемы аналого цифрового преобразования с промежуточным преобразованием напряжение - время, введены два многоразрядных

Изобретение относится к автоматике, измерительной информационной технике и предназначено для коммутации и преобразования аналоговых сигналов с широким динамическим диапазоном в цифровой эквивалент, может быть применено как внешнее устройство для измерительньпс информационных систем и управляющих вычислительных -комплексов .

Цель изобретения - повьш1ение точности результатов измерений,

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для ввода информации.

Устройство содержит шесть элементов И 1-6, элемент НЕ 7, три элемента задержки 8-11, первьй генератор импульсов 11, счетчик 12, де1шифра- ,тор 13, мультиплексор 14, усилитель 15 первьй 16 и второй 17 ключей, первьй триггер 18,, инвертирую-- щий повторитель 19, компаратор 20, блок элементов ИЛИ 21, первьй элемент ИЛИ 22, реверсивный счетчик 23, два регистра 24 и 25, задающий генератор 26, преобразователь 27 напряжения во временной интервал, третий ключ 28, четвертьй элемент задержки 29, седьмой элемент И 30,второй триггер 31,-второй элемент ШШ 32.

Устройство для ввода информации работает следующим образом.

По сигналам с генератора тактовых импульсов 11 счетчик 12 задает порегистра 24-25, соединенных с выходами и входами реверсивного счетчика 23, входы управления направлением счета которого подключены к выходам триггера полярности 18. Первый и .второй выходы дешифратора блокируют выборку стробов и отпирают регистры 24 и 25,.на которые записьтается текущее значение смещения для сигналов положительной и отрицательной полярности. Для измерения смещений по сигналам с первого и второго выходов дешифратора замыкается ключ 28, соединяющий выход коммутатора с шиной нулевого потенциала, 1 ил.

следовательно увеличивающийся код на. дешифратор 13, на выходах которого последовательно появляются сигналы, управляющие переключением каналов мультиплексора 4 или ключом 28 подключения нулевого сигнала на вход измерительного тракта.

Первые два канала отводятся для измерения смещений в измерительном

тракте при измерении положительных и отрицательных сигналов. На вход измерительного тракта подается при этом нулевой, сигнал через третий ключ 28, замкнутый при прохождении

измерений на первом и втором каналах, т,е, в начале цикла измерений. Для этого на управляющий вход третьего ключа 28 подается сигнал управления С выхода второго элемента ИЛИ 32,

входы которого связаны с первым и вторым выходами дешифратора 13. С этих же выходов дешифратора 13 сигналы поступают на установочные входы первого триггера 18. При работе на

первом канале триггер 18 сброшен и измеряемый сигнал с блока усилителей 15 поступает на вход преобразователя 27 напряжения во временной интервал через ключ 16 (положительньй входной сигнал). По сигналу с тактового генератора 11 запускается также процедура аналого-цифрового преобразования: сброс реверсивного счетчика 23, перепись через время, определяемое схемой задержки 9, на

триггер 18 управления выбором полярности текущего значения выходнога сигнала с компаратора полярности 20, поданного на вход триггера 18, установка через элемент задержки 29 в единичное состояние второго триггера 31, определяющего временной интервал преобразования напряжения - вре- мя для заполнения реверсивного счетчика 23 счетными импульсами эталон- ной частоты с генератора 26 через элемент И 4 и элемент ИЛИ 22. Сброс триггера 31 производится от блока 27 преобразования напряжения во временной интервал, вьтолненного, напри- мер, по схеме заряда конденсатора с последующим разрядом его эталонным током и определением момента перехода через нуль заряда этого конденсатора .

В результате цикла аналого-цифро- вого преобразования на реверсивном- счетчике 23 образуется дополнительный К.ОД числового эквивалента входного сигнала, так как направление счета будет определено состоянием триггера полярности 18.

При опросе первого и второго каналов происходит измерение смещений в измерительном такте. Для этого по сигналам с первого и второго выходов дешифратора. 13 объединяются на элементе ИЛИ 32 и поступают на управляющий вход третьего ключа 28, за- мыкание которого приводит к подклю- чению на вход измерительного тракта нулевого сигнала с шины нулевого потенциала. Триггер полярности 18 при этом устанавливается по установочным входам в нулевое (первый канал де- шифратора 13) или в единичное (вто- рой канал дещифратора 13) состояние на все время цикла аналого- ; цифрового-«преобразования . По первому

каналу измеряется смещение для ветви

положительных входных сигналов (усилитель 15, первьм ключ 16), по второму - дпя отрицательньпс (усилитель 15, второй ключ 17, инвертирующий повторитель 19). Обозначим результаты из- мерения этих смещений соответственно N и N. Регистры 24 и 25 при изме- ,рении смещений заперты, так как за- ;перт элемент И 3 через элемент НЕ 7, д.элементы И 1 и 2 открыты, в результате чего после цикла аналого-цифрового преобразования результаты измерений N и Nj соответственно перепи510 t5 20

. 25

5

5

0 5

саны с выход а счетчика 23 на регистры 24 (для пологкительных входных сигналов) и 25 (для отрицательных входных сигналов). Перезапись производится по сигналу с генератора тактовых импульсов 11, задержанному на элементах задержки 9 и 8 на время цикла аналого-цифрового преобразования. Элемент И 37, вырабатывающий сигналы синхрониза11;ии внешнего регистратора результатов измерений (поступающие на общий выход устройства) на время измерения смещений, блокируется сигналом с элемента НЕ 7.

Остальные входные каналы (начиная с третьего) предназначены для измерения сигналов с рабочих датчиков. На триггер 18 записывается при этом состояние компаратора 20, так как установочные входы триггера 18 уже не влияют на его состояние. Цепи формирования стробов для регистров 24 и 25 (схемы совпадений 3, 5, 6) разблокированы и в зависимости от полярности входного сигнала на счетчик 23 переписьшается код с регистра 24 (для отрицательных входных сигналов) или с регистра 25 (для положительных входных сигналов).

1

Перепись производится после на-.

чального сброса счетчика 23 и установки триггера 18 с задержкой, определяемой элементом задержки 9, на время переходных процессов в мультиплексоре 14 перед занесением дополняющей единицы на счетный вход счет- чика 23 через элемент задержки 10 (время задержки определяется временем переписи кода с регистров 24 и 25 на счетчик 23). Перепись кодов N, (с регистра 24) и N (с регистра 25) в инверсном виде и дополнение их единицей по счетному входу позволяет получить на счетчике 23 величину (-N) или (-N ), представленную в дополнительном коде (для последующей операции вычитания). Далее с некоторой задержкой на элементе задержки 29 вырабатывается сигнал начала цикла аналого-временного преобразования, устанавливающий триггер 31 в единичное состояние, после чего на счетнь1й вход счетчика 23-поступают импульсы с генератора 26 через элемент И 4 и элемент ИЛИ 22. Счетчик 23 работает при этом или в режиме суммирования (для положительных входных сигналов), нли в режиме вычитания 1для отрицательных входных сигналов).

Пусть на счетный вход поступит И импульсов. Они связаны с входньш сигналом и зависимостью

N «и + N

где К

f 5

коэффициент преобразования измерительного тракта; N - смещение в измерительном

тракте для соответств пш:ег О состояния триггера полярности 20 (NB N. для

w,

,Np .,, Wj для р 1 ).

Поскольку перед начапом цикла va лого-гщфрового преобразования на счетчик 23 занесен код (-Кр)э кокеч- ным результатом преобразования будет величина

N - NJ, К

(2)

пропорциональная велич не входного сигнала, учитывающая знак последнего и представленная в дополнительном коде, которьй обычно используется в в ычислительной технике.

Эта величина выставляется на пш- нах общего выхода устройства вместе с сигналом синхронизахши рабо т:,г регистратора, посту :а;л{ иы со cxei 2 i совпадений 30 после окончания дикла преобразования, время котсрсго задается схемой задеряски ЯСледует за -:ети ;ь,, :тс смеи.енне т, измерительном тракте дреййллош.а:: величина, которая может при:- имать как положительные, так и отрицательные значения. Это автоматически учитывается предложенной струко-: у:уой устройства. Единственным условием правильного функционирования устройства является сохранение знатна входного сигнала во время его отбора схемой аналого-цифрового преобразования (от момента перезаписи полярности на триггер 18 до окончания заряда конденсатора в преобразователе 27 напряжения во временной интервал, определяемое сигналом, поступающим на управляющм вход преобразователя 27 с вьосода ске- ы задержки 29).

Предлагаемое устройство для ввода информации по сравнению с известным имеет большую точность и более удобную форму представления результата из мерений nprf сохранении быстродействия устройства. Это можно подтвердить тем, что в известном устройстве не учитьшается наличие смещения в измерительном тракте и его дрейф, ко0

5

0

5

0

5

5

0

5

торые составляют обычно единицы милливольт и десятки микровольт на градус соответственно. Если шкала измерительного устройства рассчитана, например, на 10 мВ с чувствительнбс- тью 10 мкВ, это приводит к существе : ньпу ощибкам. Точность работы предлагаемого устройства по сравнению с известным улучщается в 5-1Q раз. Форма представления конечных результатов в дополнительном коде учитывающем з знак входного сигналаs позволяет на 10-20% снизитдъ общее время послед; -- ющей обработки данных на ЭВМ.

Формула изобретения

Устройство для B..;,ia информации,, содержагцее с первого г;о шестой элементы И, элемент НЕ, с первого по третий элементы задержки, первый генератор импульсов, счетчкг;., дещифра- тор, Ь5ультиплексор5 усилитель-, первый и второй ключи, инвертирующий повторитель, компаратор, первый триггер, выход первого генератора импул-. сов подключен к входу счетчика и входу второго элемента .задаржу-си, выход которого подключен к nepso;- y входу третьего элемента И, к ы:;оду первого элемента задержки и к четверто- MI/, входу первого триггера, прямой и

инверсный выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно и к вторым входам пятого и шестого элементов И,, выходы счетчика подключены к входам дешифратора, первый и второй вьгкодь которого подключены к третьему и второму входам первого триггера соответственно и к первым входам первого и второго элементов И, ос таль- ные выходы депшфратора подключены к адресным входам мультиплексора, информационные входы которого являются входами устройства, выход мультиплексора подключен через усилитель к ий- формационньш входам первого и второго ключей и к входу компаратора, выход которого подключен к первому - входу первого триггера, выход второ- го ключа подключен к входу инвертирующего повторителя, выход элемента НЕ подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу третьего элемента задержки и к первым входам пятого и шестого элементов И, выход первого элемента задержки подключен к вторым

входам первого и второго элементов И отличающееся тем, что, с целью повышения точности результатов измерений, в него введены блОк элементов ИЛИ, первый и второй элементы -ИЛИ, реверсивный счетчик, первый и второй регистры, второй генератор импульсов, преобразователь напряжения во временной интервал, третий ключ , четвертый элемент задержки, седьмой элемент И, второй триггер, выходы первого и второго элементов И подключены к входам записи первого и второго регистров, выходы пятого и шестого элементов И подключены к входам считьшания первого и второго регистров, выходы первого и второго регистров подключены к входам блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к входам предварительной установки реверсивного счетчика, выходы которого являются информационными выходами устройства, соответствующие информационные входы первого и второго регистров объединены и подключены к выходам реверсивного счетчика, первый вход седьмого элемента И .подключен.к выходу первого элемента задержки, а второй вход подключен к выходу элемента НЕ, выход седьмого элемента И является синхронизирующим выходом устройства, вход четвертого элемента задержки

Редактор И. Сегляник

Составитель В. Базовкин

Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4126/48 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ 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

47853 . 8

подключен к выходу второго элемента задержки, а выход подключен к первому входу второго триггера и к управляющему входу преобразователя напря- , жения во временной интервал,.выход которого подключен к второму входу второго триггера, выход Которого под-, ключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к 10 второму входу первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента задержки, а выход подключен к счетному входу реверсивного счетчика, вход сброса кото- 5 рого подключен к выходу первого генератора импульсов, первьш и второй управляющие входы реверсивного счетчика подключены к прямому и инверсному выходам первого триггера соответст- 20 венно, выход второго генератора импульсов подключен к второму входу четв ертого элемента И, выходы первого ключа и инвертирующего повторителя подключены к второму аналоговому вхо- 25 ду преобразователя напряжения во временной интервал, входы второго элемента ИЛИ подключены к первому .и второму выходам дешифратора, а выход подключен к входу элемента НЕ и к уп- 30 равляющему входу третьего ключа, выход которого подключен.к шине нулевого потенциала, информационньй вход третьего ключа подключен к выходу мультиплексора.

Изобретение относится к областям автоматики и измерительной информационной техники и предназначено для коммутации и преобразования аналоговых сигналов. Цель изобретения - повышение точности результатов изме(Л ю 4 СХ) СП ел