Устройство для ввода аналоговой информации Советский патент 1991 года по МПК G06F13/00 

fe

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода в ЦВМ аналогового сигнала в системах сбора и обработки информации. Целью изобретения является повышение числа измеряемых параметров аналогового сигнала и повышение быстродействия ввода информации. Устройство содержит компаратор, интегратор, коммутатор, аналоговую память, аналого-цифровой преобразователь, триггер, элемент И, элемент ИЛИ, формирователь импульсов. Цель изобретения достигается за счет введения в устройство измерителя площади входного сигнала, что позволяет использовать его в системах регулирования по мощности или среднему значению периодического сигнала. 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода информации об аналоговом сигнале произвольной формы в системах сбора и обработки данных.

Целью изобретения является повышение числа измеряемых параметров аналогового сигнала и повышение быстродействия ввода информации

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - принципиальная схема интегратора; на фиг.З - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для ввода аналоговой информации (фиг.1) содержит компаратор 1, интегратор 2, коммутатор 3, аналоговую память 4, аналого-цифровой преобразователь 5, триггер 6, элемент ИЛИ 7, элемент

8 задержки, элемент И 9, формирователь 10 импульсов.

Источником аналогового сигнала для устройства может быть управляемая трехфазная мостовая схема выпрямителя.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый сигнал поступает на коммутатор 3 и интегратор 2. Коммутатор 3 пропускает сигнал с интегратора 2 или непосредственно с аналогового входа устройства. Память 4 на входе АЦП 5 выполняет роль фиксатора аналогового сигнала. Триггер 6 устанавливается по информационному и синхровходу устройства в состояние, соответствующее выбранному номеру канала коммутатора 3, через схему ИЛИ запускается элемент 8 задержки и память 4.

О

о

СЛ

со

00

о

При поступлении аналогового сигнала на компаратор 1 последний при прохождении сигнала через ноль (или другой заданный уровень U0) в момент времени to устанавливает триггер 6 в такое состояние, при котором коммутатор 3 открывает канал для прохождения сигнала с выхода интегратора 2. В то же время выходной сигнал компаратора 1 через схему ИЛИ поступает на управляющий вход памяти 4, фиксируя в нем уровень аналогового сигнала. На первом входе элемента И устанавливается уровень лог. 1, подготавливая таким образом формирование импульса сброса для интегратора 2. Сигнал Запуск АЦП 5 формируется в момент времени tt (фиг.З). Задержка (ti -to) обусловлена временем установления сигнала на памяти 4. С приходом на АЦП 5 сигнала Запуск аналоговая информация преобразуется в цифровую и по сигналу Готовность данных она может быть считана а ЭВМ. Сигнал Готовность данных через элемент И 9 запускает формирователь 10, интегратор 2 обнуляется и запускается вновь, конденсатор С начинает заряжаться. При достижении аналоговым сигналом уровня Uo (момент времени 1з) цикл обработки информации повторяется. Цикл измерения начинается в момент времени to (фиг.З) при срабатывании компаратора 1 и заканчивается через полпериода Т/2 в момент времени т,з. Поскольку интегратор 2 постоянно подключен к источнику сигнала, конденсатор С заряжается в течение всего полупериода. В момент времени ti (для второго полупериода t4) происходит фиксация сигнала в памяти 4.

Таким образом, в этот момент ti (14) на входе АЦП имеется информация о площади предыдущего полупериода. С этого момента до момента времени t2 наступает мертвая зона At для АЦП, Конденсатор С еще продолжает заряжаться до момента сброса t2 (холостой ход интегратора). В течение этого интервала At происходит потеря инфоомацми

Д tr + Тпр + tc6p.,

где tr- задержка запуска АЦП относительно момента фиксации сигнала (в реализованной схеме tr IO мкс);

Тпр - время преобразования АЦП от момента запуска АЦП до момента получения кода на выходе по сигналу Готовность данных ;

tc6p. - время формирования ммпульса сброса.

В устройстве для измерения напряжения сети с АЦП, выполненном на интегральной микросхеме 1108 ПВ1, At 20 мкс, а Т 6,6 мс, следовательно, доля потерь информации в цикле измерения составляет

At/J 0,006 (0,6%).

Устройство может функционировать в режиме программного измерения входного сигнала, минуя измеритель площади. Это так называемый программный режим, когда все управляющие сигналы задает ЭВМ. 8 этом режиме источник команд посылает на триггер 6 код, соответствующий режиму отслеживания сигнала. На управляющий вход коммутатора 3 приходит сигнал, открывающий канал для прохождения сигнала непосредственно с аналогового входа Через элемент ИЛИ 7 подается управляющий сигнал на память 4 и через элемент 8 задержки сигнал Запуск для АЦП 5 По сигналу

Готовность данных код измеряемого значения аналогового сиг нала поступает на шину данных и цикл измерения заканчивается1 Кроме описанных режимов предлагаемое устройство ввода аналоговой информации может осуществлять совместную работу (программно-аппаратный режим): измерение площади импульса и выборка значения сигнала в произвольный момент времени программно. В этом режиме алгоритм ЭВМ должен учитывать, что момент съема информации не должен совпадать с интервалом At для исключения получения недостоверной информации. В остальном устройство работает так же, как описывалось ранее

Формула изобретения Устройство для авода аналоговой информации, содержащее коммутатор,

компаратор, аналоговую память, аналого- цифровой преобразователь, элемент задержки, триггер, первый вход коммутатора является входом аналоговой информации устройства, выход коммутатора соединен

с информационным входом аналоговой памяти, выход которой соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход триггера соединен с управляющим входом комму0 гатора, выход элемента задержки соединен с входом запуска аналого-цифрового ((реобразователя, информационный вход триггера является входом цифровой информации устройства, вход синхронизации

5 триггера является входом синхронизации устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения числа измеряемых параметров аналогового сигнала и повышения быстродействия ввода информации, в него введены интегратор, формирователь импульса, элемент ИЛИ, элемент И, вход компаратора и информационный вход интегратора соединены с первым входом коммутатора, выход компаратора соединен с входом установки триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом синхронизации триггера, зыход элемента ИЛИ соединен с входом управления аналоговой памятью и входом элемента задержки, первый вход элемента И соединен с выходом триггера,

0

выход элемента И соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом сброса интегратора, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, выход готовности аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом элемента И и является выходом готовности устройства, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя являются информационными выходами устройства.

Фаг.1