Устройство для сопряжения ЭВМ с датчиками Советский патент 1982 года по МПК G06F3/02 G01V1/00 

() УСТРОЙСТВО №Я СОПРЯЖЕНИЯ ЭВМ С ДАТЧИКАМИ

. . . . . .1 . . . Изобретение относится к вычислитцельной технике и автоматике, пред--: назначено для сбора и первичной обработки ин(}юрмации от технологических датчиков и ввода ее в клчислительные средства. Может применяться в АСУ с территориально распределенными объектами и ограниченным числом линий связи,

Известно устройство для сбора и регистрации ин(|юрмации от датчиков, в котором используется широтно-ийпульсная модуляция сигнала датчика и модуляционные интерват всех ка 1алов совпадают, а сигналы отдельных каналов различаются по амплитуде Гт.

Недостатком указанного устройства является его низкая надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство многоканальной регистрации сейсмической информации« в котором все датчики соединены с iwipOTHCL-импульсными модуляторами, входы возбуждения которых соединены об(цей линией. Нагрузкой модуляторов пягляются масштабж4е усилители-огран чители, выходы которых соединены с общей шиной передачи информации. По. сигналу возбуждения широтно-импульсные модуляторы вырабатывают импульсы, передние фронты которых совпадают,.а длительности зависят от величины информации датчиков. Усилители нор «1руют амплитуды, и на выходной Ч1Ине формируется групповой ступен« атый сигнал, в котором- длина кахфрй ступени несет информацию соответстBjnomero датчика, а амплитуда - номер датчика, Групповой сигнал поступает в до|({ ф енциатор, где преобразуется в серию коротких импульсов, амплитуда которых указывает номер датчика, а положение относительно первого , отличающегося по знаку, импульса - информацию датчика. Импульсы поступают в амплитудный распределитель. Одновременно по первому импульсу разре шается счет калибровочных импульсов

счетчиком, и в процессе декодирования серии коротких импульсов производится снятие отсчетов из счетчика, представляющих Собой информацию от датчиков в цифровой форме, представляющих собой информацию от датчиков в цифровой форме, и их регистрация в ЗУ.

Известное устройство очень чувствительно к импульсным помехам. Любая импульсная помеха, амплитуда которой больше уровня дискретизации канала, воспринимается за сигнал конца модуляционного интервала этого К9 нала.Для -устранения этого явления приходится увеличивать разности ежду уровнями отдельных каналов, что при конечных значениях потенциалов, приемлемых для определенной элементной базы, снижает возможное число каналов устройстваCiJj.

Цель изобретения - повышение наежности устройства путем потенциального дешифрования группового ступенчатого сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входами счетчика и делителя частоты, выход которого роединен с входами первой группы блока аналоговых преобразователей, выход счетчика соединен с первым входом первого регистра, выход которого является первым выходом устройства, ключи, первые входы которых являются первой группой входов устройства, распределитель импульсов и шифратор, выход которого является вторым выходом устройства, вторая группа входов блока аналоговых преобразователей является первой группой входов устройства, введены второй и третий регистры, элемент ИЛИ, первый и вуэрой формирователи импульсов и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока аналоговых преобразователей, выходы распределителя импульсов соединены с входами элемента ИЛИ и второго регистра, выходы которого соединены с вторыми входами ключей, выходы которого соединены с другими входами сумматора, выходы которого соединены через первый формирователь импульсов с вторым входом первого регистра и непосредственно с первым входом распределителя импульсов, которого

соединены с первым входом третьего регистра, выходы которого соединены с входами шифратора, выход элемента ИЛИ через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом третьего регистра и является третьим выходом устройства.

блок аналоговых преобразователей содер)хит широтно-импульсные модуляo торы, первые входы которых являются первой группой входов блока аналоговых преобразователей, вторые входы широтно-импульсных модуляторов являются второй группой входов бло$ ка аналоговых преобразователей, усилители, выходы которых объединены и являются выходом блока аналоговых преобразователей, инверторы и элементы И, выходы которых соединены .

0 с входами усилителей, выходы широт.но-импульсных модуляторов через инверторы соединены с первыми входами элементов И, втрруе входы которых соединены с первыми входами ши5 ротно-импульсных модуляторов

На фиГо1 приведена функциональная схема устройства для сопряжения ЭВМ с датчиками; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.

J Устройство содержит датчики

1 - 1f, широтно-импульсные модуляторы 2 т - 2,, инверторы 3 д - Зп усилители А - kr, элементы И 5л- 5п. общую шину 6 возбуждения, делитель 7 частоты, счетчик 8, генератор 9 импульсов, блок ТО запуска, общую шину 11 информации, сумматор 12, ключи 13-1- 13п второй регистр И, элемент ИЛИ 15, третий регистр 16, нуль-органы 17п распределитель 18 импульсов, быстродействующие сумматоры 19 -} 19 первый формирователь 20 импульсов, первый регистр 21 , второй формирователь 22 импульсов, шифратор 23, блок 2k аналоговых преобразователей.

Устройство работает следующим образом.

Блок 10 запуска запускает генератор 9 импульсо,в, импульсы которого

(фиг.2а) поступают на счетчик 8 преобразователя время - код и на делитель 7 частоты, который формирует .импульс возбуждения (фиг.26) длительностью несколько большей максимальной длительности импульсов ши. ротно-импульсных модуляторов 2, который поступает в общую шину 6 воз- буждения и возбуждает широтно-импуль ные модуляторы 2 -, - 2, который генерирует импульсы, передними фронтами совпадающие с фронтом импульса возбуждения и с длительностями, зависящими от сигналов датчиков 1 - In (фиг. 2в, 2г, 2д). После окончания импульсов возбуждения на выходах элементов И S 5 появляются импульсы, передними фронтами совпадаю щие с задними фронтами импульсов модуляторов 2 - 2п и поступающие на усилители - Ц, где каждому из них придается определенная ампли туда U - и являющаяся признаком номера соответствующего датчика (фиг. 2е, 2ж, 2з). в-общей шине 11 информации формируется суммарный групповой ступенчатый сигнал (фиг.2 в котором величина каждой ступеньки характеризует номер датчика 1, а длительность есть дополнение длительности импульса широтно-импульсного модулятора 2 данного датчика до длительности импульса возбуждения. Групповой сигнал поступает на1 вход сумматора 12 и расшифровывается следующим образом. По фронту положительного перепада первой ступеньки на выходе сумматора 12, являющегося признаком ркончания превращения информации во временной интервал от датчика с наимен шей по величине информацией, срабатывает первый формирователь. 20 импульсов, по переднему фронту импульса которого производится затсь крда из счетчика 8 в первый регистр 21 Расшифрование номера датчика происходит в распределителе .18 импульсов На выходах быстродействующих сумматоров 19,, - 19J, появляются разности между амплитудой ступеньки и эталонными напряжениями других входов быст содействующих сумматоров 19 i 9. Только на выходе того быстродействую щего суг матора 19 на другой вход которого подано эталонное напряжение, равное амплитуде ступеньки и противоположное по знаку, появляется нулевой потенциал, при этом срабатывает соответствующий нуль-орган 17, передний фронт импульса которого устанавливает соответствующий разряд третьего регистра 16 и второго регистра 1 в единицу. При этом замыкается соответствующий ключ 13 который управляется разрядом второГО регистра И, и не вход сумматора 12 поступает напряжение, которое, суммируясь с амплитудой ступеньки, устанавливает на выходе сумматора 12 нулевой потенциал, тем самым позволяя подобкшм образом расшифровать следующую ступеньку. Положительный перепад ну ль-органа 17 через элемент ИЛИ 15 запускает также вtopoй формирователь 22 импульсов, по сигналу которого ЭВМ гринимает с выходов первого регистра 21 инфсфмацию датчика, а с выходов шифратора 20 - код адреса датчика. Задний фронт импульса второго формирователя 22 импульсов, длительность которого выбрана достаточной для выборки информации ЭВН, устанавливает третий регистр 16 на нуль. Обработка следующих ступенек ведется аналогично. По окончании импульса возбуждения производится останов генератора 9 импульсов и установка счетчика В, регистров 21, И и 16 до следующего цикла связи с датчиками. Таким образом, предлагаемое устройство реагирует только на строго фиксированные значения амплитуд ных потенциалов и.пи импульсов и чайные наводки, даже превышающие амплитуды канальных импульсов, не приводят к сбою работы, искажению (или потере информации. Даже если импульсная помеха приводит к срабатыванию первого формирователя 20 импульсов и к записи кода в первый регистр 21, то сигнал на съем информации в ЭВМ не поступает. Предлагаемое устройство обладает значительно большей по сравнению с известными помехозащищенностью и мо-i жет применяться для связи вычисли- , тельных средств с территориально . разнесенными технологическими датчи ками в условиях производства, используя минимальный набор простых и дешевых линий связи и небольших аппаратурных, затрат для огранизации параллельного и синхронного полумения информации от многих датчиков. Формула изобретения 1. Устройство для«сопряжения ЭВМ с датчиками, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен

с входами счетчика и делителл час тоты, выход, которого соединен с входами первой группы блока аналоговых преобразователей, выход счетчика соединен с первым входом первого регистра , выход которого является первым выходомсустройства, ключи, первые входы которых являются первой группой входов устройства, распределитель импульсов и шифратор, выхс д которого является вторым выходом устройства, вторая группа входов блока аналоговых преобразователей является второй группой входов устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения на/чежности устройства, в него введены второй и третий регистры, элемент ИЛИ, первый и второй формирователи импульсов и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока аналоговых преобразователей, выходы распределителя импульсов соединены с входами элемента ИЛИ и второго регистра, выходы которого соединены с вторыми входами ключей, выходы которых соединены с другими входами сумматора, выходы которого соединены через первый формирователь импульсов с вторым входом первого регистра и непосредственно с первым входом распределителя импульсов, выходы которого соединены с первым входом

третьего регистра, выходы которого соединен с входами шифратора, выт ход элемента ИШ через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом третьего регистра и является |третьим выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР

If , кл. GDI V 1/00,1968 (прототип) ,