Устройство для многоканальных измерений Советский патент 1980 года по МПК G08C15/06 G08C19/28 

Изобретение относится к телемеханике и может найти применение в многоканальных измерительных информационных системах, в которых при передаче по каналам связи необходимо уменьшить избыточность информации. Известно устройство для многоканальных измерений, содержащее первый генера тор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом первого двоичнотхэ счетчика, разрядные выходы которого под ключены ко входам цифроаналогового преобразователя, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с первыми входами первых элементов И, вторые входы ко торых соединены с выходами импульсов распределителя, а выходы - со входами второго элемеш-а ИЛИ, выход которого подключен к первому входу управления блока считывания и первому входу третье го элемеш-а ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом последнего импульса распределителя, а выход - с первым управления второго блока запуска, ВХОД которого подключен к выходу второго генератора тактовых импульсов,выход - ко входу распределителя, а второй вход управления - к выходу четвертого логического элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом управления блока считывания, а второй вход - с выходом первого логического элемента ИЛИ, вторым входом управления блока считывания и первым входом управления первого блока запуска, второй вход управления которого подключен ко второму выходу управления блока считывания, выход которого соединен с выходом устройства, а первые информационные входы - с выходами кода адреса распределителя QlJ. Устройство позволяет передавать код параметра и коды ащресов, сигналы которых в данный момент равны между со бой. За счет этого уменьшается избыточность информации и сокращается время передачи, однако уменьшение избыточности и сокращение времени передачи невелико, поскольку, во-первых, передаются все адреса, имеющие определенную) eemi- чину кода параметра, вне зависимости от того, насколько изменипись параметры по сравнению с предыдущими измеритепями и, воь-вторых, всегда передаются полные коды параметров, вне зависимости от величины предьтдущих кодов параметров. Наиболее близким по технической сущ- ности является устройство для многоканальных измерений, содержащее датчики, выходы которых соединены соответственно с первыми входами адаптивных блоков сравнения, выходами подключенными соотг ветственно к входам первого элемента ИЛИ и первым входам первой группы эле., ментов И, ко вторым входам которых под, ключетш выходы первой группы распределителя, выходы элементов И первой груп-, пы соединены с входами второго элемен., та ИЛИ, выход которого соединен с перБым входом управления блока считывания и первым входом третьего элемента И ЛИ, второй вход которого соединен с последним выходом первой группы выходов распределителя, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым управляющим входом первого блока запуска, вторым входом управления блока считывания и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым, вызюдом блока считывания, второй выход блока считывания подключен к второму управля-, 1;;щему входу первого блока запуска, вход гкотфого соединен с вьрсодом первогогенё-1 ратора тактовых импульсов, выход первого блока запуска соединен с входом первого двоичного счетчика, разрядные выхсь дь1 которого соединены с входами цифрою, аналогового преобразователя, выходами соединенного с вторыми входами адаптив йых бпоков сравнения, выходы второго ге нератора тактовых импульсов, третьего и четвертого элементов ИЛИ соеуцинены с входами второго блока запуска, выход которого соединен с входом распределителя, вторая группа выходов ;разделите- пя соединена с первыми информационными входами блока считывания, выход которого соединен с выходом устройства 2 .В этом устройстве за счет передачи полного кода параметров вне зависимости от величины предыдущих переданных кодов выходная информация остается избыточ- йой, а время ее передачи - большим. Целью изобретения является сокраще ние избыточности и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй двоичный счетчик, асинхронный R-$-триггер, вторая, третья, четвертая и пятая группы элементов И, пятый элемент ИЛИ и группа элементов ИЛИ. Выход первого блока запуска подк-лючен к счетному входу второго двоичного счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входами второй группы элементов И, выход пере- . носа второго двоичного счетчика соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переноса первого двоичного .счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входами третьей и четвертой групп элементов И, выходы которых через первые входы группы элементов ИЛИ подключены ко входам старших разрядов вторых информационных входов б/юка считывания, входы младших разрядов вторых информационных входов которого . соединены с выходами пятой группы элементов И, к первым входам которых подг ключены шины кода, и с выходами третьей группы элементов И, вторые входы которых, третий вход управления блока считывания и объединенные вторые входы четвертой и пятой групп элементов И под ключены к выходу прямого кода асинхронного R- S -триггера, второй выход управления блока считывания соединен со входом начальной установки второго двоичного счетчика и входом R асинхронного R-S триггера,-вход S которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, выход инверсного кода асинхронного 1 -$-триггера подключен к второму входу второй группы элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами группы элементов ИЛИ. Изобретение поясн51ется с помощью блок-схемы устройства, изображенной на прилагаемом чертеже и содержащей еле;v дующие элементы: датчики 1.-1„, адаптивные блоки сравнения, группы элементов И 3.-3 и , элемент ИЛИ 5, асинхронный R-S -триггер 6, элемент ИЛИ 7, цифроаналоговый преобразователь 8, группу элементов И , элементы ИЛИ 10,11, двоичный счетчик 12, группу элементов И 13.-13, группу элементов ИЛИ 14.-14, двоичный счетчик 15, группу элементов И 16,16р , блок запуска 17, элемент ИЛИ 18, генераторы 19, 20 тактовых импульсов, блок 21 запуска, распределитель 22, блок 23 считывания. 573 Устройство для многоканальных измерений работает следующим образом. Генератор 19 тактовых импульсов через блок 17 запуска выдает импульсы счетадля двоичного счетчика 12- Разрядные выходы счетчика 12 подключены к входам цифроаналогового преобразователя 8, который преобразует переменный код на счетчике 12 в ступенчатоизменяющееся напряжение,- минимальное значение которого соответствует нулю во всех разрядах счетчика, максимальное - всем единицам. Рассмотрим момент перехода счетчика 12 из единичного состояния во всех разрядах - в нулевое (переполнение счетчика В этом случае на выходе переноса счетчика 12 появится импульс. Пройдя элемент ИЛИ 11, он попадает на вход S асинхронного R-S-триггера б, и на его выходе прямого кода скажется единичный сигнал, а на .выходе инверсного - нулевой. Бдинич ный сигнал разрешает прохождение данных через группы элементов И 13.-13, ,9.-9j 3 - 3- и запрещает прохождение через группу элементов И 16 -16 . Ступенчатоизменяющееся напряжение с цифроайалогового преобразователя 8 сравниваетсяна адаптивных блоках сравнения с выходными сигналами датчиков 1, -1 информации. Адаптивный: блок сравнения выдает единичный сигнал при совпадении двух условий: во-первых, величина напряжения цифроанапогового преобразователя 8 превышает напряжение соответствующего датчика и, во-вторых, напряжение датчика более чем допустимо отличается от своей величины, имевшей , место при предыдущем единичном сигнале на выходе соответствуклцего адаптивного блока сравнения. Единичный сигнал, появившийся на выходе одного или нескольких адаптивных блоков 2.-2„ сравнения, проходит через элемент ИЛИ 10 и попадает на вход блока 17 запуска, запрещая дальнейшее прохождение импульсов на счетчик 12. В этом случае на разрядных выходах счетчика 12 фиксируется код параметра тех датчиков,- которые образовали единицы на выходах адаптивных блоков сравнения. При единичном сигнале на выхоф прямого кода триггера 6 к информационным входам блока 23 считывания подключается код из счетчика 12 (старшие разряды поступают через открытые элементы И 9 -9 , а младшие - через открытые элементы И 13 - 13 и элементы 76 ИЛИ ) и код признака (через открытые элементы И ), Если код признака составляет К двоичных знаков, а код параметра - М двоичных знаков, то при единичном сигнале на выходе пря-мого кода триггера 6, ко всем М + К информационным входам блока 23 считывания подключены сигналь, прошедшие через соответствующие элементы И. Сигнал выхода элемента ИЛИ 13, попадая на од блока 23, обеспечивает запомина ие кода признака и кода параметра в блоке 23. Кроме этого, импульс с эыхода элемента ИЛИ 10 проходит элемент pj 18 и с его выхода поступает на вход управления блока 21 запуска. При этом блок 21 начинает осуществлять пере дачу импульсов с выхода генератора 2О тактовых импульсов на распредели ь 22. Этот распределитель имеет две группы выходов: выходы импульсов и выХОДЫ кода адреса. После каждого им- пульса на одном из выходов импульсо1а находится высокий сигнал, номер выхода соответствует числу импульсов, поданному на вход распределителя 22, а на выходах кода адреса фиксируется код числа импульсов, поданных на вход распределителя 22. Каждый из выходов импульсов подключен к входу одного из элементов И группы 4 - 4 , на вход которой подается сигнал с выхода соответст вукхцего адаптивного блока сравнения 2 2j . В момент совпадения двух единичных сигналов на входе одного из элементов И группы 4 -4 , код на выходах кода распределителя 22 указывает на номер датчика 1 1- , код параметра которого был запомнен в блоке 23 считывания сигналом, поданным на вход управления с элемента ИЛИ 5. Этот код номера канала необходимо запомнить. Осушествляется это следующим образом. Выходы кода адреса распределителя 22 под..,.„„ „ ,„.„ 5,почаются к информационным входам бпоj 23, т.е. на информационные входы в момент совпадения двух высоких сигналов на каком-либо элементе И группы .4 - 4f поступает код номера соответствующего датчика. Элемент И при двух единичных потенциалах на входах выдает высокий сигнал на выходе. Он проходит через элемент ИЛИ 5 и поступает на вход управления блока 23, обеспе.чивая запись адресной информации, поступающей на информационные входы блока 23. Чтобы во время записи код на информациотп.1Х входах блока 23 не менялся, сигнал с 773 выхода элемента ИЛИ 5 через элемент ИЛИ 7 подается на вход управления блока 21 запуска, .запрещая поступление импульсов на вход распределителя 22. После окончания записи на первом выходе управления блока 23 появляется сигнал, который, пройдя элемент ИЛИ 18, поступает на вход управления блока 21. При этом вновь разрешается поступление им пульсов на вход распределителя 22. Подача этих импулъсов будет продолжаться либо до нового совпадения высоки сигналов на входах одного из элементов И 4 - 4р (что приведет к новой записи адресной информации), либо до появления единичного сигнала на последнем из выходов импульсов распределителя 22, чему соответствует появление строго определенного кода на информационных входах блока 23 считывания. При формировании сигнала на последнем из выходов распредехштеля 22 запрет подачи импульсов на его вход осуществляется следующим образом. Появляется единичный сигнал на входе элемента ИЛИ 7 и его выходной сигнал запрещает дальнейшее прохождение импульсов через блок 21 запуска на распределитель 22. После поступления на блок 23 считывания кода, соответствующего появлению едит-шчного сигнала на последнем из выходов распределителя 22 блок 23 формирует на своем втором выходе управления сигнал. Он, попадая на: вход управления блока 17 запуска, разрешает дальнейшее прохождение через него импульсов генератора 19 тактовых импульсов, а -также устанавгшвает в ноль асинхронный R -S- триггер 6 и производит сброс двоичного счетчика 15. Поскольку на входы двоичных счетчиков 12 и 15 поступают одни и те же сигналы содержимое двоичного счетчика 15 будет показывать, насколько изменился код пер вого счетчика 12 по сравнению с прошлым моментом запоминания его в блоке 23 считывания. Есяи счетчик 15 содержит Р разрядов (), то возможны две ситуации; либо какой-либо из адаптивных блоков сравнения-2 -2 выдаст единичный сиг нап до поступления на вход счетчика 15 2 импульсов, либо после этого. Если на выходе какого-либо блока 2-2 окажется, высокий сигнал после подачи 2 импульсов на вход второго двоичного счетчика 15, то при этом триггер 6 будет находиться в единичном состоянии. 7 Это объясняется тем, что при подаче 2 го импульса на выходе переноса формируется сигнал, который пройдя элемент ИЛИ 11 подается на входЗасин- v хронного К -S-триггера 6 и переводит его в единичное состояние. В этом случае, как уже было описано выше, на блок 23 считывания сначала записывается К-разрядный код признака и М-разрядный код параметра, а затем все адреса, в которых имеется записанный код и ошибка восстановления превысила допустимую величину. Иначе осуществляется запись на блок 23, если на выходе какоголибо блока 2 появится высокий потенциал до подачи 2 импульсов на вход счетчика 15. При этом в I -S-триггере 6 записан нуль и запрещено прохождение сигналов через группы элементов , и . Поскольку через элементы И группы при нуле в триггере 6 возможно прохождение информации, то из всех М + К информационных входов блока 23 считывания, только к Р подключены данные от счетчика 15 (через элементы И группы и элементы ИЛИ группы ). Поэто у сигналы записи блока 23, подаваемые на его вход управления от одногоиз адаптивных блоков сравнения 2 через элемент ИЛИ 1О, должны осуществлять запоминание только Р входных сигналов. Для того, чтобы различить случаи, когда записывается М + К сигналов и когда Р, на блоке 23 считывания введен специаль ьтй управляющий вход, подключенный к единичному выходу асинхронного R-S-триггера 6. При единице на этом входе импульс, подаваемый на другой управле™я с элемента 10 вход, осуществляет запоминание данных, приложенных к М+К информационным входам, а при нуле он осуществляет запоминание данных, приложенных к Р из (М+К) информационным входам блока 23. После записи информации, подаваемой на информационные входь7 блока 23 уже описанным выше образом осуществляется запись на блок 23 номеров датчиков 1. -1 , у которых адаптив- ные блоки сравнения 2, -2 выдали единичные сигналы. Блок 23 считывания служит для выравнивания потока записанных в нем данных и поэтому считывание запомненной информации идет равномерно. При этом на приемной стороне легко восстановить данные, выдаваемые каждым датчиком . Коды сигналов датчиков 1.-1 номера „оторых быга переданы после кода признака и кода параметра, имеют значения принятого кода параметра. Если перед номером датчика (илм группой номеров) не был передан код признака, то Р-разрядное .слово, стоящее перед ним, обозначает разницу между кодом данного датчика и предыдущим принятым кодом. Поэтему код параметра датчика мондат быть найден простым сложением. И, наконец, возможен случай, когда для всех принятых возрастающих кодов параметра каких либо номеров датчиков не окажется. Это будет означать, что их параметры изменились несущественно и можно опенить код параметра величиной, принятой для ЭТОГО номера датчика ранее. .За счет передачи Р-разрядных кодов разности вместо полных кодов параметра удается сократить избыточность в принимаемых данных и повысить быстродействие на 1О-30%. Формула изобретения Устройство для многоканальных измерений, содержащее датчики, выходы которых ссЗединены соответственно с первыми входами адаптивных блоков сравнения, выхолами подключенными соответственно к входам первого элемента ИЛИ и первым входам первой группы элементов И, ко вторым входам которых подключены выходы первой группы распределителя, выходы элементов И первой группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом управления блока считывания и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с последним выходом первой группы выходов распределителяг, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым Управляющим входом первого блока запуска, вторым входом управ ления блока считывания и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен в первым выходом бло ка считывания, второй выход блока считы вания подключен к второму управляющему входу первого блока запуска, вход которого соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов, выход первого блока запуска соединен с входом первого двоичного счетчика, разрядные выходы ко торого соединены с входами цифроаналого вого преобразователя, выходами соединенного с вторыми входами адаптивных блоков сравнения, выходы второго генератора тактовых импульсов, третьего и четверто757 го элементов ИЛИ соединены с входакЖ второго блока запуска, выход которого соединен с входом распределителя, вГорая группа выходов распределителя соединена с первыми информационными входами блока считывания, выход которого соединен с выходом устройства, от ли-чаю - щ е е с я тем, что, с целью сокращения избыточности и повышения быстродействия устройства, в устройство введены второй двоичный счетчик, асинхронный R- 3-триггер, вторая, третья, четвертая и пятая группы элементов И, пятый элемент ИЛИ и группа элементов ИЛИ, выход первого блока запуска подключен к счетному входу второго двоичного счетчика, разрядные выходьт которого соешшены с первыми входами второй группы элементов И, выход переноса второго двоичного счетчика соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход кото... рого подключен к выходу переноса первого двоичного счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входа-. ми третьей и четвертой групп элементов И, выходы которых через первые входы группы элементов ИЛИ подключены ко входам старших разрядов вторых информационных входов блока считывания, входы младших разрядов вторых информационных входов которого соединены с выходами пятой группы элементов И, к первым входам которых подключены шины кода, и с выходами третьей группы элементов И, вторые входы которых, третий вход управления блока считывания в объединены вторые входы четвертой и пятой групп элементов И подключены к выходу прямого кода асинхронного К-; триггера, второй выход управления блока считыватая соединен с входом начальной установки второго двоичного счетчика и входом R асинхронного R-S-триггера, входg которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, выход инверсного кода асийхронного R-S -триггера подключен к второму входу второй группы элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами группы элементов ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР NO 315194, кл. Q 08 С 19/28, 23.11.71. 2. Авторское свидетельство СССР N 504229, кл, Q 08 С 15-06, 30.03.76 (прототип).

.. ... ..

. ;.Ч-. .N

732957 -:..