SU1339541A1 - Устройство дл ввода информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дл  ввода в ЭВМ сигналов с-датчиков. Цель изобретени  - повышение точности устройства. В устройство, содержащее элементы И 1-5, схемы задержки 6 и 7, регистр 8, инвертор 9, аналоговый ключ 10, блок элементов ИЛИ 11, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов 12, счетчик со со со СП 4

Description

14 и дешифратор 15, управл ющий мультиплексором 16, выход которого через усилитель 17 подключен к схеме аналого-цифрового преобразовани  с промежуточным преобразованием напр жение- врем , введены датчик 20 исходного кода с блоком элементов И 21, подключенным через блок элементов ЮШ 1 1 к входам -загрузки введенных в устройство последовательно соединенных второго счетчика 22, многоразр дного элемента И 23 и формировател  24, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика 26, св занного по выходам с входами регистра 8, подключенного к блоку элементов ИЛИ 11. Первый выход дешифратора 15 подключает к входу измерительного тракта шину эталонного напр жени  через

1

Изобретение относитс  к автоматике , измерительной информационной технике, предназначено дл  коммутации и преобразовани  низковольтных аналоговых сигналов в цифровой эквивалент и может быть использовано как внешнее устройство дл  измерительных информационных систем и управл ющих вычислительных комплексов.

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства ДЛ5 ввода

информации. I

Устройство содержит п ть элементов И 1-5, две схемы 6 и 7 задержки, регистр 8, инвертор 9, аналоговый ключ 10, блок элементов ИЛИ П, два генератора 12 и 13 (тактовых) импульсов , первый счетчик 14, дешифратор 15, мультиплексор 16, усилитель 7, преобразователь I8 напр жени  во временной интервал, триггер 19, датчик 20 исходного кода, блок элементов И 21, второй счетчик (с инверсными выходами) 22, многоразр дный элемент И 23, формирователи 24 и 25 импульсов соответственно по переднему и заднему фронтам, третий (суммнрую- пд й.) счетчик 26 . Входлми устройства

аналоговый ключ 10 и отпирает логические элементы И дл  занесени  в вычитающий счетчик 22 исходного кода с датчика 20, Результат измерени  при этом записываетс  в регистр 8 и используетс  дл  корректировки частоты заполнени  третьего счетчика 26 путем занесени  при каждом рабочем измерении во второй счетчик 22 кода с регистра 8 через блок элементов ИЛИ 11. Этот код определ ет коэффи- диент делени  частоты второго генератора тактовых импульсов 13 при заполнении третьего счетчика 26 и автоматически поддерживает посто нным результат произведени  частоты заполнени  на коэффициент передачи аналоговой части измерительного тракта устройства . 1 ил.

 вл ютс  входы мультиплексора 16, выходами - выходы суммирующего счетчика 26 (информационные выходы) и

выход третьего элемента И 3 (синхронизирующий выход).

Устройства дл  ввода информации работает следующим образом.

По сигналам с первого генератора

2 тактовых импульсов счетчик 14 каналов задает последовательно увеличивающийс  код на дешифратор 15, на выходах которого последовательно по вл ютс  сигналы, управл ющие переключением каналов мультиплексора 16 или включением аналогового ключа 10 дл  подключеьш  эталонного напр жени  на вход измерительного тракта.

Первый канал дешифратора 15 отводитс  дл  измерени  рабочего коэффициента делени  D частоты с второго генератора 13 тактовых импульсов. На вход измерительного тракта подаетс  при этом эталонное напр жение U, через аналоговый ключ 10, а на вычи- таюгаий счетчик 22 через блоки элементов ИЛИ 11 и И 21 - исходный код М с датчика 20, соответствующий напр жению и. По сигналу с первого тактового генератора 12 запускаетс 

также процедура аналого-цифрового преобразовани : сброс суммирующего счетчика 26, разрешение зар да накопительного устройства в преобразователе 18 напр жени  во временной интервал через врем , определ емое схмой 6 задержки дл  окончани  перехоных процессов в ключе 10, мультиплесоре 16 и усилителе 17, установка в единичное состо ние триггера 19 по сигналу с формировател  25 импульса по заднему фронту сигнала с первого генератора 12 тактовых импульсов, - определ ющему окончание зар да накопительного устройства и начало преоразовани  входного напр жени  во временной интервал, определ ющий врм  поступлени  сигналов калиброванной частоты F с второго генератора 13 тактовых импульсов на счетный вход вычитающего счетчика 22 через первый элемент И 1. Сброс триггера 19 производитс  от преобразовател  18 напр жени  во временной интервал выполненного, например, по схеме зар да конденсатора с последующим разр дом его эталонным током и определением момента перехода через нуль зар да этого конденсатора.

При работе на первом канале дешифратор 15 отпирает четвертый элемент И 4 и на вход загрузки вычитающего счетчика 22 поступает код М. На выходе вычитающего счетчика 22, имеющего инверсные выходы, стоит многоразр дный элемент И 23, с которого при каждом прохождении нул  на вычитающем счетчике 22 по вл етс  сигнал по которому формируетс  короткий импульс на формирователе 24 импульса по переднему фронту, вновь загружающий через четвертый элемент И .4 и блоки элементов И 21 и ИЛИ 11 исходный код с переключател  на вычитающий счетчик 22. Таким образом, на выходе формировател  24 импульса по переднему фронту частота следовани  испульсов f определ етс  вьфажением

f F М

где F и М определены ранее.

Выходной код N на выходе суммирующего счетчика 26 определ етс  выражением

N - f . Т, ,

временной интервал, пропорциональный входному напр жению и и определ емый выражением

Т К и.

(3)

где Т,

где К - коэффициент преобразовани 

аналоговой части измерительного тракта, определ емый коэффициентом усилени  усилител  17 и коэффициентом преобразовани  йреобразовател  18 напр жени  во временной -,, интервал.

Дп  эталонного напр жени  U, результат измерений N, записываетс  в виде

где Т,

N.

. (4)

Этот результат записываетс  в регистр 8 сигналом записи в регистр с второго элемента И 2, отпираемого через врем , определ емое схемой 7 задержки, - врем  процедуры аналого- цифрового преобразовани .

При измерении сигналов на рабочих каналах второй 2 и четвертый 4 элементы И заперты, а п тый 5 и третий 3 элементы И открыты сигналом с выхода инвертора 9, и сигналы с формировател  24 импульсов по переднему фронту поступают на синхронизирующий выход устройства через третий элемент ИЗ, на чтение через п тый элемент И 5 кода N, с регистра 8 и загрузку его в вычитающий счетчик 22 че- рез блок элементов ИЛИ 11. Частота

F в соответствии с вьфажением (1) делитс  с коэффициентом N,, и на входе суммирующего счетчика 26 будет частота„

рое

N

(5)

,

45

Выходной код в соответствии с (2) и (3) определ етс  выражением

N fpoe- g где и измер емый сигнал.

Преобразовав (6) в соответствии с (4), получают

и

. и

М

(7)

55

Из выражени  (7) следует, что величина входного сигнала U, вычисленна  по результирующему коду N, не . зависит дл  предлагаемого устройства

1

ни от коэффициента преобразовани  К, ни от исходной частоты F второго генератора тактовых импульсов.

Единственным условием  вл етс  стабильность параметров К и F на врем  одного цикла измерений по всем каналам, включа  канал эталонного напр жени , что легко практически осуществить. Медленный дрейф параметров К и F предлагаемое устройство автоматически учитывает. Кроме того, выбрав величину М, равную значению Uj , в единицах измерени  напр жени  (например, в микровольтах), получим возможность представл ть результат измерени  входного сигнала в тех же едиршцах согласно выражению (7).

Таким образом, предлагаемое устройство дл  ввода информации по сравнению с известны имеет большую точность и более удобную форму представлени  результата измерений, так как в известном устройстве не учитываетс  дрейф коэффициента передачи в измерительном тракте, который дл  ма- .лых сигналов составл ет единицы процентов . Точность работы предлагаемого устройства улучшаетс  в 5-10 раз. Форма представлени  результата непосредственно в единицах измерений напр жени  значительно ускор ет анализ результатов человеком - пользователем устройства..Наличие в устройстве переключател  исходного кода позвол ет исключить подгонку эталонного напр жени  под величину, кратную 10 (как это обычно делаетс  в подобных устройствах), и тем самым повысить стабильность эталонного сигнала за счет исключени  нестабильных элементов регулировки эталонного напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  ввода информации, содержащее п ть элементов И, два эле мента задержки, регистр, инвертор, аналоговый ключ, блок элементов ИЛИ, два генератора импульсов, первый счетчик, дешифратор, мультиплексор, усилитель, преобразователь напр жени  во временной интервал, триггер, информационные входы мультиплексора  вл ютс  информационными входами уст ройства, адресные входы мультиплексора подключены к группе выходов дешифратора, выход которого подклю3395416

   чен к управл ющему входу аналогового ключа, к входу инвертора, к первым входам второго и четвертого элементов И., входы дешифратора подключены

   - к выходам первого счетчика, выход

   первого генератора импульсов подключен к счетному входу первого счетчика и входу первого элемента задержки,

   -jQ выход которого подключен к управл ющему входу преобразовател  напр жени  во временной интервал, выходы мультиплексора и аналогового ключа подключены к входу усилител , выход 15 которого подключен -к информационному входу преобразовател  напр жени  во временной интервал, выход которого подключен к R-входу триггера, пр мой выход которого подключен к первому

   -20 входу первого элемента И, второй

   вход которого подключен к выходу второго генератора импульсов, выход второго элемента задержки подключен к вторым входам второго и третьего эле- 25 ментов И, выход третьего элемента И ,  вл етс  синхроршзирующим выходом устройства, первые входы третьего и п того элементов И подключены к выходу инвертора, .выходы второго и п то-30 го элементов И подключены к первому

   и второму управл ющим входам регистра , выходы которого подключены к входам первой группы блока элементов ИЛИ, аналоговый вход аналогового ЗЬ подключен к шине эталонного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повьшгени  точности устройства, в него введены датчик исходного тока, блок элементов И, 40 второй и третий счетчики, шестой

   элемент И, два формировател  импульсов , выходы датчика исходного кода подключены к входам группы блока элементов И, выходы блока элементов И 45 подключены к входам второй группы блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к информационным входам

   -второго счетчика, инверсные выходы которого подключены к входам шестого

   gQ элемента И, выход которого подключен к входу первого формировател , выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, к вторым входам четвертого и п того элементов И, вы (g ход четвертого элемента И подключен к входу блока элементов И, выход первого элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, вход второго формировател  импульсов под 1339541

   ключей к входу первого элемента за- чен к выходу первого генератора им- держки, выход второго формировател  пульсов, выходы третьего счетчика импульсов подключен к входу второго соединены с информационными входами элемента задержки и S-входу триггера, регистра и  вл ютс  информационными вход сброса третьего счетчика подклю- выходами устройства.