RU1077478C - Устройство дл ввода информации - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ , содержащее последовательно соединенные группу первых коммутаторов , группу нормируюи1их .усилителей, второй коммутатор и аналого-цифровой преобразователь, а также блок оперативной пам ти, причем информационные входы первых коммутаторов группы  вл ютс  соответствующими информационными входами устройства, о тли мающеес  тем, что, с целью повышени  помехозащищенности устройства, в него введены Формирователь импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, -перпый и второй элементы задержки , с первого по третий элементы И и полусумматор, причем управл ющие входы первых коммутаторов группы соединены с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым выходом формировател  импульсов , второй выход которого подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, со счетным входом второго счетчика и с управл ющим выходом аналого-цифрового преобразовател , стартовый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки,вхол которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И выход которого подключен к входу управлени  записью блока оперативной пам ти, информационный вход, которого соединен с первым входом полусумсл матора и информационным выходом анас лого-цифрового преобразовател , управл ющий вход второго коммутатора соединен с адресным входом блока оперативной пам ти и с вторым выходом второго счетчика, третий выход кото|0 рого подключен к второму входу второго элемента И, а четвертый выход - к второму входу третьего элемента И, выход блока оперативной пам ти под4Ь . ключен к второму входу полусумматора, XI выход которого, выход первого счетjOO . чика, второй выход второго сметчика и выход второго элемента И  вл ютс  соответствующими выходами устройства, .вход формировател  импульсов  вл етс  сетевым входом устройства о

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть

использованопри вводе информации о параметрах промышленных объектов в ЦВМ

Известно устройство дл  ввода информации , где подавление помех с частотой сетевого питающего напр жени  достигаетс  выбором фазы и такта работы импульсов управлени  АЦП Причем АЦП интегрирует входной сигнал в течение одного или нескольких периодов сети У таких устройств недостатком  вл етс  больша  сложность из-за большого времени интегрировани  с

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  ввода информации, содерн ащее коммутаторы сигналов и нормирующие преобразователи, коммутатор сигналов преобразователей, АЦП и специализированные узлы управлени  и обработки результатов преобразовани  „ Недостатком устройства  вл етс  низка  помехозащищенность с

Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности устройства,

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  ввода информации , содержащее последовательно соединенные группу первых коммутаторов, группу нормирующих усилителей, второй коммутатор, и аналого-цифровой преобразователь, а таки(е блок оперативной пам ти, информационные входы первых коммутаторов группы  вл ютс  соответствующими информационными входами устройства, введены формирователь импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы задержки, с первого по третий элементы И и полусумматор, причем управл ющие входы первых коммутаторов группы соединены с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым выходом формировател  импульсов, второй выход которого подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, со счетным входом второго счетчика и с управл ющим выходом аналого-цифрового преобразовател , стартовый вход которого подключен -к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый выход второго счетчика

соединен с вторым, входом первого элемента И, выход которого подключен к входу управлени  записью блока оперативной пам ти, информационный вход которого соединен с первым входом поQ лусумматора и информационным выходом аналого-цифрового пресзбразовател , управл ющий вход второго коммутатора соединен с адресным входом блока опера7ивной пам ти и с вторым выходом

5 второго счетчика, третий выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а четвертый выход - к второму входу третьего элемента И, выход блока оперативной пам ти под0 ключен к второму входу полусумматора, выход которого, выход первого счетчика ,, второй быход второго счетчика и выход второго элемента И  вл ютс  соответствующими выходами устройства,

5 вход формировател  импульсов  вл етс  сетевым входом устройства

На фигс1 представлена функциональна  схема устройства о

Устройство содержит формирователь

0 импульсов 1, первый счетчик 2, группу первых коммутаторов (КСЛ) 3 группу нормирующих усилителей 4, второй коммутатор (КСУ) 5, первый элемент ИЛИ 6, первый элемент 7 задержки, второй элемент ИЛИ 8, второй элемент 9 задержки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, второй счетчик 11, первый элемент И 12, блок 13 оперативной пам ти (БОП) , полусуммап тор 14, второй и третий элементы И 15, 16.

На фиго2 представлена временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства , на которой показано изменение

5 напр жени  11 входного сигнала датчика во времени из-за наводки сетевой помехи на линию датчика„ Моменты времени на фигс,2 обозначены точTj , врем 

ками врем  задержки

преобразовани  АЦП t

пр

Устройство работает следующим образом оНапр жение сетевой частоты подаетс  на вход формировател  1, который на своем первом выходе формирует импульсы в моменты нулевой фазы сетевого напр жени , а на втором вы- j ходе - в моменты фазы (на фиГс2, точки t и t, соответственно) о Им51 пульс с первого выхода формировател  поступает на счетный вхол первого счетчика 2, состо ние которого де .шифрируетс  в кед 3, и к входам норпирующих усилителей k подключаютс  соответствующие датчики о На выходах нормирующих усилителей k формируютс  Нормированные сигналы подключенных датчиков, которые выставл ютс  на входах КСУ 5о Одновременно импульс с первого выхода формировател  1 поступает через элемент ИЛИ 6 на вход первого элемента задержки 7, где задерживаетс  на врем  Тд и далее, через второй элемент ИЛИ 8 и второй элемент задержки 9 подаетс  на стартовый вход АЦП Юо Врем  задержки Т следует выбирать из соотношени  ъ к-д .j врем , необ ходимое дл  завершени  переходных процессов в лини х датчиков, подключенных в момент нулевой фазы сетево го напр жени  (в информационно-изме рительных системах эта величина обыч но составл ет 1-3 мс); нм врем  установлени  выходного сигнала нормирующего усилител  k (в устройстве применены нормирующие усилители, име ющие врем  установлени  : 1 мс) „ . Начальное состо ние второго счетчика 11 держит открытым первый ключ КСУ 5, соедин ющий выход первого нор мирующего усилител  группы k с аналоговым входом АЦП 10„ Таким образом при поступлении первого запускающего импульса (момент времени t на фиг„2 АЦП 10 преобразует в цифровой код сигнал от датчика, подключенного к первому нормирующему усилителю о Врем  t „р преобразовани  АЦП 10 дол но быть значительно меньше периода сетевого напр жени  (в устройстве применён АЦП поразр дного кодирова ни , имеющий врем  преобразовани  $250 мкс)о Результат преобразовани  с информационного выхода АЦП 10 поступает на информационный вход БОП 13 на адресный вход которого поступает код номера открытого ключа КСУ 5 с выхода второго счетчика По Сигнал конца преобразовани  с управл ющего выхода АЦП 10 через схему И 12 поступает на вход записи БОП 13, при этом D соответствующую  чейку БОП записываетс  результат преобразовани  сигнала первого нормирующего усилител  АО Кроме того, сигнал конца пре8G образовани  поступает на сислиый вход второго сметчика 11 и, через третий элемент И 1б и второй элемент ИЛИ 8 - на вход второго элемента за-( держки 9, Второй счетчик 11 имеет коэффициент пересчета N х 2 Причем пр мой выход старшего разр да счетчика соединен с входом второго элемента И 15, а.инверсный - с входом первого элемента И 12. Таким образом, при первых N. состо ни х счетчика 11 разрешающий сигнал присутствует на первом элементе И 12, а при следующих N состо ни х - на втором элементе И 15о По сигналу конца преобразовани  счетчик 11 переходит в следующее состо ние , открыва  тем самым следующий ключ КСУ 5 и устанавлива  следующий адрес на адресном входе БОП 13 Кроме того, задержанный сигнал конца преобразовани  запускает АЦП 10, в котором производитс  аналого-цифровое преобразование сигнала от следующего нормирующего усилител о Врем  задержки второго элемента задержки 9 зависит в основном от быстродействи  КСУ 5 и БОП 13 и, при полупроводниковой элементной базе, составл ет не более нескольких микросекунд. Результат следующего аналого-цифрового, пре образовани  записываетс  в соответствующую  чейку БОП 13, и далее аналогичным образом производитс  преобразование -и запись в БОП 13 сигналов от остальных нормирующих усилителей 4о При установке N-ro состо ни  счетчика 11 запираетс  третий элемент И 1б и очередной сигнал конца преобразовани  не пройдет на запускающий вход АЦП Юо При этом на выходах счетчика П установитс  исходный (начальный ) адрес ключа КСУ 5, а старший его разр д помен ет свое состо ниео Первый элемент И 12 закроетс , а второй элемент И 15 - откроетс  I Таким образом, за период времени (смо фиго 2) производитс  аналого-цифровое преобразование сигналов от N подключенных датчиков и запись результатов этих преобразований в соответствующие N  чеек БОП 13 Далее, в момент времени t (см фиГо 2) формирователь 1 на своем втором выходе формирует импульс, который поступает на вход первого элемента задержки. 7. Qepes врем  Tj процесс преобразовани  сигналов тех же N датчиков повторитс , с той лишь разницей , что результаты вторичных преобразований не записываютс  в БОП 13 (так как.элемент И 12 заперт), а усредн ютс  в полусумматоре 1 с результатами первичных преобразований, которые поступают с выхода БОП 13 на ВХОД полусумматора 1A« Таким образом на выходе полусумматора 14 в течение времени tg-t (смо фиГс2) формируютс  усредненные значени  двух преобразований сигналов от каждого из N датчиков Причем момент приема информации потребителем определ етс  сигналом конца преобразовани , который проходит через открытый элемент И 1$о При этом адрес датчика характеризуетс  состо ни ми первого и вто рого счетчиков 2 и 11 с, При поступлении следующей нулефазы сетевого напр жени , по сигналу формировател  1 открываютс  сл эдующие ключи в КСД 3 и процесс аналого-цифрового преобразовани  сиг налов от новых N датчиков повтор етс  Таким образом, на выходе устройства за каждый период сетевого напр жени  формируютс  усредненные ре88 зультаты преобразований сигналов от N датчиков Причем первичное и вторичное преобразовани  сигнала от кажДого датчика производ тс  в моменты, когда переменна  составл юща  сетевой помехи находитс  в противофазе, и, значит, в усредненном результате отсутствует. На фиг,2 показан случай, когда наведенна  на -линии датчиков сетева  помеха и напр жение сети на входе формировател  1 совпадают по фазе Однако первичное и вторичное преобразовани  сигналов датчиков всегда производ тс  со сдвигом на 180 по фазе сетевого напр жени , поэтому наличие сдвига фаз между наведённой помехой и напр жением на входе формировател  1 не приводит к искажению усредненного результата преобразовани  В зависимости от назначени  устройства , типа датчиков выходной сигнал усредненного результата преобразовани  может быть далее подвергнут линеаризации, масштабированию и т„п. Таким образом, в данном устройстве осуществл етс  защита результатов измерени  сигналов датчиков от наводимых сетевых помех на линии датчиков , что повышает точность устройства

ПЗ

N

j23

i4 is

i3

tnp. Д

20fic

if

(Риг. 2