Коммутатор аналоговых сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03K17/00 

ос

а

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах ввода информации в ЭВМ для коммутации аналоговых сигналов от нескольких источников к быстродействующему аналого-цифровому преобразователю.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет коммутации входных аналоговых сигналов, обеспечивая монотонное убывание величины выходного сигнала.

На чертеже показана функциональная схема коммутатора аналоговых сигналов для трех каналов.

Коммутатор содержит входы 1.1 -1.3 аналоговых сигналов, выход 2, шину 3 начальной установки, тактовую шину 4, шину 5 напряжения смещения, адресные выходы 6.1-6.3 коммутатора. Каждый канал 7.1-7.3 коммутатора содержит ключ 8, резистор 9 смещения, входной резистор 10, операционный усилитель 11, первый 12 и второй 13 диоды, резистор 14 обратной связи, компаратор 15, элемент И 16, триггер 17. Вход операционного усилителя 11 через входной резистор 10 соединен с соответствующим входом 1.1 -1.3 коммутатора и с катодом первого диода 12, анод которого соединен с выходом 2 операционного усилителя 11 и катодом второго диода 13, анод которого соединен через резистор 14 обратной связи с входом операционного усилителя 11 и с выходом 2 коммутатора.

Вход ключа 8 соединен с шиной 5 напряжения смешения, а выход через резистор 9 смещения - с входом операционного усилителя 11, управляющий вход ключа 8 соединен с соответствующим адресным выходом 6.1-6.3 и с выходом триггера 17, S-вход которого соединен с выходом элемента И 16, первый вход которого соединен с выходом компаратора 15, первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя 11, второй вход компаратора 15 соединен с общей шиной 18, тактовая шина 4 и шина 3 начальной установки соединены соответственно с вторым входом элемента И 16 и R-входом триггера 17.

Коммутатор аналоговых сигналов работает следующим образом.

Поступающие на входы 1.1 -1.3 аналоговые сигналы должны коммутироваться на выход 2 в течение нескольких тактов сигналов, поступающих на шину 4. Порядок коммутации определяется сравнительной величиной аналоговых сигналов на входах 1.1 -1.3 в одном цикле коммутации. Коммутатор коммутирует сигналы в порядке убывания величин сигналов.

Пусть на входе 1.1 сигнал минимален, на входе 1.2 максимален, а на входе 1.3 находится между минимальным и максимальным значением. Цикл коммутации начинается с начальной установки триггеров 17 сигналом нулевого уровня по шине 3, которым триггеры 17 переводятся в нулевое состояние, ключи 8 на всех каналах размыкаются и на выход 2 коммутируется максимальный из сигналов, действующих на входе 1.2. Операционный усилитель этого канала работает в режиме слежения

за входным сигналом, диод 13 этого канала открыт, а диод 12 закрыт. Выходной сигнал через резисторы 14 каждого канала действует и на входы операционных усилителей 11 каналов 7.1 и 7.3. При этом на компараторы 15 каналов 7.1 и 7.3

5 действуют положительные сигналы, а на компаратор 15 канала 7.2 - отрицательный сигнал, что вызывает его срабатывание. В результате при действии начальной установки на выход 2 проходит сигнал с входа 1.2. Этот сигнал и является выходным в начале цикла.

Когда сигнал начальной установки оканчивается, разрешается следование тактовых импульсов. Первый такт цикла начинается появлением положительного импульса на ши5 не 4. Срабатывает элемент И 16 и триггер 17 канала 7.2 устанавливается в единичное состояние. Положительный фронт триггера 17 индицирует на шине 6.2 адрес-информации, находящейся в предыдущий и данный момент на выходе 2. Од0 повременно единичный сигнал триггера 17 канала 7.2 замыкает ключ 7 этого канала и на вход соответствующего операционного усилителя 11 подается отрицательное смещение. В результате суммарный сигнал на входе операционного усилителя

5 11 канала 7.2 уходит к отрицательному значению и становится меньше самого меньщего сигнала из остальных. Теперь на выход 2 коммутируется больщий из остальных сигналов - сигнал на клемме

0 1-3. Следующий тактовый импульс открывает элемент 16 и на триггере 17 канала 7.3 устанавливается «1. Положительный фронт сигнала триггера 17 канала 7.3 информирует об адресе информации, находившейся в предыдущем такте на выходе 2, и вво5 дит смещение в нижний канал.

Суммарный сигнал на входе операционного усилителя 11 канала 7.3 получает отрицательное значение и на выход 2 коммутируется последний из входных сигналов- сигнал на клемме 1.1 канала 7.1. Сле0 дующий тактовый импульс, поступающий по шине 4, переводит триггер 17 канала 7.1 в «1, информируя внещние устройства об адресе информации, коммутируемой на выход в предыдущем такте, и вводит смещение в

, последний канал 7.1. Выход 2 через резисторы 14 подсоединен к входам операционных усилителей и на нем действует сигнал, близкий по своему значению к нулю, все диоДы 13 закрыты. Цикл коммутации на этом заканчивается. В конце цикла коммутации на выходе всех операционных усилителей 11 действует положительный сигнал, выходы компараторов 15 находятся на уровне нулевого потенциала, а на всех клеммах 6.1-6.3 - единичный сигнал. Эти признаки, а также прохождение необходимого числа тактовых импульсов свидетельствуют о завершении цикла коммутации.

Следующий цикл снова начинается сигналом начальной установки на входе 3 и на выход 2 коммутируется максимальный из сигналов, находящихся на клеммах 1.1 -1.3 коммутатора. Возможен случай, когда два или три сигнала в одном из тактов оказываются одинаковыми. При этом на выходе 2 этот сигнал вырабатывается, а в следующем такте два или три триггера 17 переходят в единичное состояние и одна и та же информация направляется на выход 2. Цикл коммутации в этом случае может закончиться раньше.

Формула изобретения

Коммутатор аналоговых сигналов, содержащий в каждом канале операционный

усилитель, вход которого через входной резистор соединен с соответствующим входом коммутатора и с катодом первого диода, анод которого соединен с выходом операционого

усилителя и с катодом второго диода, анод которого соединен с выходом коммутатора и через резистор обратной связи - с входом операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью расщирения

Q функциональных возможностей, в каждый канал коммутатора введены компаратор, элемент И, триггер, резистор смещения и ключ, вход которого соединен с шиной напряжения смещения коммутатора, а выход через резистор смешения - с входом опе5 рационного усилителя, управляюший вход ключа соединен с соответствующим адресным выходом коммутатора и с выходом триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, второй вход компаратора соединен с обшей шиной коммутатора, тактовая шина и шина начальной установки которого соединены соответствен5 но со вторыми входами элементов И и R-BXO- дами триггеров.

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах ввода информа«f5 ции в ЭВМ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей коммутатора. Коммутатор содержит входы 1.1...1.3 аналоговых сигналов, выход 2, шины 3...5 начальной установки, тактовую и управления напряжением смешения и адресные выходы 6.1...6.3. Каждый канал 7. К..7.3 коммутатора включает операционный усилитель 11, диоды 12 и 13 и резисторы 10 и 14 входной и обратной связи. Введение в каждый канал 7.1...7.3 ключа 8, резистора 9 смешения, компаратора 15, элемента И 16, триггера 17 и образование новых функциональных связей обеспечивает коммутацию входных аналоговых сигналов, создавая монотонное убывание величины выходного сигнала. 1 ил. с (J С