Устройство для ввода аналоговых сигналов Советский патент 1993 года по МПК G06F3/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в многоканальной диагностической и другой измерительной аппаратуре, управляемой сигналами, поступающими от датчиков многоканальной системы, в частности, от спортивного тренажерного комплекса легкоатлетов, гребцов и т.д.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - принципиальная схема импульсного генератора.

Устройство содержит коммутатор 1, содержащий импульсный генератор 2, счетчик 3, дешифратор 4, блок 5 ключей, блок 6 датчиков, аналого-цифровой преобразователь 7, группу 8 полосовых фильтров, группу 9 пиковых детекторов, группу JO формирователей импульсов, группу 11 одновибрато- ров, группу 12 аналоговых к лючей, группу 13

усилителей, группу 14 делителей частоты, тактовый генератор 15, аналоговый ключ 16, формирователь 17, усилитель 18, группу 19 элементов не, элемент И 20.

Устройство работает следующим образом.

На вход управления устройства подается цифрокодовый пакет синхроимпульсов, количество которых определяет номер коммутируемого канала. Этот пакет поступает на вход управления коммутатора и далее на, вход генератора 2.

После подсчета импульсов со счётного выхода генератора 2 счетчиком 3, дешифратор 4 устанавливает требуемый коммутируемый канал, по которому сигнал от датчика этого канала поступает на АЦП. Запуск генератора осуществляется через одновибратор 0В (фиг.2), который нормирует (по длительности) счетные импульсы.

СО

о

00 00 XI

С выхода одновибратора импульсы, пройдя интегрирующую цепь РзСаи инвертор, образуют разрешающие сигналы для АЦП. Цикл цифрового преобразования аналогового сигнала от датчика начинается с пусковым импульсом на входе запуска АЦП при наличии разрешающего сигнала, которым также запускается и тактовый генератор 15. Генератор 15 выполнен по схеме генератора с ударным возбуждением. В соответствии с выработанным цифровым кодом включается определенный канал коммутатора 1, и запускается генератор 15. Сигнал отдатчика 2 через коммутатор поступает на п-полосовых фильтров 8. Этот сигнал практически без ослабления проходит через тот фильтр, полоса пропускания которого соответствует спектральному составу аналогового сигнала. Пиковый детектор 9 соответствующего канала подает сигнал различной амплитуды на формирователь импульсов 10 с регулируемым пороговым уровнем. В зависимости от амплитуды сигнала с детектора 9 формирователь импульсов 10 либо формирует запускающий одновибратор 11 импульс, либо нет, когда уровень сигнала мал и пороговый уровень не преодолен.

После запуска одновибратора 11 включается соответствующий ключ 12, который подает сигнал с генератора 15 через тот делитель частоты 14, который также соответствует спектру обрабатываемого сигнала от датчика 6, т.е. с определенным коэффициентом деления частоты делителя 14. К выходу ключа 12 подключен развязывающий усилитель-формирователь 13,который с одной стороны формирует пакет из тактовых импульсов для запуска АЦП 7, а с другой - оставляет выходной импеданс подключенного в данный момент ко входу запуска АЦП-7 усилителя 18 практически неизменным. Когда спектральный состав аналогового сигнала таков, что пиковые детекторы 9 пропускают на одновибраторы 11 пусковые импульсы по нескольким каналам обработки, на все входы сброса одновибра- торов 11, предшествующих текущему каналу, через вентильные элементы поступают импульсы сброса, и остается действующим только один, более высокочастотный канал, с соответствующей средней частотой полосового фильтра.

.При отсутствии сигналов на выходах всех одновибраторов 11, на элементах НЕ 19 устанавливается единичный (высокий) уровень, логический элемэнт Л 20 вырабатывает отпирающий ключ 16, сигнал и на

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вход запуска АЦП 8 поступает через усилитель 18 и формирователь 17 пакет из тактовых импульсов максимально возможной, на порядок превышающей верхнюю частоту спектра аналоговых сигналов, частоты генератора 15. Коэффициент деления частоты делителей 14 определяется как отношение а/п, где а - любое выбранное-по опытным данным число, п - текущий номер дополнительного канала. Предположим верхняя граница частотного спектра аналоговых сигналов 200 кГц.

Частота генератора 15 - в десять раз больше - 2,0 МГц. Следовательно а 200, п 1, 2, 3,.... 10. Тогда для 1-го дополнительного канала Кдел.1 200/1 200(fcp 10 кГц). Для 2-го канала: Кдел.2 200/2 100 (fcp 20 кГц)... для 5-го канала: Кдел.5 200/5 40 (fcp 50 кГц)... для п-го (10-го) канала: Кдел.ю 20 (fcp 100 кГц).

Формула изобретения .

Устройство для ввода аналоговых сигналов, содержащее коммутатор, аналого-циф- ровой преобразователь и тактовый генератор, информационные входы коммутатора являются информационными входами устройства, информационный выход коммутатора соединен с информационным входом, аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются информационными выходами устройства, вход управления коммутатора является входом управления устройства, выход управления коммутатора соединен с входом запуска тактового генератора и входом разрешения аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены группа полосовых фильтров, группа пиковых детекторов, группа формирователей импульсов, группа одновибраторов, группа аналоговых ключей, группа усилителей, группа делителей частоты, группа элементов НЕ, элемент И, аналоговый ключ, формирователь, усилитель, группа элементов односторонней проводимости, информационный выход коммутатора соединен с входами полосовых фильтров, выходы которых соединены с входами пиковых детекторов, выходы которых соединены через формирователи импульсов с входами запуска одно- вибраторов, выходы которых соединены с входами управления аналоговых ключей группы и через соответствующие элементы НЕ - с входами элемента И, выход которого соединен с входом управления аналогового

ключа, выходы аналоговых ключей группы соединены с входами усилителей группы, выходы которых и выход усилителя соединены с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, вход сброса каждого предыдущего одновибратора группы соединен через элемент односторонней проводимости с выходами всех последующих

аналоговых ключей группы, выход тактового генератора соединен с информационным входом аналогового ключа и входами делителей частоты группы, выходы которых соединены с информационными входами аналоговых ключей группы, выход аналогового ключа соединен через формирователь, с входом усилителя.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в многоканальной диагностической и другой измерительной аппаратуре, управляемой сигналами, поступающими от датчиков многоканальной системы, в частности от°спортивного тренажерного комплекса легкоатлетов, борцоь и т.д. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Достижение цели изобретения достигается за счет определения с помощью многополосной схемы спектрального состава сигналов от каждого датчика и обработки сигналов с узким частотным спектром с повышенной скоростью. Кроме того, при отсутствии сигнала от датчика устройство позволяет практически мгновенно перейти к опросу следующего датчика. 2 ил. Ё

Фиг.1