Многоканальный аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1989 года по МПК H03M1/38 

(Л

С

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может, быть использовано для преобразования аналогового напряжени в цифровой код.

Целью изобретения является повьше ние надежности путем упрощения преобразователя.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит блоки сравнения, триггеры 2 и 3, элемент ты И 4- 7, генератор 8 импульсов, счетчик 9 импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦА11) 10, преобразователь 11 единичного кода в двоичный .элементы И 12 - 14, элемент НЕ 15, одновибраторы 16 и 17, блоки 2-7 входят в состав блока 18 приоритетного прерьшания, блоки 12, 13; 5 и 17 - в состав блока 19 управления.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 2 и 3 всех каналов находятся в нулевом СОСТОЯН1-Ш, при этом на первом (прямом) выходе триггеров установлен сигнал О, а на втором (инверсном)

выходе

счетчик 9 обнулен.

Так как на втором выходе триггеров 2 установлен сигнал 1, на выходе элементов И 7 всех каналов и на втором входе элемента И 12 устанавливается сигнал 1. С приходом 4 запускающего импульса на второй управляющий вход генератора 8 последний запускается и импульсы с его первого выхода через элемент И I2 поступают на счетчный вход счетчика 9. Импульсы с второго выхода (противофазного первому выходу) генератора 8 поступают на вторые входы (входы синхронизации) триггеров 2 всех ка- налов, На выходе ЦДЛ 10 формируется ступенчато-изменяющееся напряжение, которое поступает на первый вход блоков 1 всех каналов.

Пусть ,, в момент времени t наступило равенство напряжений на в.ыходё ЦАП 10 и на входе первого канала АЦП. При этом срабатьшает блок.1 первого канала, а также элемент И 4 этого же канала и на выходе последне го устанавливается сигнал 1. По переднему фронту импульса с второго выхода генератора 8 (момент време0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ни триггер первого канала переводится в единичное состояние, т.е. на его первом выходе устанавливается сигнал 1, а на втором - О.. Вследствие этого на выходе элементов И 7 всех каналов устанавливается сиг- , нал О.На втором входе элемента И 12 устанавливается сигнал О, который запрещает прохождение импульсов с первого выхода генератор 8 через элемент И 12 на счетный вход счетчика 9. В то же время срабатьгоает элемент НЕ 15 и на втором входе элемента И 13 устанавливается сигнал 1, разрешающий прохождение импульса с первого выхода генератора 8 на вторые входы (синхровходы) триггеров 3. По переднему фронту этого импульса (момент времени t) триггер 3 первого канала переводится в единичное состояние. Так как триггер 2 первого канала установлен в единичное состояние, нулевым сигналом с его второго выхода закрыты также элементы И 6 всех каналов, то на входе преобразователя 1 Г устанавливается единичный позиционный код, соответствующий номеру первого канала, который преобразователем 1 I преобразуется в двоич- ный код. По переднему фронту импульса на выходе.:элемента И 13 (момент времени t), который поступает на третий выход АЦП, может быть произведена запись во внешнее, .запоминающее устройство кода с выхода счетчика 9, соответствующего значению преобразуемого аналогового напряжения, и двоичного кода с выхода преобразователя 11J соответствующего . номеру каналаJ преобразование в котором закозтаено. Нулевой сигнал с вто- рого выхода триггера 3 первого канала запрещает прохождение сигнала с выхода блока 1 первого канала на выход элемента И 4 этого же канала, и на его выходе устанавливается сигнал О. По заднему фронту импульса на выходе элемента И 13 (момент времени t4) одновибратор 17 формирует импульс, которьй через элемент И 5 первого канала устанавливает обратно в нулевое состояние триггер 2 первого канала, и на выходе элементов И 7 всех каналов устанавливается сигнал 1. Сигнал 1 на выходе элемента И 7 последнего канала раз- . решает дальнейшее прохождение импуль сов с первого выхода генератора 8

1

через элемент И 12 на счетный вход счетчика 9. Благодаря этому продолжается формирование ступенчатого наряжения на выходе ЦА11 10.

Пусть теперь в момент времени срабатьшают блоки I в третьем и шес том каналах. При этом сигнал 1 устанавливается на выходе элементов И 4 этих же каналов. Но переднему фронту импульса с второго выхода генератора 8 (момент времени t) триггеры 2 третьего и шестого канлов устанавливаются в единичное сос точние. Вследствие этого на выходе элементов И 7, начиная с третьего канала до последнего устанавливается сигнал О. Импульсы с первого входа г -нератора 8 начинают поступат на вторые входы триггеров 3. По пер нему фронту первого импульса (момен времени t) в единичное состояние переводится триггер 3 третьего канала. Триггер 3 шестого канала в единичное состояние не переводится, так как на выходе соответствующего элемента И 6, подключенного к первому входу триггера 3, имеется сигнал О. Сигнал 1 присутствует на выходе элемента И 6 только третьего канала, следовательно, на вход преобразователя 11 поступает единичный позиционный код, соответствующий номеру третьего канала.jСигнал О с второго выхода триггера 3 третьего канала запрещает прохождение сигнала 1 через элемент И 4 третьего канала, и. на его выходе устанавливается сигнал О. По заднему фронту импульса, поступающего с первого выхо- да генератора 8 (момент .времени tg), триггер 2 третьего канала устанавливается в нулевое состояние. Благодря этому сигнал О остается только на В1 1ходе элементов И 7 каналов, начиная с шестого до последнего. Поскольку триггер 2 шестого канала находится в единичном состоянии, сра батьшает элемент И 6 этого же канала, и, следовательно, на выходе преобразователя 1I устанавливается единичный позиционный код, соответствующий коду шестого каиала. В момент

времени Ц, соответствующий перед- .нему фронту очередного импульса с первого выхода генератора 8, триггер 3 шестого канала переводится в единичное сос ояние и производится, запись во внешнее запоминающее устройство

10

5

5

кода

0 0

с выхода счетчика У и кода с выхода преобразователя 1I. По заднему фронту этого импульса (момент времени ) триггер 2 шестого канала устанавливается в нулевое состояние, и теперь сигнал I устанавливается на выходе всех элементов И 7. Сигнал 1 с выхода элемента И 7 последнего канала разрешает прохождение импулыг; сов с первого выхода генератора 8 через элемент И 12 на счетчик 9, и в момент времени t формируется очередная ступенька компенсирующего нап ряжения на выходе ЦДЛ 10.

Аналогично производится регистрация значений остальных параметров по мере срабатывания блоков I сравнения в остальных каналах.

Когда все. триггеры 3 установлены в единичное состояние, т.е. преобразование всех сигналов, поступающих на информационные входы АЦП, в двоичный код закончено, а также завершена их регистрация (на выходе элемента И 7 последнего канала устанавливается сигнал 1), срабатывает элемент И 14, сигнал с его выхода поступает на вход одновибратора 16, 0 который по его переднему фронту формирует импульс. Этот импульс устанавливает в нулевое состояние триггеры 3 всех каналов, обнуляет счетчик 9, останавливает генератор 8. Этот импульс поступает также на второй выход АЦП, сигнализируя об окончании очередного цикла преобразования аналоговых сигналов в цифровой код. Формула изобретения

5

-20 40

45

50

55

I. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий п-инфор- мационных каналов, каждый из которых содержит блок сравнения, первые вхог ды блоков сравнения объединены и соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, второй 1вход каждого блока сравнения является соответствующей входной шиной, выходы блоков сравнения соединены с соответствующими первыми входами блока приоритетного прерьшания, входы цифро- аналогового преобразователя соедине- ны с соответствующими выходами счет- чика импульсов, счетный вход которого соединен с первым выходом блока управления, 1 енератор импульсов, первый выход которого соединен с первым

входом блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом блока приоритетного прерывания, вторые вькоды которого соединены с соответствующими входами преобразователя единичного кода в двоичный, выходы которого являются первой выходной , отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности

путем упрощения преобразователя в него введены одновибратор и элемент И, группа входов которого соединена с соответствующими третьими выходами блока приоритетного прерьшания, вход соединен с первым выходом блока приоритетного прерывания, а выход через одновибратор соединен с вторым входом блока приоритетного прерывания, установочным входом счеггчика, первым управляющим входом генератора импул1 сов и является второй выходной шиной, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно, с треты-iM и четвертым входами блока приоритетного прерьшания, третий выход блока управления является третьей выходной шшюй, второй выход генератора фтульсов с пятьм входом блока приоритетного пре-

рьшания, второй управляющий вход гв- нератора :имп,ульсов является управляю щеД шиной, выходы счетчш ;а ш- пульсов являются четвертой выходной шиной,

2. Аналого-цифровой преобразова- тель по п„I5 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок приоритетного прерывания выполнен на п информациошшгх каналах, первый информационный канал содержит последовательно соединенные первый элемент И, первый триггер, второй триггер и второй элемент И, каждый из остальных информационных каналов содержит последовательно соединенные первый элемент И, первый триггер, второй элемент И, второй триггер, третий элемент И, а также четвертый элемент И, в каждом информационном канале, кроме первого первый вход четвертого элемента И

соединен с вторьм выходом первого триггера, второй вход четвертого элемента И объединен с вторым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И второго информацко кого канала соединен с вторым выходо .первого триггера перво.го информацион

о

5

0

5

ного канала, второй вход- второго элемента И (i+2)-ro информационного соединен с выходом четвертого элемента И .(i + )-ro информационного канала (,2,...,п-2),вторые входы первых триггеров всех информационньт каналов объединены и являются пятым входом блока, третий вход первого триггера первого информационного канала соединен с выходом второго элемента И того же канала в каждом из оставшихся информационных каналов, трет ий Вход первого триггера соединен с выходом третьего элемента И соответствзпощего канала, первые входы первых элементов И информационных каналов являю тся первыми входами блока, в каждом информационном канале второй вход первого элемента И соединен с вторым выходом второго триггера, вторые и третьи входы вторых триггеров всех информационных каналов соответственно объединены и являются соответственно четвертым и вторым входами блока, первый выход первого триггера первого информационного канала и выход вторых элементов И остальных информационных каналов являются вторыми выходами блока, первые выходы вторых триггеров всех информационных каналов являются третьими вьгхог дами блока, второй вход второго элемента И первого информационного канала и вторые входы третьих элементов И остальных информационных каналов объединены и являются третьим вхо- ; дом блока, выход четвертого элемента И последнего информационного канала является первым выходом блока,

3, Аналого-цифровой преобразова- . таль поп,,от.личающий,- с я тем, что блок управления вьтол- нен на двух элементах И, элементе НЕ и одновибраторе, вьгход которого является вторым выходом блока, а вход соединен с вькодом первого элемента И, который является третьим выходом блока, первый вхгод первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и является первым входом блока, второй вход первого элемента И соединен с выходом элемента НЕ, вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и является вторым входом блока, выход второго элемента И является первым вькодом блока.

t,l t2 ti Ц t5 tjl Ы tsit tff

Фи.1.1

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналогового напряжения в цифровой код. Изобретение позволяет повысить надежность путем упрощения. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий блоки 1 сравнения, блок 18 приоритетного прерывания, преобразователь 11 единичного кода в двоичный, цифроаналоговый преобразователь 10, счетчик 9 импульсов, генератор 8 импульсов, блок 19 управления, введены элемент И 14, одновибратор 16. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.