DE3121558A1

DE3121558A1 - Verfahren und vorrichtung zum umwandeln von digitalen signalen in analoge ausgangsgroessen, die mehreren ausgangskanaelen zugeordnet sind

Info

Publication number: DE3121558A1
Application number: DE19813121558
Authority: DE
Inventors: Erich 8503 Altdorf Delago
Original assignee: Metrawatt GmbH
Current assignee: Metrawatt GmbH
Priority date: 1981-05-30
Filing date: 1981-05-30
Publication date: 1982-12-16

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln von digitalen
Signalen in analoge- Ausangsgrößen, die mehreren Ausgangskanälen zugeordnet sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von Signalen, die in einer Zentralverarteitungseinheit in digitaler Form vorliegen in analoge Ausgangsgrößen, die mehreren AusgangskanElen zugeordnet werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der e- und Prozeßleittechnik besteht die Aufabe, die in einem zentralen Computer verarbeiteten Signale und Informationen, die dort in digitaler Form vorliegen, als analoge Größen und verteilt auf mehrere Ausgangskanäle auszugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden beim Stand der Technik Jedem Analogausgang ein Digital-Analog-Wandler (D/A-Wandler) zugeordnet.
Zu jedem D/A-Wandler führt ein von der Zentralverarbeitungseinheit kommender Adreßbus. Die Daten, d.h. die in der Zentralverarbeitungseinhelt in digitaler Form vorliegenden Signale, können auf zwei unterschiedlichen Arten von der Zentralverarbeitungseinheit zu den Ausgangskanälen übertragen werden. Eine Möglichkeit ist die parallele Übertragung ueber einen parallelen Datenbus, der dann eine größere Anzahl besonders störempfindlicher Leitungen besitzt.
Die zweite Möglichkeit ist die serielle übertragung 0her eine Zweitdrahtleitung, jedoch ist dann am Eingang jedes Ausgangskanals ein Serien-Parallel-Umsetzer, z.B. ein Schieberegister, erforderlich, welcher die seriell ankommenden digitalen Signale in die für den D/A-5dandler benötigte parallele Form umsetzt.
Beide Lösungen sind mit einem nicht unerheblichen sehaltungs- und gerätetechnischen Aufwand verbunden, wodurch insbesondere die Kosten bei zunehmender zahl von Ausgangskanmlen stark ansteigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugehen, welches mit einem geringeren gerätetechnischen Aufwand realisiert werden kann, ohne daß. dabei die benötigte Genauigkeit und Schnelligkeit reduziert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die digitalen Signale in einem zentralen Digital-Analog-Wandler zeitlich nacheinander in analoge Signale gewandelt und auf einen Analogbus gegeben werden und daß die analogen Signale von einer Sample-and-Hold-Schaltung übernommen werden, sobald die Zentralverarbeitungseinheit silber einen Adreßbus die Adresse des zugehdrigen Ausgangskanals aussendet.
Damit ergeben sich die Vorteile, daß nur ein einziger Digital-Analog-itandler, der der Zentralverarbeitungseinheit zugeordnet ist, fur eine beliebige Anzahl von analogen AusgangskanGlen benötigt wird und daß die febertragung der Analog- größen von der Zentralverarbeitungseinheit zu den Ausgangskanälen nach in der Meß- und Prozeßleittechnik bekannten und bewährten Methoden, von denen man weiß, daß sie besonders sicher und stör fest sind, erfolgen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Ausgabe der Analoggrößen auf den Analogbus für alle AusgangskanQle zyklisch wiederholt, unabhangig davon, oh sich der Analogwert gegenilber dem letzten Zyklus geändert hat oder nicht. Auf diese Weise kann die Anforderung an die SpeicherfShigkeit der Sample-and-Hold-Schaltung reduziert werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgem5en Umwandelungs- und Zuordnungsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein der Zentralverarbeitungseinheit zugeordneter zentraler D/A-Wandler und ein nachgeschalteter Analogbus vorgesehen sind, daß ferner ein Adreßbus vorgesehen ist, daß Analogbus und AdreRbus parallel an alle AusgangskanEle geführt sind und dat jeder Ausgangskanal einen Adreßdecoder, eine Sample-and-Hold-Schaltung und einen AusgangsverstSrker enthalt. Der Analogbus kann entweder mit eingeorägter Spannung oder als Stromschleife mit eingeprBgtem Strom betrieben werden.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Man erkennt eine zentrale Verarbeitungseinheit ZE, die einen zentralen Digital-Analog-Wandler D/A enthält. Man erkennt weiterhin eine Anzahl von Ausgangskanälen K1, K2, K3, K4, an deren Ausgängen analoge Signale Al, A2... ausgegeben werden. Die Zentralverarbeitungseinheit und die Ausgangskanäle sind huber einen Adreßbus ADB sowie über einen Analogbus ANB miteinander verbunden. Nicht eingezeichnet sind die fUr die Synchronisierung zwischen der Zentralver- arbeitungseinheit ZE und den Ausvgangkannlen K1... gegebenenfalls nötigen Steuerleitungen.
Jeder Ausgangskanal K1, K2.., enthalt einen Adreßdecoder ADC, einen Sample-and-Hold-Verstärker S+H sowie einen Ausgangsverstdrker V. Sobald einer der Adreßdecoder ADC die von der Zentralverarbeitungseinheit ZE über den Adreßbus ADB ausgesandte Adresse erkennt, gibt er ein Ausgangssignal an den Sample-and-Hold-Verstär!<er S+H, worauf dieser den momentan auf dem Analogbus ANB anstehenden Analogwert Übernimmt und speichert. Der gespeicherte Analogwert erscheint dann als analoge Ausgangsgröße Al, A2... am Ausgang des Kanalbausteins K1, K2.... Alle Kanalbausteine werden zyklisch beispielsweise der Reihe nach angesprochen. Dabei werden die in der Sample-and-Hold-Schaltung gespeicherten Analogwert entweder gehindert oder nur aufgefrischt; an die Speicherfä"higkeit messen daher keine hohen Anforderungen gestellt werden.

Claims

A n s p r ü c h e Verfahren zum Umwandeln von Signalen, die in einer Zentralverareitungseinheit (ZE) in digitaler Form vorliegen, in analoge Ausgangsgrößen (A1, A2...), die mehreren Ausgangskandlen (K1, K2...) zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Signale in einem zentralen Digital-Analog-Wandler (D/A) zeitlich nacheinander in analoge Signale gewandelt und auf einen Analogbus (ANB) gegeben werden und daß die analogen Signale von einer Sample-and-Hold-Schaltung (S+H) übernommen werden, sobald die Zentralverarbeltungseinheit (ZE) Uber einen Adreßbus (ADB) die Adresse des zugehörigen Ausgangskanals (K1, K2..) aussendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe der Analoggrößen auf den Analogbus (ANB) für alle Ausgangskanäle (K1, K2...) zyklisch wiederholt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Zentralverarbeitungseinheit (ZE) zugeordneter zentraler D/A-Wandler (D/A) und ein nachgeschalteter Analogbus (ANB) vorgesehen sind, daß ferner ein AdreMbus (ADB) vorgesehen ist, daß Analogbus (ANB) und Adreßbus (ADB) parallel an alle Ausgangskanäle (K1, IC...) gefhrt sind und daß Jeder Ausgangskanal (K1...) einen Adreßdecoder (ADC), eine Sample-and-Hold-Schaltung (S+H) und einen Ausgangsverst.Frker (v) enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogbus (ANB) mit eingeprågtem Strom betrieben ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogbus (ANB) mit eingepragter Spannung betrieben ist.