Устройство для приема и передачи телеметрической информации Советский патент 1988 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к TexHiwe телеизмерения и может быть использовано для передачи телеметр гческой информации,

Цель изобретения - расширение обрасти применения путем увеличения ди- йамического диапазона сигналов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - функциональная схема блока усилителей; на фиг. А - функциональная схема таймера; на фиг. 5 - схема подключения блока .приема и об- работки информации; на фиг. 6 - ал- торитм работы блока управления. ; Устройство содержит датчики 1, ком коммутатор 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3j коммутатор 4, блок 5 усилителей, коммутатор 6, аналого-цифровой преобразователь (AIJJ) 7, блок 8 управления, таймер 9, регистр 10, первый 11 и второй 12 дешифраторы и блок 13 постоянной памя- ти. .

Блок 8 управления состоит из генератора 14 тактовых импульсов, блок 15 приема и обработки информации, : усилителя 16 сигналов адреса, усили- теля 17 информационных сигналов, блока 18 формирования импульсов, дешифратора 19 адреса, блока 20 постоянной памяти, блока 21 оперативной памяти. блока 22 ввода-вывода, дешифратора 23 стробирующего сигнала.

Блок 5 усилителей состоит из резисторов 24, ключей 25, резистора 26 и операционного усилителя 27.

Таймер 9 состоит из генератора 28 и микросхемы 29 программируемого таймера К 580 ВИ 53.

Устройство работает следуюпщм образом.

Рабочий цикл начинается с задания начальных значений указателей памяти коэффициентов поправки oi;. , и счетчи ка каналов в блоке 15. Далее он счи- тьшает из таймера 9 число и сравнивает его с нулем. Если число не раз- но нулю, то устройство переходит в режим измерения полезных сигналов с датчиков. Если число равно нулю, блок 15 загружает в таймер 9, из блока 13 памяти числа, определяющие интервал времени между,циклами калибровки. После этого нач шается Щжл калибровки. Сначала блок 15 формируе на входах-выходах управляющее слово

и через усилитель 17 и блок 22 ввода- вывода передает его в регистр 10.

Управляющее слово содержит следующую информацию. Два младших разряда занимает код режима усиления, по линии старшего разряда передается код режима работы (1 при работе устройства в режиме измерения полезного сигнала с датчиков и О при приеме калибровочного сигнала), остальные разряды занимает код адреса канала. В начале цикла калибровки управляющее слово имеет вид 00000000. По этому управляющему слову формируются сигналы, обеспечивающие перейод системы в режим приема калибровочного сигнала, подача 1 на вторые входы коммутатора 2, выбор канала с адресом 00000 с помощью дешифратора 11, установка режима усилени я, соответствующего коду 00, с помощью дешифратора 12. При этом на один из вторых входов блока -5 усилителей подается ,- открывающая соответствующий ключ 25 в усилителе 27, включая в цепь обратной связи СУ соответствуюшд й резистор 24, устанавливая тем самым необходимый коэффициент усиления.

. На третьи входы коммутатора 2 из ЦДЛ 3 поступает калибровочный сигнал с уровнем, необходимым для данного . канала в- данном режиме усиления. Он формируется следующим образом. С выхода регистра 10 коды адреса канала и режима усиления, поступают на вход блока 13 11амяти, с выхода которого на ЦПА 3 поступает код уровня калибровочного сигнала для данного канала в данном режиме усиления, преобразуемый им в постоянное напряжение ..

Затем блок 15 формирует в 3-х - старших разрядах шины адреса кодовую комбинацию, обеспечивающую появление сигнала на том выходе дешифратора 19, который является вторьм выходом (Запуск) блока 8. По этому сигналу АЦП 7 начинает преобразование напряжения калибровочного сигнала Uj , прошедшего через измерительный кана,л, в параллельный 8-разрядный цифровой код, блок 15 вьшолняет несколько хо- лостых команд (за это время АЦП заканчивает преобразование) и считьш ает код U; с выхода АЦП 7 через блок 22.

Затем из блока 20 в блок 15 вводится код напряжения, которое должно быть на выходе данного канала в

данном режиме усиления в отсутствии погрешности Ureop;, и вычисляется поправочный коэффициент ot; UreopJ/U; который записьшается в блок 21 оперативной памяти. После этого анализируется наличие 1 во всех разрядах кода адреса канала и режима усилевсех каналов во всех режимах.

Если 1 присутствуют не во всех разрядах, то производится увеличение на 1 значения кода адреса канала и режима. Теперь поправочный коэффици3

сутствуют 1, Если не во всех, то производится увеличение на.) значения кода адреса, вновь формируется управ- ляющее слово для регистра 10 и т.д. Если 1 присутствуют во всех разрядах кода, что соответствует окончанию цикла измерения и окончанию рабочего цикла, устройство начинает новый цикл, В нем будет осуществляться калибровка или измерение в зависимости от состояния таймера 9, Интервал времени, по истечении которого необходимо повторение цикла калибровки, определяется

Изобретение откосится к технике телеизмерения и может быть использовано для передачи телеметрической информации. Цель изобретения - расширение области применения путем увеличения динамического диапазона сигналов. Устройство имеет два режима работы: калибровки и измерения полезных сигналов с датчиков. Программно устанав- л шаемый коэффициент усиления блока ус1{лителей позволяет существенно расширить динамический диапазон измеряемых сигналов. Блок приема и обработки информации считьшает из таймера число и сравнивает его с нулем. Если число не равно нулю, то устройство переходит в режим измерения полезных сигналов; если число равно нулю, блок приема и обработки информации загружает в таймер числа, определяющие интервал времени между циклами калибровки. 1 з.Пи .ф-лы, 6 ил. i (Л

ент будет вычислен для канала с адре- t5 исходя из скорости изменения параметсом 00000 в режиме усиления 01 соответственно. Затем снова формируется управляющее слово для записи в регистр 10 и т.д. Если пройдены все каналы во всех режимах, что соответствует окончанию цикла калибровки, устройство переходит в режим измерения полезных сигналов с датчиков. Цикл измерения начинается с формирования начального управляющего слова блоком 15. В старшем разряде слова устанавливается 1, адрес канала 00000, режим усиления 00 (минимальный коэффициент усиления). Затем

управляющее слово через блок 22 пере- зо прямого доступа к памяти и режим пре35

40

дается в регистр 10 и находится необходимый режим усиления. Это проис-. ходит следующим образом.

Последовательно устанавливаются коды режимов, запускается АЦП 7, с, него считьшаются и анализируется: находится ли уровень в диапазоне напряжений, установленном дпя данного канала в данном режиме усиления. Коды уровней напряжения хранятся в блоке 20. После этого код мш считанный в необходимом режиме, усиления, корректируется по погрешности, Uv,|.o(.i. Полученное значение Uv, передается через блок 22 на выход устройства. При этом на усилителя 16 формируется кодовая комбинация, обеспечивающая выбор блока 22 с помощью дешифратора 19 и канала в блоке 22. Поступая на вход дешифратора 23, код адреса выходного канала блока 22 и сигнал выбора блока 22 вызьшают появление на его выходе сигнала 1, стробирующего выдачу Кроме кода , на выход посту- выходы которого соединены

пает код режима усиления с выхода ре-

гистра 10.

Далее блок 15 анализирует, во всех ли разрядах кода адреса канала прирываний, на входы Зх и ЗПР должен быть подан сигнал логического О, а на вход СВР, также должен быть подан О.

Формула изобрет.ения

50

лей, таймер, цифроаналоговый преобразователь и блок управления, выходы датчиков подключены к соответствующим первым входам второго коммутатора,

с соответствующими первыми входами третьего коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим первым входам блока усилителей, выходы которого

ров элементов измерительных каналов во времени,

В качестве любого из коммутаторов, примененных в устройстве, может быть

использована микросхема К 564 КГЗ. В блоке 5 усилителей в качестве операционного усилителя 27 применяется микросхема К 140 УД8,

Б качестве АЦП 7 применена микросхема 1108 ПВ1. Блок управления реализован на базе микропроцессорного комплекта серии 580, блок 15 на микросхеме К580 И К 80А. В связи с тем, что в системе не используется режим

5

0

выходы которого соединены

рываний, на входы Зх и ЗПР должен быть подан сигнал логического О, а на вход СВР, также должен быть подан О.

Формула изобрет.ения

0

лей, таймер, цифроаналоговый преобразователь и блок управления, выходы датчиков подключены к соответствующим первым входам второго коммутатора,

с соответствующими первыми входами третьего коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим первым входам блока усилителей, выходы которого

соединены с соответствующими первыми входами первого коммутатора, первый выход блока управления через регистр подключен к входам второго дешифратора, вторым входам второго коммутатора, к входам блока постоянной памяти и;является первым выходом устройства, блока постоянной памяти через цйфроаналоговый преобразователь сое- динен с третьими входами второго коммутатора, выходы первого дешифратора подключены к соответствующим вторым входам первого и третьего коммутаторов, выходы второго дешифратора сое- динены с вторыми входами блока усилителей, второй выход блока управления подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока управ- 2о ходы которого являются соответствен- ления, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к первому и второму входам таймера, вход-выход которого соединен с входом-выходом блока управления, пя- 1ъй и шестой выходы которого являются вторым и третьим выходами устройства.

30

35

40

чающееся

В1ления содержит генератор тактовых импульсов. Дешифратор адреса, усилитель сигналов адреса, усилитель ин- формационных сигналов, блок формирования иlvIпyльcoв, блок постоянной памяти, блок оператршной памяти, блок авода-вьшода, дешифратор стробирую- 4его сигнала и блок приема и обработ- 4и информации, адресные выходы которого подключены к усилителю сигналов адреса, выходы которого соединены с адресными входами блока постоянной памяти, блока оперативной памяти, (5лока ввода-вывода, дешифратора стро- (Зирующего сигнала и дешифратора адреса, первый и второй вькоды которого

соединены с управляющими входами соt

ответственно блока постоянной памяти и блока оперативной памяти, третий выход дешифратора адреса подключен к втравляющим входам блока ввода-вьшо- Да и дешифратора стробирующего сиг50

но шестым и первым вьгходами блока управления, информационные входы блока ввода-вьюода являются входами блока управления, информационные входы-выходы блока приема и обработки-информации подключены к входам-выходам блока формирования импульсов и к первым входам-выходам усилителя информационных сигналов, вторые входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами блока оперативной памяти блока ввода-вьшода и выходами блока постоянной памяти, пятый выход блока формирования импуль сов подключен к входу усилителя информационных сигналов, третий выход генератора TaKtoBbix импульсов соединен, с третьим входом блока формирования импульсов, шина нулевого потенциала подключена к управляющим входам усилителя сигналов адреса и усилителя информационных сигналов, вторые входы-выходь усилителя информационных сигналов являются входами- выходами блока управления, пятый .выход дешифратора адреса, второй и четвертый выходы блока формирования сигналов являются третьими выходами блока управления, выходы усилителя сигналов адреса являются четвертыми вькодами блока управления, выход дешифратора стробирующего сигнала явля- .ется пятым выходом блока управления.

нала, четвертый выход дешифратора адреса является вторым выходом блока управления, первый и второй выходы генератора тактовьга; импульсов соединены с тактовьми входами блока приема и обработки информации, управляющие выходы которого подключены к первым входам блока формирования импульсов, первьш выход которого соединен с входами считьюания блока постоянной памяти и блока оперативной памяти, второй выход блока формирования импульсов подключен к входу считьшания блока ввода-вывода, третий и четвертый выходы блока формирования импульсов соединены с входами записи соответственно блока оперативной памяти и блока ввода-вьшода, первый и второй выо ходы которого являются соответствен-

5

0

5

0

0

но шестым и первым вьгходами блока управления, информационные входы блока ввода-вьюода являются входами блока управления, информационные входы-выходы блока приема и обработки-информации подключены к входам-выходам блока формирования импульсов и к первым входам-выходам усилителя информационных сигналов, вторые входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами блока оперативной памяти блока ввода-вьшода и выходами блока постоянной памяти, пятый выход блока формирования импульсов подключен к входу усилителя информационных сигналов, третий выход генератора TaKtoBbix импульсов соединен, с третьим входом блока формирования импульсов, шина нулевого потенциала подключена к управляющим входам усилителя сигналов адреса и усилителя информационных сигналов, вторые входы-выходь усилителя информационных сигналов являются входами- выходами блока управления, пятый .выход дешифратора адреса, второй и четвертый выходы блока формирования сигналов являются третьими выходами блока управления, выходы усилителя сигналов адреса являются четвертыми вькодами блока управления, выход дешифратора стробирующего сигнала явля- .ется пятым выходом блока управления.

Cplf.1

С1ГГЛ

iM

m.

пзл.

fS

f8

tn

W5

wte

(Out. 2

2it

От

дшод

JsmycKXf

P

JUL.

/iff.jtt

A

яс

К9

JB

.

j

If

2г

(й№3 аитиыг

а

тлпгт

, Sy МП fvxad Cmpof

От 12 КЗ otn7

2ft

25

f.

25

2h

f

/fg

CDt/e. J

Фиг. и

выдала сигнала

fjia/tyc/f

выдача

{ Havajf

.