RU2292582C1 - Information input device - Google Patents
Information input device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292582C1 RU2292582C1 RU2005126681/09A RU2005126681A RU2292582C1 RU 2292582 C1 RU2292582 C1 RU 2292582C1 RU 2005126681/09 A RU2005126681/09 A RU 2005126681/09A RU 2005126681 A RU2005126681 A RU 2005126681A RU 2292582 C1 RU2292582 C1 RU 2292582C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- outputs
- elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке цифровых данных с помощью электронных устройств, а именно к вычислительной технике, и может быть использовано для сопряжения аналоговых систем измерения, контроля и управления с цифровыми вычислительными машинами.The invention relates to the processing of digital data using electronic devices, namely to computer technology, and can be used to interface analogue systems of measurement, control and management with digital computers.
Известны устройства для ввода информации (авторские свидетельства СССР №№1083177, 1151946, кл. G 06 F 3/05), содержащие амплитудные дискриминаторы, логические элементы И, ИЛИ, триггеры и счетчики.Known devices for entering information (USSR author's certificate No. 1083177, 1151946, class G 06 F 3/05) containing amplitude discriminators, logical elements AND, OR, triggers and counters.
Недостатком указанных устройств является их сложность вследствие того, что количество амплитудных дискриминаторов в них равно числу уровней квантования.The disadvantage of these devices is their complexity due to the fact that the number of amplitude discriminators in them is equal to the number of quantization levels.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является "Устройство для ввода информации" (Авторское свидетельство СССР №1305695, кл. G 06 F 13/00, 1987).Closest to the technical nature of the claimed device is a "Device for entering information" (USSR Author's Certificate No. 1305695, class G 06 F 13/00, 1987).
Устройство содержит управляемый генератор импульсов, счетчик, элементы И, элемент ИЛИ, элемент задержки, аналоговый ключ, блок компараторов, формирователь команд управления, входы управляемого генератора импульсов являются управляющими входами устройства, тактовый выход управляемого генератора импульсов соединен с счетным входом счетчика, выходы которого подключены к первым входам группы элементов И, выходы которых являются первой группой информационных выходов устройства. Выход элемента ИЛИ соединен со вторыми входами элементов И и через элемент задержки с входом сброса счетчика, информационный вход аналогового ключа является информационным входом устройства, а управляющий вход соединен с установочным выходом управляемого генератора импульсов, выход аналогового ключа соединен с входом блока компараторов, выходы которого подключены к входам формирователя команд управления. Устройство также содержит генератор ступенчатого напряжения, блоки задания начальных смещений напряжения, первый и второй входы генератора ступенчатого напряжения соединены с соответствующими выходами формирователя команд управления и входами элемента ИЛИ, выход генератора ступенчатого напряжения соединен с входами блоков задания начальных смещений, выходы которых соединены с группой входов блока компараторов, группа выходов генератора ступенчатого напряжения является второй группой информационных выходов устройства.The device contains a controlled pulse generator, a counter, AND elements, an OR element, a delay element, an analog key, a comparator unit, a control command generator, inputs of a controlled pulse generator are the control inputs of the device, the clock output of a controlled pulse generator is connected to the counter input of the counter, the outputs of which are connected to the first inputs of the group of AND elements, the outputs of which are the first group of information outputs of the device. The output of the OR element is connected to the second inputs of the AND elements and through the delay element with the counter reset input, the information input of the analog key is the information input of the device, and the control input is connected to the installation output of the controlled pulse generator, the output of the analog key is connected to the input of the comparator unit, the outputs of which are connected to the inputs of the control command generator. The device also contains a step voltage generator, blocks for setting initial voltage displacements, the first and second inputs of a step voltage generator are connected to the corresponding outputs of the control command generator and inputs of an OR element, the output of the step voltage generator is connected to inputs of blocks for setting the initial biases, the outputs of which are connected to a group of inputs block of comparators, the group of outputs of the step voltage generator is the second group of information outputs of the device.
Формирователь команд управления содержит два элемента НЕ и два RS-триггера, выходы триггеров являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, выход первого и второго элементов НЕ соединены с входами установки в "0" соответственно первого и второго триггеров, вход первого элемента НЕ и вход установки в "1" второго триггера объединены, вход установки в "1" первого триггера, входы элементов НЕ являются входами формирователя.The control command generator contains two NOT elements and two RS-flip-flops, the trigger outputs are the first and second outputs of the former respectively, the output of the first and second elements are NOT connected to the inputs of the “0” set, respectively, of the first and second triggers, the input of the first element and the installation input in "1" of the second trigger are combined, the installation input in "1" of the first trigger, the inputs of the elements are NOT inputs of the former.
Устройство отличается достаточной простотой из-за использования трех амплитудных дискриминаторов. Однако недостатком его является большая избыточность региструемой информации, так как отчеты амплитуды по времени на участках с быстрым нарастанием фронта входного напряжения отстоят друг от друга на расстояниях меньших, чем это требуется по теореме Котельникова гарантирующих требуемую точность восстановления исходного сигнала.The device is sufficiently simple due to the use of three amplitude discriminators. However, its disadvantage is the large redundancy of the recorded information, since the amplitude reports over time in areas with a rapid rise in the input voltage front are separated from each other at distances shorter than required by Kotelnikov’s theorem guaranteeing the required accuracy of restoration of the original signal.
Целью заявляемого изобретения является сокращение объемов регистрируемой информации с сохранением точности воспроизведения.The aim of the invention is to reduce the amount of recorded information while maintaining the accuracy of reproduction.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее аналоговый ключ 2, вход которого является информационным входом устройства 1, а выход соединен с входами компараторов нижнего 3 и верхнего 4 уровней, вторые входы которых через схемы сдвига уровней 9, 10 подсоединены к выходу генератора ступенчатого напряжения 8, суммирующий и вычитающий входы которого соединены с входами элемента ИЛИ 13, генератор импульсов 14, выход которого подключен к первому входу элемента И 15, второй вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера 16, а выход подсоединен к счетному входу счетчика 17, разрядные выходы которого соединены с первыми входами элементов И второй группы 18, выходы которых являются вторыми выходами устройства 19, при этом выход элемента задержки 23 соединен с установочным входом счетчика 17, введены четыре формирователя 6, 7, 21 и 22, одновибратор 20 и элементы И11 первой группы, первые входы которых подключены к информационным выходам генератора ступенчатого напряжения 8, и выходы являются первым выходом устройства 12, причем вторые входы элементов И11 подсоединены к выходу формирователя 21 и к входу элемента задержки 23, выход которого соединен также с входом S установки в единицу RS-триггера 16, вход R установки в "0" которого подсоединен к выходу формирователя 22 и к вторым входам элементов И 18 второй группы, выходы которых являются вторым выходом устройства 19, выход компаратора верхнего уровня 4 соединен через формирователь 7 с суммирующим входом генератора ступенчатого напряжения 8, вычитающий вход которого соединен с выходом формирователя 6, соединенного своим входом через инвертор 5 с выходом компаратора 3 нижнего уровня, при этом выход элемента ИЛИ 13 подключен к входу одновибратора 20, выход которого соединен с входами формирователей 21 и 22.This goal is achieved by the fact that in the device for inputting information containing an analog switch 2, the input of which is the information input of the
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для ввода информации, на фиг.2 и фиг.3 - временные диаграммы, поясняющего его работу.In Fig.1 presents a functional diagram of a device for entering information, in Fig.2 and Fig.3 are timing diagrams explaining its operation.
Устройство для ввода информации работает следующим образом.A device for entering information works as follows.
В исходном состоянии аналоговый ключ 2 открыт, RS-триггер 16 и счетчик 17 обнулены, на выходе генератора ступенчатого напряжения уровень напряжения равен нулю, так что на втором входе компаратора 3 нулевой потенциал, а на втором входе компаратора 4 потенциал определяется числом прямо смещенных диодов в схеме сдвига уровня 9.In the initial state, the analog switch 2 is open, the RS-flip-flop 16 and the counter 17 are zeroed, the voltage level is zero at the output of the step voltage generator, so that the potential is at the second input of the comparator 3, and the potential at the second input of the comparator 4 is determined by the number of directly biased diodes in level 9 shift scheme.
Предположим, что входное напряжение на входе 1 нарастает от нуля. Как только это напряжение превысит уровень потенциала второго входа компаратора 4, на его выходе появится высокий потенциал. После (диаграмма фиг.2а) прохождения формирователя 7, который представляет собой схему выделения переднего фронта (диаграмма фиг.1б - U6), появившийся короткий импульс запустит одновибратор 20 через элемент ИЛИ 13. Одновременно с этим этот импульс поступит на суммирующий вход генератора ступенчатого напряжения 8. Потенциал на выходе генератора 8 поднимется на одну ступень, так что на выходе схем сдвига уровня 9 и 10 появится разность потенциалов U2-U1=ΔU, при этом напряжение U1 окажется приложенным к второму входу компаратора нижнего уровня 3, а напряжение U2 - к второму входу компаратора верхнего уровня 3, таким образом, что уровень входного напряжения окажется в пределах уровня квантования ΔU=U2-U1. При дальнейшем росте входного напряжения оно достигнет уровня U2, вследствие чего на выходе компаратора верхнего уровня вновь появится высокий потенциал, который через формирователь 7 попадет на суммирующий вход генератора ступенчатого напряжения 8, вследствие чего потенциал на его выходе повысится на одну ступень и так далее. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока будет наблюдаться рост входного напряжения, так что на вторых входах компараторов 3 и 4 будут наблюдаться потенциалы Ui, Ui+1, отличающиеся всегда на величину ΔU=Ui+1-Ui (фиг.2а). Как только входное напряжение достигнет максимума и начнет понижаться, то при пересечении уровня компаратора нижнего уровня 3 на его выходе появится низкий потенциал, который через инвертор 5 и формирователь 6 (представляющие собой схему выделения заднего фронта, U7 на фиг.2б) попадет на вычитающий вход генератора ступенчатого напряжения 8, вследствие чего потенциал на его выходе понизится на одну ступень. Процесс будет повторяться в той же последовательности, пока входное напряжение будет уменьшаться.Assume that the input voltage at
На диаграмме фиг.2а приведена диаграмма напряжения на выходе генератора ступенчатого напряжения.The diagram of FIG. 2a shows a voltage diagram at the output of a step voltage generator.
При поступлении переднего фронта импульса с выхода формирователя 7 и элемента ИЛИ 13 на вход одновибратора 20, последний срабатывает и на его выходе появляется высокий потенциал (диаграмма U20 на фиг.2). Время его нахождения в периоде релаксации определяется его параметрами τρ=τн, то есть длительность импульса на его выходе определяет период времени, в течение которого он не чувствителен к входным импульсам. По окончании периода релаксации на выходе одновибратора 20 напряжение возвращается в "0". На выходе формирователя 21, который представляет собой схему выделения заднего фронта, появляется положительный импульс, который поступает на вторые входы элементов И11 первой группы, и потенциалы с информационных выходов генератора ступенчатого напряжения 8 поступают на первый выход устройства 12, формируя двоичный код амплитуды. Одновременно с этим положительный импульс с выхода формирователя 21 поступает через элемент задержки 23 на установочный вход 12 счетчика 17 и на вход S-установки в "1" RS-триггера 16, который переходит во второе устойчивое состояние, при этом на его прямом выходе появляется высокий потенциал, который открывает элемент И 15. Импульсы генератора 14 начинают поступать на счетный вход счетчика 17, заполняя его. При приходе очередного импульса с выхода элемента ИЛИ 13 одновибратор 20 срабатывает, и на его выходе появляется высокий потенциал, который через формирователь 22, являющийся схемой выделения переднего фронта, переводит RS-триггер по входу R в исходное состояние. Элемент И15 закрывается, прекращая подачу импульсов на счетный вход С счетчика 17. Одновременно этот импульс с выхода формирователя 22 попадает на вторые входы элементов И 18 второй группы, и высокие потенциалы с разрядных выходов счетчика 17 попадают на выход устройства 19, формируя двоичный код времени.Upon receipt of the leading edge of the pulse from the output of the driver 7 and the OR element 13 to the input of the one-shot 20, the latter is triggered and a high potential appears at its output (diagram U 20 in figure 2). The time spent in the relaxation period is determined by its parameters τ ρ = τ n , i.e., the pulse duration at its output determines the period of time during which it is not sensitive to input pulses. At the end of the relaxation period at the output of the one-shot 20, the voltage returns to "0". At the output of the shaper 21, which is a trailing edge allocation circuit, a positive pulse appears that arrives at the second inputs of the I11 elements of the first group, and the potentials from the information outputs of the step voltage generator 8 go to the first output of the device 12, forming a binary amplitude code. At the same time, a positive pulse from the output of the shaper 21 enters through the delay element 23 to the installation input 12 of the counter 17 and to the S-installation input in the “1” RS-flip-flop 16, which goes into the second stable state, while a high output appears on its direct output the potential that opens the element And 15. The pulses of the generator 14 begin to flow to the counting input of the counter 17, filling it. When the next pulse arrives from the output of the OR 13 element, the one-shot 20 is triggered, and a high potential appears at its output, which, through the driver 22, which is a front edge allocation circuit, transfers the RS trigger at the input R to its initial state. Element I15 closes, stopping the supply of pulses to the counting input From the counter 17. At the same time, this pulse from the output of the shaper 22 goes to the second inputs of the elements And 18 of the second group, and high potentials from the discharge outputs of the counter 17 go to the output of the device 19, forming a binary time code.
Положительный эффект от реализации предлагаемого устройства для ввода информации иллюстрируется диаграммой на фиг.3.The positive effect of the implementation of the proposed device for entering information is illustrated by the diagram in figure 3.
В устройстве реализуется двухкоординатный способ измерения величины отсчета амплитуды и времени.The device implements a two-coordinate method for measuring the magnitude of the amplitude and time.
Величина напряжения отсчитывается в момент возврата одновибратора 20 в исходное состояние (по заднему фронту). В этот момент времени открываются элементы И11 первой группы, и напряжение с разрядных выходов реверсивного счетчика и генератора ступенчатого напряжения 8 поступает на выход 12, формируя код амплитуды. Импульсы, поступающие с выхода компаратора 4 (при обратном ходе процесса - компаратора 3) через блок формирования 7 (6) и элемент ИЛИ13 в период релаксации одновибратора 20 на его вход, будут поглощаться, не вызывая его срабатывания. Для сигналов с ограниченным спектром время релаксации выбирается равным где ΔFC - верхняя граничная частота спектра сигнала, что гарантирует наивысшую точность восстановления. На пологих участках входного сигнала время пересечения двух смежных уровней Ui и Ui+1 может значительно превышать τρ. В этом случае запускается механизм управления, при котором задним фронтом одновибратора 20 (схема выделения заднего фронта 21) опрокидывается RS-триггер 16, который открывает элемент И15, и импульсы с генератора 14 заполняют счетчик 17. Этот процесс продолжается до очередного срабатывания компаратора 4.The magnitude of the voltage is measured at the time of the return of the single vibrator 20 to its original state (on the trailing edge). At this point in time, the I11 elements of the first group open, and the voltage from the discharge outputs of the reversible counter and the step voltage generator 8 is supplied to output 12, forming an amplitude code. The pulses coming from the output of the comparator 4 (during the reverse process - comparator 3) through the forming unit 7 (6) and the OR13 element during the relaxation period of the single vibrator 20 at its input will be absorbed without causing it to operate. For signals with a limited spectrum, the relaxation time is chosen equal to where ΔF C is the upper cutoff frequency of the signal spectrum, which guarantees the highest restoration accuracy. In the flat sections of the input signal, the intersection time of two adjacent levels of U i and U i + 1 can significantly exceed τ ρ . In this case, the control mechanism starts, in which the RS-flip-flop 16, which opens the I15 element, is tipped over by the trailing edge of the one-shot 20 (the trailing edge 21 allocation circuit), and the pulses from the generator 14 fill the counter 17. This process continues until the next operation of the comparator 4.
Передний фронт сработавшего одновибратора 20 (с выхода формирователя 22) вернет триггер 16 в исходное состояние. Одновременно с этим содержание счетчика 17 через элементы И17 второй группы появится на втором выходе устройства 19, формируя двоичный код времени. Время между двумя последовательными срабатываниями компаратора составит величинуThe front edge of the triggered single-shot 20 (from the output of the shaper 22) will return the trigger 16 to its original state. At the same time, the content of the counter 17 through the elements And 17 of the second group will appear on the second output of the device 19, forming a binary time code. The time between two successive trips of the comparator will be
где F2 - частота следования импульсов генератора 14,where F 2 is the pulse repetition rate of the generator 14,
n - число импульсов, накопленных в счетчике 17 за время между двумя срабатываниями компараторов.n is the number of pulses accumulated in the counter 17 during the time between two operations of the comparators.
Таким образом, двоичное выражение числа n регистрируется на втором выходе устройства 19.Thus, the binary expression of the number n is registered at the second output of the device 19.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005126681/09A RU2292582C1 (en) | 2005-08-23 | 2005-08-23 | Information input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005126681/09A RU2292582C1 (en) | 2005-08-23 | 2005-08-23 | Information input device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2292582C1 true RU2292582C1 (en) | 2007-01-27 |
Family
ID=37773531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005126681/09A RU2292582C1 (en) | 2005-08-23 | 2005-08-23 | Information input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292582C1 (en) |
-
2005
- 2005-08-23 RU RU2005126681/09A patent/RU2292582C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4250449A (en) | Digital electric energy measuring circuit | |
CN1940777B (en) | High resolution time interval measurement apparatus and method | |
US3983481A (en) | Digital intervalometer | |
GB2190774A (en) | Digital time delay | |
RU2292582C1 (en) | Information input device | |
US2414107A (en) | Electronic timing apparatus | |
RU58825U1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
CN108512656B (en) | High-speed sufficient entropy digital physical noise source device | |
US4154096A (en) | Circuit for producing a digital count representing the average value of a variable frequency | |
RU2229138C1 (en) | Meter measuring parameters of harmonic processes | |
Wadke et al. | Design and Implementation of High Precision Time to Digital Converter Readout System | |
RU2246133C2 (en) | Correlation time delay discriminator | |
SU570025A1 (en) | Device for conversion of pulse frequency | |
RU2717722C1 (en) | Pulse sequence converter to "meander" | |
RU2240569C1 (en) | Integral transformer | |
RU2262128C1 (en) | Device for controlling analog objects | |
EP1322969B1 (en) | Rf power measurement | |
RU2110886C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU699661A1 (en) | Device for lagging square-wave pulses | |
SU716005A1 (en) | Digital integrating voltmeter | |
SU954904A1 (en) | Device for checking electronic circuit output parameters | |
US3028555A (en) | Precision time interval generator having integrating stages | |
SU866719A1 (en) | Sawtooth voltage generator | |
RU2010243C1 (en) | Meter of speed of linear change of frequency inside pulse | |
SU1034011A1 (en) | Time interval meter |