SU1005021A1 - Устройство дл сопр жени - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике, предназначтено дл  сбора и первичной обработки информации от технологических датчиков и ввода ее в ЭВМ и южет примен тьс  в АСУ с террирориально разнесенными объектами и ограниченным числом линий св зи.

Известно устройство сопр жени , содержащее широтно-импульсные модул торы (ШИМ) соединенные с усилител ми ., выходы которых объединены общей линией св зи, а также генератор счетных импульсов, распределитель импульсов, выходами соединенный с регистром, нагрузкой которого  вл ютс  ключи и в котором используетс  широтно-импу ль сна  модул ци  сигналов датчиков, при этом начала модул ционных интервалов дл  всех датчиков совпадают, импульсы суммируютс  с определенным коэффициентом передачи по каждому каналу и полученный ступенчатый групповой сигнал, в котором длительность ступеньки несет информацию датчика, амплитуда.номер датчика, расшифровываетс  в приемной,части устройства Cll.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что дл  дешифрации группового сигнала в приемной части производитс  его дифференцирование, вследствие чего устройство чувствительно , к различным помехам, особенно к импульсным что снижает надежkocTb его работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  сопр жени , содержа10 щее генератор импульсов , соединенный со счетчиком и делителем частоты, выход которого соединен с входами первой группы блока аналоговых преобразователей , первый регистр, вхо15 дом подключенный к выходам счетчика и выход которого  вл етс  пер- . вым выходом ус1 ройства, сумматор, входом соединенный с линией св зи и с выход м блока аналоговых преоб20 разователей, а другими входг1ми - с выходами ключей, первые входы которых  вл ютс  первыми входами устройства , а втохше входы св заны с выходами третьего регистра, входы

25 которого, а тсжже входы второго регистра и элемента ИЛИ св заны с выходами распределител  импульсов, входомподключенного к выходу сумлатора , куда подключен также вход пер30 вого формировател  импуЛьсов, выход

которого св зан с вторым входом первого регистра, шифратор, входами соединенный с выходами второго регистра , а выходы которого  вл ютс  вторыми выходами устройства, элемен ИЛИ выходом св зан с входом второго формировател  импульсов, выход которого св зан с вторым входом второго регистра и  вл етс  третьим выходом устройства. Блок аналоговых преоб разователей устройства содержит ШИМ первые входы которых  вл ютс  первой группой входов блока, вторые входы  вл ютс  второй группой входо устройства, усилители, выходы которых объединены и  вл ютс  выходом блока аналоговых преобразователей, инверторы и элементы И, выходы которых соединены с входами усилителей, выходы ШИМ через инверторы соединены с входами элементов И, вторые входы которых соединены с первыми входами ШИМ 23.

Данное устройство имеет ограниченную помехозащищенность из-за помех , амплитуда которых совпадает с кодированными значени ми амплитуд отдельных каналов и плоска  часть которых соизмерима по длительности с временем реакции распределител  импульсов устройства.

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  сопр жени , содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входами делител  частоты и счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами первого регистра, выход которого  вл етс  первым выходом устройства , ШИМ, первые входы которых соединены с выходом делител  частоты , вторые входы ШИМ  вл ютс  входами первой группы устройства, выходы ШИМ через соответствующие инверторы соединены с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с первыми входами соответствующих ШИМ, а выходы через соответствующие усилители соединены с первым входом сумматора , другие входы которого подключены к выходам соответствующих ключей, первые входы которых  вл ютс  входами устройства второй группы, выход сумматора соединен через первый формирователь импульсов с другим входом первого регистра и непосредственно --с первым входом распределител  импульсов, выходы первой группы которого соединены с входами первой группы второго регистра, выходы которого подключены к соответствующим входам шифратора, выход которого  вл етс  вторым выходом устройства , вторые входы ключей соединены с соответствунидими выходами третьего

регистра, входы первой группы которого соединены с выходами первой группы распределител  импульсов, входы второй группы - с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формировател  импульсов, введены , третий и четвертый формирователи импульсов, элемент И, триггер, элемент ИЛИ-НЕ, причем вход третьего формировател  импульсов соединен с выходом второго формировател  импульсов , выход третьего формировател  импульсов - С вторым входом распределител  импульсов и с входом четвертого формировател  импульсов, выход которого соединен с первыми входами элемента И и триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с входами первой группы второго регистра, выход триггера соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к входу второго регистра и  вл етс  третьим выходом устройства, выходда второй группы распределител  импульсов подключены к входам вторых груп второго и третьего регистров, выходы второго регистра соединены с входами труппы распределител  импульсов , входы распределител  второй и третьей групп  вл ютс  входами устройства второй и третьей групп соответственно.

Кроме того, распределитель импулсов содержит нуль-органы группы, элементы И второй группы и сумматоры первой и второй групп, выходы которых соединены с входами нульорганов группы, первые входы элементов И второй группы соединены с выходами нуль-органов группы, вторые входы элементов И второй группы  вл ютс  входами первой группы распределител  импульсов, а третьи входы  вл ютс  вторым входом распределител , выхода элементов И  вл ютс  выходами первой группы распределител , выходы нуль-органов группы  вл ютс  выходами второй группы распределител , первые входы сумматоров первой и второй групп  вл ютс  перовым входом распределител , вторые входы сумматоров пер .вой и второй групп подключены к входам распределител  второй и третьей групп соответственно.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, сгчетчик 3, первый регистр 4, линию 5 св зи, ШИМ , инверторы ,, элементы И первой группы, усилители 9i-9n/ линию 10 св зи. сумматор 11, ключи 12,- 12„, входы , устройства первой группы, входы 14-1-14 устройства второй груп пы, первый формирователь 15 импульсов , выход 16 регистра 4, сумматоры первой и второй 18--,-18п Трупп, распределитель 19 импульсов, входы 20.-20 устройства третьей группы, нуль-органы и первой и второй групп, второй 23 и третий 24 регистры, первый элемен ИЛИ 25, элемент ИЛИ-НЕ 26, элементы И. второй группы, шифратор 28, выход 29 шифратора 28, второй , третий и четвертый формирователи 3.0, 31 и 32 импульсов, элемент И 33, триггер 34, выход 35 элемента 33. На временных диаграммах работы устройства (фиг. 2) обозначены сигн I лы на выходах делител  частоты 2а, .ШИМ 6 б, в, г, усилителей д, е, ж, суммарного сигнала в линии 10 3, сумматора 11 и, формирователей 30, 31. и 32импульсов к, амплитуда ступени группового сигнала V, амплиту да импульсной помехи V, длительность заднего и переднего фронтов импульса формировател  31 f-j , 2 г длительность импульса формировател  32. Устройство работает следующим образом. Импульсы счетной частоты генератора 1 поступают на входы счетчика 3 и делител  2, который формирует импульс возбуждени  (фиг. 2а), длительность которого несколько больше возможного измерительного интервала ШИМ и который по линии 5 св зи поступает на первые входы ШИМ , формирующих импульсы, передние фронты которых совпадают с передним фронтом импульса возбуждени  а длительности завис т от величины сигналов датчиков, поступающих на вторые входы ШИМ 6i-6f, (фиг. 26, в, г). По окончании этих импульсов на выходах элементов И 8.-8J, формируютс  импульсы, перед ними фронтами совпадающие с задними фронтами импульсов ШИМ 6-j-6j.. Каждому из них соответствующим усилителем 9-)-9„ придаетс  определенна  амплитуда V,  вл юща с  признаком номера данного датчика, (фиг. 2д е, ж). В общей информационной шине 10 формируетс  суммарный ступенчатый групповой сигнал (фиг. 2з), в котором величина каждой ступеньки характериэ ет номер датчика, а дли тельность  вл етс  дополнением дли тельности импульса ШИМ данного дат чика к длительности импульса возбуж дени . Групповой сигнал поступает на вход сумматора 11, на других вх дах которого:имеютс  нулевые потен . циалы-в данный момент. Этот сигнал. расшифровываетс  следующим образом: по фронту положительного перепада первой ступеньки на выходе-сумматора 11,  вл ющегос  признаком оконча ни  превращени  информации К-го датчика с наименьшим по величине сигналом во временной интервал, ера-, батывает формирователь 15, по переднему фронту импульса которого производитс  запись кода из счетчика 3 в регистр 4, причем данный код  в- л етс  превращенной в цифровую форму информацией данного К-го датчика . Расшифрование номера датчика производитс  следующим образом: сигнал с выхода сумматора 11 поступает на первые входы сумматоров и ,. распределител  19 импульсов . На вторые входы , сумматоров поступают напр жени  (- V,)- (- Vj,) соответственно равные установленным амплитудам ступенек дл  соответствующих датчиков, но обратной пол рности. На вторые входы сумматоров -18-1-18 ff поступают напр жени  (V)- (V) одинаковой пол рности с амплитудами ступенек . На выходе всех сумматоров образуютс  суммы входных потенциалов , и только на выходе того сумматора 17j(, на втором входе которого напр жение равно по.величине амплитуде первой ступеньки, по вл етс  нулевой потенциал. При срабатывает .соответствующий нуль-орган 21ц, передний фронт импульса которого устанавливает соответствующие К-е разр ды регистров 23 и 24 в единицы . Нагрузкой регистра 24  вл ютс  управл ющие входы ключей , нз первых входах которых напр жени  ( (-Vf,) . Установление второго разр да регистра 24 в единицу ведет к замыканию соответствующего ключа 12 ц, коммутирующега на соответствующий вход сумматора 11 напр жение (-V) , которое, суммиру сь с амплитудой V ступеньки, устанавливает на выходе сумматора нулевой потенциал (фиг. 2з), что позвол ет данным способом расшифровывать следующую ступеньку. Импульс нуль-органа через элемент ИЛИ 25 запускает цепочку формирователей 30, 31 и 32 импульсов, каждый из последующих запускаетс  задним фронтом импульса предыдущего, и если срабатывание распределител  19 импульсов произошло не в результате воздействи  На групповой сигнал импульсной помехи с амплитудой, равной по величине зна чению ., тогда импульс формировател  32 проходит через открытый элемент И 33 (триггер 34 находитс  в нуле), с выхода 35 последнего даетс  сигнал ЭВМ на выборку с выхода 16 регистра 4 информации К-го датчика, а с выходов 29 шифратора 28, представл ющего собо комбинационную схему, преобразующу унитарный код на ее входах, соединенных с вы ходами регистра 23, в двоичный или двоично-дес тичный ко адреса датчика. Импульс формировател  32, длительность которо го Tj выбираетс  достаточной дл  выборки информации ЭВМ, поступает также на общий вход сброса регистра 23 и задним фронтом сбрасывает его. Обработка следующих ступенек ведетс  аналогично. Таким образом, устройство реагирует только на стррго фиксирован ные значени  амплитуд входных потенциалов или импульсов, поэтому помехи, амплитуда) которых не совпа дают со значени ми амплитуд ступенек группового сигнала, не привод  к сбою работы, искажению или потере информации (если даже от помехи срабатывает формирователь 15 и записьшаетс  код в регистр 4 со счет чика 3, сигнгш на выборку информации с учзтройства ЭВМ не поступает) При совпадении амплитуды импуль сов помехи с величиной -одной из ст пенек Vg (фиг. 2з) происходит срабатывание распределител  19, установка S-ых разр дов регистров 23 и 24 в единицы, подключение через ключ 12s вход сумматора 11 напр жени  (- Vg) и запуск формировател  30, но после.окончани  действи  помехи на выходе сумматора 11 уста навливаетс  напр жение - Vg (фиг.2и при этом на выходе сумматора 18§, на втором входе которого напр жение V, устанавливаетс  нуль, что приводитк срабатыванию нуль-органа 22g. Задним фронтом импульса фор мировател  30, длительность которого t выбрана немногим больше ожида мой длительности пс лех (фиг. 2к), запускаетс  формирователь 31, его импульс поступает на входы элем внтов И 27ij-27, проходит только через готовый к открытию элемент И 27 поступает на вторые входы S-ых разр дов регистров 23 и 24, сбрасывает их, при этом отключаетс  напр жение - V с входа сумматора 11, на вь(ходе которого устанавливаетс  нуль. Передний фронт импульса формировател  31, длительность Vy. которого выбрана достаточной дл  срабатывани всех элементов, на которые он поступает ,, образует отрицательный пере пад на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26, устанавливающий триггер 34 в единицу , который нулем на своем инверсном выходе закрывает элемент И 33, что преп тствует прохождению импуль са формировател  32, который запускаетс  задним фронтом формировател  31, на выход 35 элемента И 33 и тем самым подачи сигнала ЭВМ на выборку информации с устройства. Задний фронт импульса формировател  32 сбрасывает триггер 34. По окончании импульса возбуждени  производитс  сброс счетчика 3, регистров 4, 23 и 24 до следующего цикла работы. Устройство по сравнению с известным обладает повьшенной помехозащищенностью . Сбой в работе известного устройства происходит при наведении в линии св зи, соедин нхцей выход блока аналоговых преобразователей с входом сумматора, помехи с амплитудой, близкой к одному из кодированных значений алтлитуд ступенек группового сигнала. Веро тность сбо  при приеме группового сигнала в базовом объекте определ етс  как веро тность по влени  помехи с амплитудой вход щей в интервал 0 и + Д, где U - кодированное значение ступеньки; А величина зоны, в которой амплитуда воспринимаетс  как кодированное значение ги шплитуды сигнала РН P(U k- Л Un + Д ) F(U + Д) - F( А) , где Р - веро тность сбо  базового объекта; функци  распределени  веро тностей амплитуд помех. Функци  распределени  помех большинства видов близка к нормальному закону, поэтому выбором соответствующих соотношений между величинами U и действующим значением переменных составл ющих помех веро т- . ность сбо  базового .9. Я° водитс  до величин 6,0046 ,0098. Устройство обЛсщает способностью не реагировать на помехи, амплитудой и длительностью С , меньшей предполагаемой максимальной длительности псмлехи, установленной длительностью импульсаt формировател  30. Таким образом, веро тность сбо  предлагаемого устройства Р2 PiP() где Р - веро тность сбо  базового объекта/ р()- веро тность возникновени  помехи, длительностью большей, чем Г« 1 - функци  распределени  веро тностей длительности помех. В зависимости от характера функции распределени  веро тностей длительности помех и выбора величины , , исход  из реальных условий работы устройства, веро тность Р(С.,Ц) оцениваетс , как 0,21 f Р(С;,ц)$ О ,52, что означает унижение .возможного количества сбЬев работы устройства не менее, чем на 50%, тем самым на

такую же величину снижаетс  врем  непродуктивных простоев ЭВМ, если выполнение заданной программы невоэможно без затребованной от устройства информации.

Claims (2)

1. Устройство дл  сопр жени , содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входами делител  частоты и счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами первого регистра, выход которого  вл етс  первым выходом устройства , широтно-импульсные модул торы , первые входы которых соединены с выходом делител  частоты, вторые входы широтно-импульсных модул торов  вл ютс  входами первой груп пы устройства, выходы широтно-импульсных модул торов через соответствующие инверторы соединены с первыми входами элементов И первой группы , вторые входы которых соединены с первыми входами, соответствующих широтно-импульсних модул торов, а выходы через соответствующие усилители соединены с первым входом сумматора , другие входы которого подключены к выходам соответствукнцих ключей, первые входы которых  вл ютс  входами устройства второй группы , выход сумматора соединен через первый формирователь импульсов с другим входом первого регистра и непосредственно - с первым входом распределител  импульсов, выходы первой группы которого соединены с входами первой группы второго регистра , выходы которого подключены к соответствукадим входам шифратора, выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, вторые входы ключей соединены с соответствующими выходами третьего регистра,входы первой группы которого соединены с выходами первой группы распределител  импульсов, входы второй группы с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом- второго формировател  импульсов отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехозащищенности устройства, в него введены трети и четвертый формирователи импульсов

элемент И, триггер, элемент ИЛИ-НЕ, причем вход третьего фо1 «1ировател  импульсов соединен с выходом второго формировател  импульсов, выход третьего формировател  импульсов, с вторым входом распределител  импулсов и с входом четвертого формировател  импульсов,выход .которого соединен с первыми входами элемента И и триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с входами первой группы второго регистра, выход триггера соединен с вторым входом элемента И, выход которого под ключен к входу второго регистраи  вл етс  третьим выходом устройства , выходы второй группы распределител  импульсов подключены к входам вторых-групп второго и третьего регистров, выходы второго регистра соединены с входами группы распреде лител  импульсов, входы распределител  второй и третьей групп соответственно  вл ютс  входами устройства второй и третьей групп.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что распределитель импульсов содержит нуль-органы группы, элементы И второй группы и сумматоры первой и второй групп выходы которых соединены с входами нуль-органов группы, первые входы элементов И второй группы соединены с выходами нуль-органов группы, вторые входы элементов И второй группы  вл ютс  входами первой- группы распределител  импульсов, а третьи входы  вл ютс  вторым входом распределител , выходы элементов И  вл ютс  выходами первой группы распределител , выходы нуль-органой группы  вл ютс  выходами второй гру1пы распределител , первые входы сумматоров первой и второй групп  вл ютс  первым входом распределител , вторые входы сумматоров первой и второй групп подключены к входам распределител  второй и третьей групп соответственно.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 294117, кл. G 06 F 3/04, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2998а32,

кл. G 06 F 3/02, 1960 (прототип).

п n

ifl-QjO-P

7г г 5г

7п 8п Зп

ГПЫТ

г 1

s