Устройство для ввода информации Советский патент 1987 года по МПК G06F3/00 

14 и дешифратор 15, управляющий мультиплексором 16, выход которого через усилитель 17 подключен к схеме аналого-цифрового преобразования с промежуточным преобразованием напряжение- время, введены датчик 20 исходного кода с блоком элементов И 21, подключенным через блок элементов ЮШ 1 1 к входам -загрузки введенных в устройство последовательно соединенных второго счетчика 22, многоразрядного элемента И 23 и формирователя 24, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика 26, связанного по выходам с входами регистра 8, подключенного к блоку элементов ИЛИ 11. Первый выход дешифратора 15 подключает к входу измерительного тракта шину эталонного напряжения через

1

Изобретение относится к автоматике, измерительной информационной технике, предназначено для коммутации и преобразования низковольтных аналоговых сигналов в цифровой эквивалент и может быть использовано как внешнее устройство для измерительных информационных систем и управляющих вычислительных комплексов.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства ДЛ5 ввода

информации. I

Устройство содержит пять элементов И 1-5, две схемы 6 и 7 задержки, регистр 8, инвертор 9, аналоговый ключ 10, блок элементов ИЛИ П, два генератора 12 и 13 (тактовых) импульсов, первый счетчик 14, дешифратор 15, мультиплексор 16, усилитель 7, преобразователь I8 напряжения во временной интервал, триггер 19, датчик 20 исходного кода, блок элементов И 21, второй счетчик (с инверсными выходами) 22, многоразрядный элемент И 23, формирователи 24 и 25 импульсов соответственно по переднему и заднему фронтам, третий (суммнрую- пдяй.) счетчик 26 . Входлми устройства

аналоговый ключ 10 и отпирает логические элементы И для занесения в вычитающий счетчик 22 исходного кода с датчика 20, Результат измерения при этом записывается в регистр 8 и используется для корректировки частоты заполнения третьего счетчика 26 путем занесения при каждом рабочем измерении во второй счетчик 22 кода с регистра 8 через блок элементов ИЛИ 11. Этот код определяет коэффи- диент деления частоты второго генератора тактовых импульсов 13 при заполнении третьего счетчика 26 и автоматически поддерживает постоянным результат произведения частоты заполнения на коэффициент передачи аналоговой части измерительного тракта устройства. 1 ил.

являются входы мультиплексора 16, выходами - выходы суммирующего счетчика 26 (информационные выходы) и

выход третьего элемента И 3 (синхронизирующий выход).

Устройства для ввода информации работает следующим образом.

По сигналам с первого генератора

2 тактовых импульсов счетчик 14 каналов задает последовательно увеличивающийся код на дешифратор 15, на выходах которого последовательно появляются сигналы, управляющие переключением каналов мультиплексора 16 или включением аналогового ключа 10 для подключеьшя эталонного напряжения на вход измерительного тракта.

Первый канал дешифратора 15 отводится для измерения рабочего коэффициента деления D частоты с второго генератора 13 тактовых импульсов. На вход измерительного тракта подается при этом эталонное напряжение U, через аналоговый ключ 10, а на вычи- таюгаий счетчик 22 через блоки элементов ИЛИ 11 и И 21 - исходный код М с датчика 20, соответствующий напряжению и. По сигналу с первого тактового генератора 12 запускается

также процедура аналого-цифрового преобразования: сброс суммирующего счетчика 26, разрешение заряда накопительного устройства в преобразователе 18 напряжения во временной интервал через время, определяемое схмой 6 задержки для окончания перехоных процессов в ключе 10, мультиплесоре 16 и усилителе 17, установка в единичное состояние триггера 19 по сигналу с формирователя 25 импульса по заднему фронту сигнала с первого генератора 12 тактовых импульсов, - определяющему окончание заряда накопительного устройства и начало преоразования входного напряжения во временной интервал, определяющий врмя поступления сигналов калиброванной частоты F с второго генератора 13 тактовых импульсов на счетный вход вычитающего счетчика 22 через первый элемент И 1. Сброс триггера 19 производится от преобразователя 18 напряжения во временной интервал выполненного, например, по схеме заряда конденсатора с последующим разрядом его эталонным током и определением момента перехода через нуль заряда этого конденсатора.

При работе на первом канале дешифратор 15 отпирает четвертый элемент И 4 и на вход загрузки вычитающего счетчика 22 поступает код М. На выходе вычитающего счетчика 22, имеющего инверсные выходы, стоит многоразрядный элемент И 23, с которого при каждом прохождении нуля на вычитающем счетчике 22 появляется сигнал по которому формируется короткий импульс на формирователе 24 импульса по переднему фронту, вновь загружающий через четвертый элемент И .4 и блоки элементов И 21 и ИЛИ 11 исходный код с переключателя на вычитающий счетчик 22. Таким образом, на выходе формирователя 24 импульса по переднему фронту частота следования испульсов f определяется вьфажением

f F М

где F и М определены ранее.

Выходной код N на выходе суммирующего счетчика 26 определяется выражением

N - f . Т, ,

временной интервал, пропорциональный входному напряжению и и определяемый выражением

Т К и.

(3)

где Т,

где К - коэффициент преобразования

аналоговой части измерительного тракта, определяемый коэффициентом усиления усилителя 17 и коэффициентом преобразования йреобразователя 18 напряжения во временной -,, интервал.

Дпя эталонного напряжения U, результат измерений N, записывается в виде

где Т,

N.

.(4)

Этот результат записывается в регистр 8 сигналом записи в регистр с второго элемента И 2, отпираемого через время, определяемое схемой 7 задержки, - время процедуры аналого- цифрового преобразования.

При измерении сигналов на рабочих каналах второй 2 и четвертый 4 элементы И заперты, а пятый 5 и третий 3 элементы И открыты сигналом с выхода инвертора 9, и сигналы с формирователя 24 импульсов по переднему фронту поступают на синхронизирующий выход устройства через третий элемент ИЗ, на чтение через пятый элемент И 5 кода N, с регистра 8 и загрузку его в вычитающий счетчик 22 че- рез блок элементов ИЛИ 11. Частота

F в соответствии с вьфажением (1) делится с коэффициентом N,, и на входе суммирующего счетчика 26 будет частота„

рое

N

(5)

,

45

Выходной код в соответствии с (2) и (3) определяется выражением

N fpoe- g где и измеряемый сигнал.

Преобразовав (6) в соответствии с (4), получают

и

. и

М

(7)

55

Из выражения (7) следует, что величина входного сигнала U, вычисленная по результирующему коду N, не . зависит для предлагаемого устройства

1

ни от коэффициента преобразования К, ни от исходной частоты F второго генератора тактовых импульсов.

Единственным условием является стабильность параметров К и F на время одного цикла измерений по всем каналам, включая канал эталонного напряжения, что легко практически осуществить. Медленный дрейф параметров К и F предлагаемое устройство автоматически учитывает. Кроме того, выбрав величину М, равную значению Uj , в единицах измерения напряжения (например, в микровольтах), получим возможность представлять результат измерения входного сигнала в тех же едиршцах согласно выражению (7).

Таким образом, предлагаемое устройство для ввода информации по сравнению с известны имеет большую точность и более удобную форму представления результата измерений, так как в известном устройстве не учитывается дрейф коэффициента передачи в измерительном тракте, который для ма- .лых сигналов составляет единицы процентов. Точность работы предлагаемого устройства улучшается в 5-10 раз. Форма представления результата непосредственно в единицах измерений напряжения значительно ускоряет анализ результатов человеком - пользователем устройства..Наличие в устройстве переключателя исходного кода позволяет исключить подгонку эталонного напряжения под величину, кратную 10 (как это обычно делается в подобных устройствах), и тем самым повысить стабильность эталонного сигнала за счет исключения нестабильных элементов регулировки эталонного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее пять элементов И, два эле мента задержки, регистр, инвертор, аналоговый ключ, блок элементов ИЛИ, два генератора импульсов, первый счетчик, дешифратор, мультиплексор, усилитель, преобразователь напряжения во временной интервал, триггер, информационные входы мультиплексора являются информационными входами уст ройства, адресные входы мультиплексора подключены к группе выходов дешифратора, выход которого подклю3395416

чен к управляющему входу аналогового ключа, к входу инвертора, к первым входам второго и четвертого элементов И., входы дешифратора подключены

- к выходам первого счетчика, выход

первого генератора импульсов подключен к счетному входу первого счетчика и входу первого элемента задержки,

-jQ выход которого подключен к управляющему входу преобразователя напряжения во временной интервал, выходы мультиплексора и аналогового ключа подключены к входу усилителя, выход 15 которого подключен -к информационному входу преобразователя напряжения во временной интервал, выход которого подключен к R-входу триггера, прямой выход которого подключен к первому

-20 входу первого элемента И, второй

вход которого подключен к выходу второго генератора импульсов, выход второго элемента задержки подключен к вторым входам второго и третьего эле- 25 ментов И, выход третьего элемента И , является синхроршзирующим выходом устройства, первые входы третьего и пятого элементов И подключены к выходу инвертора, .выходы второго и пято-30 го элементов И подключены к первому

и второму управляющим входам регистра, выходы которого подключены к входам первой группы блока элементов ИЛИ, аналоговый вход аналогового ЗЬ подключен к шине эталонного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности устройства, в него введены датчик исходного тока, блок элементов И, 40 второй и третий счетчики, шестой

элемент И, два формирователя импульсов, выходы датчика исходного кода подключены к входам группы блока элементов И, выходы блока элементов И 45 подключены к входам второй группы блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к информационным входам

-второго счетчика, инверсные выходы которого подключены к входам шестого

gQ элемента И, выход которого подключен к входу первого формирователя, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, к вторым входам четвертого и пятого элементов И, вы(g ход четвертого элемента И подключен к входу блока элементов И, выход первого элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, вход второго формирователя импульсов под 1339541

ключей к входу первого элемента за- чен к выходу первого генератора им- держки, выход второго формирователя пульсов, выходы третьего счетчика импульсов подключен к входу второго соединены с информационными входами элемента задержки и S-входу триггера, регистра и являются информационными вход сброса третьего счетчика подклю- выходами устройства.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для ввода в ЭВМ сигналов с-датчиков. Цель изобретения - повышение точности устройства. В устройство, содержащее элементы И 1-5, схемы задержки 6 и 7, регистр 8, инвертор 9, аналоговый ключ 10, блок элементов ИЛИ 11, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 12, счетчик со со со СП 4