Программируемое многофункциональное аналого-цифровое устройство сопряжения Советский патент 1990 года по МПК G06F19/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве программируемого интерфейса для сопряжения ЭВМ с различными датчиками и аналоговыми устройствами.

Цель изобретения - повышение точности при работе с датчиками резистив- ного типа.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый аналоговый коммутатор 1, аналоговый операционный блок 2, М аналоговых запоминающих блоков 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 аналоговые коммутаторы, шину 7 нулевого потенциала, второй аналоговый ключ 8, цифроаналоговый блок 9 умножения, первый 10 и второй

11 источники эталонного напряжения, многорежимный регистр 12, первую группу цифровых выходов 13, первый аналоговый ключ 14, преобразователь 15 напряжение-ток, компаратор 16, аналоге - цифровой преобразователь (АЦП) 7, блок 18 счетчиков, блок 19 программного управления, вторую 20 и третью 21 группы цифровых выходов, блок 22 коммутации, блок 23 цифровой памяти, мультиплексор 24.

Устройство работает следующим образом.

При работе с датчиками резистивно- го типа сопротивление датчика включается между двумя входами аналогового коммутатора 1. В момент опроса этого датчика с помощью соответствующей настройки аналогового коммутатора 1

управляющими сигналами с блока 19 программного управления один вход коммутатора 1 подключается к выходу преобразователя 15 напряжение-ток, а другой вход - к шине 7 нулевого потенциала „ Предварительно в соответствующий аналоговый запоминающий блок 3 записывается уровень напряжения, который, будучи преобразованным в преоб- J разователе напряжение-ток, обеспечива ет на выходе преобразователя 15 напряжение-ток уровень тока, оптимальный для работы резистивного датчика и формирования на нем информационного сиг- 1 нала напряжения.

Этот уровень напряжения может быть вбеден через первый вход в аналоговый Операционный блок 2 (путем соответствующей настройки), т.е. подключе-2 ния выхода аналогового коммутатора к его соответствующему входу. Этот сигнал может быть обработан в аналоговом операционном блоке 2 и преобразован в цифровой код по соответствующей 2 программе. Таким образом, для различных резистивных датчиков, подключенных к различным парам входов аналогового коммутатора 1, могут задаваться различные, наиболее оптимальные для

3

измерения, уровни токов с помощью одного и того же источника тока, в качестве которого выступают аналоговый запоминающий блок 3 и преобразователь

сJQ15

2025

93554

Таким образом, чистый сигнал, выделяющийся на сопротивлении датчика, включенного между соответствующими входами аналогового коммутатора 1, может быть вычислен вычитанием кода напряжения, измеренного на одном входе, из кода напряжения на другом входе аналогового коммутатора 1. Для выполнения этой операции оба кода записываются в блок 23 цифровой памяти, а затем считываются из него через дву- i направленную связь на выходы установки начальных данных блока 19 программного управления и после этого в блок 18 счетчиков, где происходит вычисление чистого кода соответствующего информационного сигнала. Промежуточные результаты такого вычисления могут сохраняться в блоке 23 цифровой памяти, запись в который осуществляется через группы цифровых выходов 20 и 21 и через соответствующие входы мультиплексора 24.

Блок 23 цифровой памяти может использоваться также для формирования блоков данных, снимаемых с различных датчиков, подключаемых к входам аналогового коммутатора 1, с цифровых вы

ходов 13, 20 и,21, а также в процессе корректировки этих данных.

(К+1)-й и (N+3)-n входы-выходы первого аналогового коммутатора 1 позволяют подавать на датчики другие ти

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве программируемого интерфейса для сопряжения ЭВМ с различными датчиками и аналоговыми устройствами. Цель изобретения - повышение точности при работе с датчиками резистивного типа. Повышение точности устройства обеспечивается за счет введения преобразователя напряжение-ток, аналого-цифрового преобразователя, мультиплексора, блока цифровой памяти, что позволяет для резистивных датчиков, подключенных к различным парам входов коммутатора, задавать различные, наиболее оптимальные для измерения, уровни токов с помощью одного и того же источника тока, в качестве которого используют аналоговый запоминающий блок и преобразователь напряжение-ток. 1 ил.

15 напряжение-ток. Измеряемый уровень 35 пы тестовых сигналов, в частности постоянныи уровень напряжения с выхода аналоговых запоминающих блоков 3 или меняющийся во времени сигнал с выхода аналогового операционного блока 20

напряжения вводится через аналоговый коммутатор 1 в аналоговый операционный блок 2 для последующей обработки и преобразования в код.

40

При реализации аналогового коммутатора 1 на МОП-транзисторах последовательно с заземляемым резистивным датчиком включается и сопротивление коммутирующего МОП-транзистора, т.е. воз-дз никает аддитивная систематическая погрешность. Эта погрешность может быть преобразована в цифровой код в АЦП 17

Программируемое многофункциональное устройство сопряжения позволяет выполнять и другие преобразования, например по времени заряда конденсато ра, подключенного к двум каким-либо входам аналогового коммутатора 1, стабильным фиксированным током с выхода преобразователя 15 напряжение- ток, определять емкость этого конденсатора, снимать вольт-амперные харакпутем подключения его входа через соответствующим образом настроенный ана-50 -теристики полупроводниковых диодов и - -- стабилитронов, измеряя падение напряжения на них при различных протекающих- через них токах и т.п.

Результаты измерений и преобразований, хранящиеся в блоке 23 памяти, могут быть считаны из него через.блок

логовый коммутатор Ц к соответствующему входу аналогового коммутатора 1. Аналогичным образом может быть измерен и преобразован в код сам информационный сигнал вместе с аддитивной nor- решностью, для этого вход АЦП 17 через

соответствующим образом настроенный аналоговый коммутатор Ц подключается к входу аналогового коммутатора 1.

пы тестовых сигналов, в частности постоянныи уровень напряжения с выхода аналоговых запоминающих блоков 3 или меняющийся во времени сигнал с выхода аналогового операционного блока 20

Программируемое многофункциональное устройство сопряжения позволяет выполнять и другие преобразования, например по времени заряда конденсатора, подключенного к двум каким-либо входам аналогового коммутатора 1, стабильным фиксированным током с выхода преобразователя 15 напряжение- ток, определять емкость этого конденсатора, снимать вольт-амперные характеристики полупроводниковых диодов и стабилитронов, измеряя падение напряжения на них при различных протекающих- через них токах и т.п.

22 коммутации по соответствующим сигналам блока 19 программного управления .

Формула изобретения

Программируемое многофункциональное аналого-цифровое устройство сопряжения, содержащее четыре аналоговых коммутатора, аналоговый операционный блок, группу из М аналоговых запоминающих блоков, цифроаналоговый блок умножения, многорежимный регистр, даа ключа, два источника эталонного напряжения, блок программного управления, блок счетчиков, первую, вторую и третью группы цифровых выходов и компаратор, выход которого соединен с первым входом блока программного управления, первым входом задания режима многорежимного регистра и входом задания режима блока счетчиков, информационные выходы многорежимного регист- 20 и второго аналоговых ключей соединера соединены с информационными входами цифроаналогового блока умножения и являются первой группой цифровых выходов устройства, информационные входы, второй вход задания режима и вход сброса многорежимного регистра соединены соответственно с выходами установки начальных данных, первым и вторым выходами блока программного управления, группы выходов с первой по шестую которого соединены соответственно с управляющими группами входов с первого по четвертый аналоговых коммутаторов, с группой входов задания режима аналогового операционного блока и группой входов записи соответствующих аналоговых запоминающих блоков группы, выход К-го аналогового запоминающего блока группы (,...,М) соединен с-К-ми информационными входами второго и четвертого аналоговых коммутаторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами компаратора, выход К-го аналогового запоминающего

ны соответственно с третьим и четвертым выходами блока программного управ ления, седьмая группа выходов которого соединена с группой входов блока 25 счетчиков, первая группа выходов кото рого соединена с соответствующей груп пой входов блока программного управле

30

35

блока счетчиков являются соответствен но второй и третьей группами цифровых выходов устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при работе с датчиками резистивного типа, в него введены пре образователь напряжение-ток, аналого- цифровой преобразователь, мультиплексор,блок коммутации,блок цифровой памя ти информационные входы-выходы первого аналогового коммутатора являются входа Q ми-выходами устройства и соединены с со ответствующими входами второго аналого вого коммутатора , пятый выход блока программного управления соединен с входом управления направлением передачи инфор

блока группы соединен с (К+2)-м инфор-45 мации блока коммутации, информационмационным входом аналогового операционного блока и является- К-м аналоговым выходом группы устройства, выход первого аналогового коммутатора соединен с первыми информационными входами третьего, аналогового коммутатора и аналогового операционного блока и с (МгИ)-ми информационными входами второго и четвертого коммутаторов, (М+2)-е информационные входы которых соединены с шиной нулевого потенциала устройства, (М+3)-и входы второго и четвертого аналоговых коммутаторов соединены с входами аналоговых запо1559355

минающих блоков группы, с выходом аналогового операционного блока и входом второго аналогового ключа, выход которого соединен с первым входом цифро- аналогового блока умножения, второй аналоговый вход которого соединен с выходом третьего аналогового коммутатора, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго источников эталонного напряжения и (М+ О-ми и (М+5)-ми входами второго и четвертого аналоговых коммутаторов, выход с цифроаналогового блока умножения соединен с входом первого аналогового ключа, выход которого соединен с вторым информационным входом аналогового операционного блока, входы первого

ны соответственно с третьим и четвертым выходами блока программного управления, седьмая группа выходов которого соединена с группой входов блока счетчиков, первая группа выходов которого соединена с соответствующей группой входов блока программного управле

блока счетчиков являются соответственно второй и третьей группами цифровых выходов устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при работе с датчиками резистивного типа, в него введены преобразователь напряжение-ток, аналого- цифровой преобразователь, мультиплексор,блок коммутации,блок цифровой памяти информационные входы-выходы первого аналогового коммутатора являются входа- ми-выходами устройства и соединены с соответствующими входами второго аналогоого коммутатора , пятый выход блока программного управления соединен с входом управления направлением передачи инфорные входы-выходы которого соединены с информационными выходами аналого-цифрового преобразователя, мультиплексора, с двунаправленными входами-выхо- дами информации блока цифровой памяти и с выходами установки начальных дан- ных группы блока программного управ

мои по одиннадцатую соединены соответственно с входами управления подклю- ,чением заданных входов-выходов первого аналогового коммутатора, с входами управления мультиплексора, блока цифровой памяти и аналого-цифрового пре7155S355

обраэователя, вход которого соединен с выходом второго аналогового коммутатора, соответствующие входы-выходы первого аналогового коммутатора соединены с выходом М-го аналогового запоминающего блока, с шиной нулевого потенциала устройства,, с выходом аналогового операционного блока, выход

8

блока соединен с входом преобразователя напряжение-ток, выход которого соединен с соответствующим входом-выходом первого аналогового коммутатора, а первая, вторая и третья группы цифровых входов устройства соединены соответственно с первой, второй и третьей группами информационных вхо