Аналоговый регистратор Советский патент 1990 года по МПК H03M1/00 

О

о

00

VI ю ел

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Целью изобретения является повышение точности регистратора.

На фиг, 1 представлена структурная схема регистратора; на фиг.2 - функциональная схема блока уставки; на -фиг.З - функциональная схема блока анализа; на фиг.4 - временные диаграммы поясняющие работу регистратора.

Регистратор содержит (фиг. 1) выходной блок 1, входной блок 2, реверсивный счетчик 3 импульсов, первый блок 4 задержки, блок 5 сравнения, блок 6 анализа, задатчик 7 кода, блок 8 уставки, цифровой индикатор 9, генератор 10 тактовых импульсов, элемент 11 И, первый счетчик 12 импульсов,, первый переключатель 13 чувствительности, второй счетчик 14 импульсов, триггер 15, второй переключатель 16 шкалы, коммутатор 17, формирователь 18 импульсов, регистр19,цифроаналоговый преобразователь 20, (аналоговый) инвертор 21, второй блок 22 задержки, операционный усилитель 23 и резисторы 24-26.

Блок уставки содержит (фиг.2) первый мультиплексор 27, реверсивный счетчик 28 импульсов, второй мультиплексор 29, регистр 30, первый триггер 31, первый элемент И 32, первый элемент ИЛ И 33, элемент 34 задержки, второй 35, четвертый 36 элементы И, второй элемент ИЛИ 37, второй триггер 38, третий, пятый-седьмой элементы И 39-42 соответственно..

Блок анализа содержит (фиг.З) пятнадцатый 43, восьмой 44 элементы И, первый 45, второй 46 элементы ИЛИ, шестнадцатый элемент И 47, первый элемент НЕ 48, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 49, первый 50, второй 51 триггеры, первый, девятый, десятый, второй-пятый элементы И 52-58 соот- ветственно, второй элемент НЕ 59, одиннадцатый, двенадцатый, шестой элементы И 60-62 соответственно, третий, четвертый, шестой, пятый элементы. ИЛИ 63-66 соответственно, тринадцатый 67, четырнадцатый 68, седьмой 69 элементы И, третий 70, четвертый 71 триггеры и восьмой 72, седьмой 73 элементы ИЛИ.

Регистратор работает в автоматическом и ручном режимах.

В автоматическом режиме работа начинается при подаче сигнала Пуск на вход триггера 31. При этом последний устанавливается в 1 (фиг.4а). С цифрового прибора периодически, после окончания цикла его работы, поступает сигнал Ки (фиг.4б) который производит сброс в нулевое состояние триггера 15, счетчиков 12 и 14, триггера 38, занесение в счетуик 3 кода, прошедшего

преобразование уровней во входном блоке 2. Первый из сигналов Ки, поступивший после установки триггера 31 в 1, проходит элемент И 32, элемент ИЛ И 33 и производит

занесение кода в счетчик 28. После задержки на элементе 34 происходит сброс триггера 31 в нулевое состояние и перезапись кода счетчика 28 через мультиплексор 29 в регистр 30, в котором хранится код началь0 ной уставки (он отражается на цифровом индикаторе 9).

Блок 5 сравнения осуществляет сравнение кодов счетчика 3 и регистра 30. Проверка результата сравнения производится

5 сигналом Ки после его задержки в блоке 4 (сигнал Ки , фиг.4в.) В первом цикле автоматического режима коды счетчика 3 и регистра 30 всегда равны, поэтому триггер 15 остается в О и состояние счетчика 3, 12, 14

0 и 28 не изменяется. В дальнейшем работа определяется блоком 6 анализа. На фиг.4 рассмотрены четыре возможных варианта кодов (кода А) и регистра 30 блока В уставки (кода В) при равенстве знаков А В и А В

5 и при неравенстве знаков А В и А В.

При равенстве знаков и А В (фиг.4г) в блоке 6 триггер 70 устанавливается в нулевое состояние (фиг.4з), а триггер 71 - в единичное (фиг.4и), определяющих {эежим

0 работы реверсивных счетчиков 3 - в режим вычитания и счетчика 28 - в режиме сложения. Триггер 15 (фиг.4ж) по сигналу Ки устанавливается в единичное состояние и разрешает через элемент И 11 прохождение

5 импульсов тактового генератора 10 на .счетные входы счетчиков 3 и 28. Одновременно эти импульсы поступают на вход счетчика 12 и после деления, определяемого положением переключателя 13, поступают на счетчик

0 14. После достижения равенства кодов (фиг.4е) триггер 15 сигналом от элемента ИЛИ 45 сбрасывается в О, прохождение импульсов генератора 10 прекращается и код счетчика 14 переносится в регистр 19.

5 Если А В (при равенстве знаков), то триггер 70 устанавливается в единичное состояние, а триггер 71 - в нулевое состояние, что определяет режим сложения счетчика 3 и режим вычитания счетчика 28 (фиг.4д). В

0 остальном работа регистратора сохраняется. Если знаки входного кода и кода уставки различны, то счетчики 3 и 28 работают идентично: сначала оба в режиме вычитания, когда реверсивные счетчики 3 и 28 переходят в

5 нулевое состояние, на выходе Р каждого из них появляются сигналы Заем, которые устанавливают триггеры 50 и 51 в единичное состояние (фиг.4 к, л), что определяет работу счетчиков 3 и 28 в режиме сложения. При равенстве кодов процедура завершается.

Чтобь

при

Bbipaf

реша

счегч1)ка

исключить /50ХНЫЙ сброс триггера 15 р|авных кодах и разных знаках кодов ютка сигнала сброса триггера 15 раз зтся только при режиме сложения 3 (условие неравенства кодов и 1 триггера 50 подаются на входы элемента И его выхода на первый вход элемента ia второй вход которого подается сиг- В).

э всех вар иантах после окончания ра- (рчетчиков 3 и 28 триггер 15 сбрасыва- 3 нулевое состояние, после чего в р 19 производится запись состояния ка 14 (фиг.4м). Регулировка чувстви- регистратора производится пе- реклю|чателем 13, в. этом случае в счетчик 14 поступает количество импульсов, равное ;ти текущего кода преобразователя кфда уставки, уменьшенное в заданное

52, ас И 43, нал А В

боты ется регис счетч1- тельности

разно 20 и число. И; когда

заранее: чину

СЧ(

14

выраб

рый

и

счетчиК

в

пись

(фиг.

вый

.4г) кед

тора 11 знаков мутато ное и.

регистр

В через

дом ЦИ1 ДЛ5

|бор ходных вает nf необхо, ментов В

1менение кода уставки происходит, разность между текущим значением входнфго кода и кодом уставки превышает заданную переключателем 16 вели- (1апример, 1024, 512 и т.д) емкости счетчика 14. В случае достижения счетчиком 3af энного значения формирователь 18 1тывает сигнал переполнения, кото- ус ганавливает в 1 триггер 38 (фиг.4н) прекращает подачу тактовых импульсов в 28 (фиг.4р), а по сигналу занесения регистр 19 одновременно происходит за- содержимого счетчика 28 в регистр 30 т.е. в регистре 30 фиксируется но- уставки. При отсутствии сигнала перепЬлнения в каждом цикле в счетчик 28 заносится код регистра 30, т.е. значение начального кода уставки (фиг.4о).

злоговы й выходной сигнал с преоб- разова|геля 20 поступает на входы компара- и инвертора 21. В зависимости от входного кода и уставки через ком- 3 17 на выход приходит положитель- 1И отрицательное напряжение преобр1азователя 20. С выхода коммутатора говый сигнал поступает на вход вы- ходногЛ блока 1, предназначенного для со- гласовфния выхода устройства с входом

ирующего прибора, ручном режиме работы в регистр 30 м/льтиплексор 29 по сигналу Ки в каж- :ле заносится код задатчика 7.

регистрации сигналов цифровых приборэв, имеющих различные уровни вы- сигналов, входной блок 2 обеспечи- еобразование уровней в сигналы, необходимые для работы логических зле/стройства.

случае подключения предлагаемого регистр|атора к приборам с различной коди

10

20

25

40

5

0

5

ровкой выходного кода (двоичный или двоично-десятичный) в регистраторе предусмотрено переключение режима счетчиков 3 и 28 в двоичный или двоично-десятичный режим. Задатчик 7 начального кода имеет 15 позиций и шифратор 16x4, и им можно осуществлять установку как двоичного (от О до 15), так и двоично-десятичного кода.

Регистратор осуществляет аналоговую регистрацию во всем диапазоне изменения цифрового кода (при работе в автоматическом режиме). Чувствительность регистратора определяется коэффициентом деления счетчика 12, емкостью преобразователя 20 15 и коэффициентом передачи усилителя 23.

Индикатор 9 отражает текущее состояние кода уставки.

Регистратор позволяет регистрировать абсолютное значение сигнала в цифровом виде и приращение относительно начального кода в аналоговом виде, точность аналоговой регистрации не изменяется по абсолютной величине во всем динамическом диапазоне измерения, подключать любые приборы с цифровым выходом и сигналами, изменяющими знак в процессе измерений, а также позволяет изменять чувствительность аналоговой регистрации при неизменности шкалы цифровых приборов. Формула изобретения 1. Аналоговый регистратор, содержащий входной блок, входы которого являются информационными входами регистратора, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, первый счетчик, триггер и формирователь импульсов, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности регистратора, в него введены блоки задержки, блок сравнения, блок анализа, задат- чик кода, блок уставки, элемент И, второй счетчик, регистр, цифроаналоговый преобразователь, инвертор, коммутатор и выходной блок, первый выход входного блока соединен с первыми входами блока анализа и блока уставки, второй выход соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, вторым входом блока уставки, входами установки в О первого и второго счетчиков, первым входом установки в О триггера и через первый блок задержки с вторым входом блока анализа, третьи выходы входного блока соединены с соответствующими информационными входами реверсивного счетчика и третьими входами блока уставки, выходы задатчика кода соединены с соответствующими четвертыми входами блока уставки, первые выходы которого соединены соответственно с первыми входами блока сравнения и являются цифровыми выходами регистратора, пер30

35

вые выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими вторыми входами блока сравнения, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока анализа, первый выход и шестой вход блока анализа соединены соответственно с вторым управляющим входом и вторым выходом реверсивного счетчика, второй выход блока анализа соединен с пятым входом блока уставки, шестой и седьмой входы которого являются соответственно первым и вторым упрвляю- щими входами регистратора, второй и третий выходы блока уставки соединены соответственно с седьмым и восьмым входами блока анализа, третий выход которого, соединен с вторым входом установки в О триггера и через второй блок задержки с восьмым входом блока уставки и тактовым входом регистра, выходы регистра соединены с соответствующими входами цифроана- логового преобразователя, выход которого соединен непосредственно с первым и через инвертор с вторым информационными входами коммутатора, выход коммутатора соединен через выходной блок с аналоговым выходом регистратора, четвертый, пятый и шестой выходы блока анализа соединены соответственно с входом установки в 1 триггера, первым и вторым управляющими входами коммутатора, выходы триггера и генератора тактовых импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с тактовыми входами первого счетчика, реверсивного счетчика, девятым входом блока уставки и первым входом первого переключателя, выходы первого счетчика соединены с соответствующими вторыми входами первого переключателя, выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика, выходы которого, кроме выхода младшего разряда, соединены с соответствующими входами второго переключателя и первыми информационными входами регистра, выход младшего разряда второго счетчика соединен с вторым информационным входом регистра, выход второго переключателя соединен через формирователь импульсов с десятым входом блока уставки, одиннадцатый и двенадцатый входы блока уставки и объединенные тринадцатый вход блока уставки и третий управляющий вход реверсивного счетчика являются соответственно третьим, четвертым и пятым управляющими входами регистратора.

2, Регистратор по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, блок уставки содержит мультиплексоры, счетчиг, регистр, триггеры, элемент задержки, элементы И и элементы ИЛИ, выход первого элемента И соединен непосредственно с первым входом первого элемента ИЛИ и через элемент задержки с 5 первым входом второго элемента И и входом установки в О первого триггера, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И и первым управляющим входом первого мульти0 плексора, инверсный выход первого триггера соединен с вторым управляющим входом первого мультиплексора, выходы которого соединены соответственно с информационными входами счетчика, выходы

5 которого соединены с соответствующими первыми информационными входами второго мультиплексора, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, первые вы0 ходы регистра соединены с соответствующими первыми информационными входами первого мультиплексора, прямой выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соеди5 нен с первым входом четвертого элемента И, выходы второго, четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с

0 тактовым входом регистра, инверсный выход второго триггера соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторым входом первого элемента ИЛИ и

5 счетным входом счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с пер вым управляющим входом счетчика, второй информаци- онный вход второго мультиплексора является первым входом блока уставки,

0 вход установки, в О второго триггера, второй вход первого элемента И и первый вход пятого элемента И объединены и являются вторым входом блока уставки, вторые информационные входы первого и второго

5 мультиплексоров и второй управляющий вход счетчика являются соответственно третьими, четвертыми и пятым входами блока уставки, вторые входы второго и четвер- . того элементов И и первый управляющий

0 вход второго мультиплексора объединены и являются шестым входом блока уставки, второй вход пятого элемента И и второй управляющий вход второго мультиплексора объединены и являются седьмым входом

5 блока уставки, вторые входь третьего и шестого элементов И объединены и являются восьмым входом блока уставки, второй вход . седьмого элемента И, входы установки в 1 второго и первого триггеров, вход установки

Bj 0 первого триггера и третий управляющи i вход счетчика являются соответственно девятым - тринадцатым входами блока уставки, первые выходы регистра, второй вы);од счетчика и второй выход регистра являются соответственно первыми, вторым и третьим выходами блока уставки.

3. Регистратор по п.1,отличаю щи й- с я тем, что блок анализа содержит элементы А, элементы ИЛИ, элементы НЕ, триггеры /I элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход эле мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен нег осредственно с первыми входами пер- вог э - седьмого элементов И и через первый элемент НЕ с первыми входами восьмого - чет зфнадцатого элементов И, прямой выход nef вого триггера соединен с вторыми вхо- дa и первого и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен с первым вхо- дo пятнадцатого элемента И, выходы пятнадцатого и восьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, инвер- сньй выход первого триггера, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с вторыми входами соответственно ВТО юго, пятого и четвертого элементов И, выходы второго.элемента ИЛИ и второго - пятзго элементов И соединены с первыми входами соответственно шестнадцатого эле иента И и третьего - шестого элементов 1, выход девятого элемента И соединен

ИЛ

с вт|орыми входами третьего и шестого элементов ИЛИ, выход десятого элемента И соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами шестою и двенадцатого элементов И, выходы, шестого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И соединены соответственно с пер шм, вторым и третьим входами седьмого элемента ИЛИ, выходы седьмого, тринадцатого и четырнадцатого элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами восьмого элемента ИЛИ, 5 выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с входом установки в О и входом установки в 1 третьего триггера, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно 10 с входом установки и входом установки в О четвертого триггера, вход второго элемента НЕ, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и вторые входы седьмого, одиннадцатого, тринадцатого и четырнад- 15 цатого элементов И объединены и являются первым входом блока анализа, входы установки в О первого и второго триггеров и второй вход шестнадцатого элемента И объединены и являются вторым входом блока 0 анализа, первый вход второго элемента ИЛИ, второй вход девятого элемента И и третие входы двенадцатого и тринадцатого элементов И объединены и являются третьим входом блока анализа, вторые входы вто- 5 рого элемента ИЛИ, десятого элемента И и третие входы одиннадцатого и четырнадцатого элементов И объединены и являются четвертым входом блока анализа, вторые входы восьмого и пятнадцатого элементов 0 И объединены и являются пятым входом блока анализа, входы установки в 1 первого и второго триггеров и второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно шестым - восьмым входами 5 блока анализа, выходы третьего и четвертого триггеров, первого элемента ИЛИ, шестнадцатого элемента И, восьмого и седьмого элементов ИЛИ являются соответственно первым - шестым выходами блока анализа. 0

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для аналоговой регистрации цифровых сигналов. Целью изобретения является повышение точности регистратора. Регистратор регистрирует абсолютное значение сигнала в цифровом виде и приращение относительно начального кода в аналоговом виде. Регистратор содержит выходной 1 и входной 2 блоки, счетчики 3, 12, 14, блоки 4, 22 задержки, блок 5 сравнения, блок 6 анализа, задатчик 7 кода, блок 8 уставки, цифровой индикатор 9, генератор 10 тактовых импульсов, элемент И 11, переключатели 13, 16, триггер 15, коммутатор 17, формирователь 18 импульсов, регистр 19, цифроаналоговый преобразователь 20, инвертор, операционный усилитель 23 и резисторы 24 - 26. 2 з.п. ф-лы. 4 ил.

1 Ап Bt Вп

T- в

Н

27

i1 /

Д/

С

СТ

28

РС2

52

О

35

54

35

R

58

59

4/

Фиг. 2

М

29

До

Дп

РГ

50

е

-

37

4/7

Фиг. 5

Знак ЦП -Знаку Уст.

42

I ИШI П11Ш1Ш1

Фиг. 4

Знак ЦП

Знаку Уот.