Устройство для ввода аналоговой информации

Устройство для ввода аналоговой информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА АНА/ЮГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу аналогоци (|( преобразователя, второй вход которого является входом уст ройства , информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами блока сопряжения, управляющий выход - с первым управляющим входом блока сопряжения, информационные и управляющий выходы которого являются соответственно информационным и управляющим выходами устройства, второй управляющий вход блока сопряжения является управляющим входом устройства, о т л и ч а ю щ ё ее я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него . введен блок контроля и диагностирования , содержащий анализаторы управляющих сигналов, ключ, первый и второй нагрузочные элементы, выводы на;Грузочных элементов соединены с соот ветствующими выводами ключа, вывод вто|)ого нагрузочного элемента соеди нен с первыми входами анализаторов управляющих сигналов, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, к управляющему выходу блока сопряжения и к управляющему входу устройства соответственно, первые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляю1чих сигналов подключены к третьим входам второго, третьего и первого анализаторов управляющих сигналов соответственно, вторые выходы первого , второго и третьего анализаторов управляющих сигналов подключены к четвертым входам соответственно второго, третьего и первого . анализаторов .управляющих сигналов, первые выходы которых соединены с пятыми входами третьего, первого и W второго анализаторов, управляющих с сигналов соответственно. S 2. Устройство по n.t, о т л и - Ч а ю щ е е с я тем, что каждый из анализаторов управляющих сигналов со держит инверторы, триггеры,элементы N0 , И, индикаторы, третий и четвертый наD грузочные элементы, элемент задерж ,ки и элемент ИЛИ, первый, второй и Iтретий входы которого, первые входы -ч1 первого и второго элементов И, вход CD элемента задержки, первый вход первого триггера являются пятым, третьим первым, вторым, четвертым входами и .вторым и первым выходами.анализатора соответственно; вход и выход элемента задержки соответственно соединены с первыми входами первого элемента И и первого триггера, выход элемента ИЛИ :подключен к второму входу триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов

ае (и) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЭ НП

РЕСПУБЛИК у5р G 06 F /04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ с —.- ..а< к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ, к АВТОРснОму свидетельству

° Ф \ ЕУМ 4 Ф управляющих сигналов, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, к управляющему выходу блока сопряжения и к управляющему (21.) 3362102/18-24 (22) 10.12.81 (46) 15.07.83. Бю. 33 26 (72) В.И.Ордынцев и С.С.Слепова входу устройства соответственно . первые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляющих сигналов подключены к третьим входам второго, третьего и первого анализаторов управляющих сигналов соответственно, вторые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляющих сигналов подключены к четвертым входам соответственно второго, третьего и первого . анализаторов управляющих сигналов, первые выходы которых соединены с пятыми входами третьего, первого и второго анализаторов, управляющих сигналов соответственно. первого и второго элементов И, вход элемента задержки, первый вход персоответственно, вход и выход элемента задержки соответственно соединены с первыми входами первого элемента И и первого триггера, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов (53) 681.327(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

33 458822, кл. 606K 3/04, 1972.

2. "Р1иг1яа1 S. Real time acquisition and processing System".Техн. опис. 3МТБЗТЕСИМ1ц01., 1980 (прототип) ° (54) (57} I ... УСТРОЙСТВО для ВВОДА

АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор импульсов, выход которого . подключен к первому входу аналого" . цифрового преобразователя, второй вход которого является входом устм ,роиства, информационные выходы ана".. лого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами блока сопряжения,, управляющий выход - с первым управляющим входом блока сопряжения, . информационные и управляющий выходы которого являются соответственно информационным и управляющим выходами устройства, второй управляющий вход . блока сопряжения является управляющим входом устройства, о т л и ч а» ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него . введен блок контроля и диагностиро" вания, содержащий анализаторы управляющих сигналов, ключ, первый и второй нагрузочные элементы, выводы нагрузочных элементов соединены с соот ветствукщими выводами ключа, вывод второго нагрузочного элемента соеди. нен с первыми входами анализаторов

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я ем, что каждый из

:анализаторов управляющих сигналов со

:держит инверторы, триггеры, элементы ,.И, индикаторы, третий и четвертый нагрузочные элементы, элемент задерж;ки и элемент ИЛИ, первый, второй и

,третий входы которого, первые входы вого триггера является пятым, третьим, первым, вторым, четвертым входами и вторым и первым выходами анализатора

1029176 ментов через последовательно соединенные первый инвертор, первый индикатор и через последовательно сое диненные второй инвертор, второй индикатор соответственно, вторые вводы третьего и четвертого нагрузочных элементов соединены.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам автоматического ввода в ЭВИ.

Известно устройство для ввода аналоговой информации, содержащее 5 блок управления,АЦП, усилитель, блок считывания и дополнительный блок считывания с их связями (1 ).

Недостатком этого устройства является асинхронный принцип работы, 10 .дежность, так как не обеспечивает при котором выборка информации производится в произвольные моменты времени, что ограничивает область применения. дежности устройства.

Наиболее близким к изобретению 15 является устройство для ввода анало-! говой информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП ), интерфейс ЭВИ и генератор импульсов,, запускающих АЦП. На вход АЦП посту- 20 пает сигнал случайного процесса, генератор запускает АЦП с заданной частотой. АЦП выдает на вход интерфейса код результата преобразовани в сопровождении сигнала готовности дан" 25 ных. Интерфейс выдает сигнал требования в ЭВИ. ЭВИ вырабатывает сигнал выборки, который, поступив в интерфейс, сбрасывает сигнал требования и производит считывание результата пре- Зо образования, который принимается ,ЭВИ )2).

При нормальной работе сигналы 1Уск (П), Требование (Т) и выборка(В) должны следовать в определенном по рядке Il-Т-В-П-Т-В-... Любые откло- З нения от этого порядка приводят к возникновению онибок и являются признаками неисправностей, требующих ди. агностики и устранения. Причинами от-. клонений могут быть ЭВИ,АЦП и интерфейс. Из" за нерегулярного режима работы ЭВИ может не успеть выбрать результат изме рения из интерфейса до того,как поступит следующий запуск АЦП. АЦП может не успевать выполнять преобраэование за время между двумя пусками.

Интерфейс может недопустимо задерживать выдачу сигнала Т. Возможен и ряд других неисправностей, каждая из которых может привести к потере информации.

Устройство имеет пониженную наконтроля за правильностью функционирования.

Цель изобретения - повышение наИ, выходы;.которых подключены к первым входам второго, третьего триггеров . соответственно, третий вход элемента

ИЛИ соединен с вторыми входами вто рого и третьего триггеров, выходы ко; торых подключены к первым вводам тре; тьего и четвертого нагрузочных элеУказанная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразо-. вателя, второй вход которого является входом устройства, информацион- ные выходы аналого-цифровогопреоЪразователя соединены с соответствующими информационными входами бло ка сопряжения, управляющий. выходс первым управляющим входом блока сопряжения, информационные и управ" ляющий выходы которого являются со-.. ответственно информационным и управляющим выходами устройства, второй управляющий вход блока сопряжения является управляющим входом устройства, введен блок контроля и диагностирования, содержащий анализаторы управляющих сигналов, ключ, первый и второй нагрузочные элементы, выводы нагрузочных элементов соединены-.с соответствующими выводами ключа, вывод второго нагрузочного элемента соединен с первыми входами анализаторов управляющих сигналов, вторые входы ( которых подключены к выхрду генерато1 ра импульсов, к управляющему выходу бло" ка сопряжения и управляющему входу уст"

3 102917 ройства соответственно, первые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляющих -сигналов подключены к третьим входам второго, третьего и первого анализаторов управляю- щих сигналов соответственно, вторые выходы первого, второго и третьего анализаторов управляющих сигналов подключены к четвертым входам соответственно второго, третьего и первого 10 анализаторсв управляющих сигналов, первые выходы. которых соединечы с пятыми .входами третьего, первого и второго, анализаторов управляющих аигна. лоа соответственно.

Кроме того,. каждый из анализаторов управляющих сигналов содержит инверторы, триггеры, элементы И,индикаторы, третий и четвертый нагрузочные элемен::- ты,элементы-задержки и элемент ИЛИ, первый, второй и третий входы ко" торого, первые входы йервого и второго элементов И, вход элемента аадержки, первый вход первого триггера являются пятым третьим первым 25 вторым,,четвертым входами и вторым и первым .выходами анализатора соответ-. ственно, рход и выход элемента задержки соответственно соединены с . первыми входами первого элемента И и nepaoro триггера, выход элемента

ИЛИ подключен- к второму входу триггера, выход которого соединен с вто" рыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к первым входам второго и третьего З5. триггеров-соответственно, третий вход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами второго:и третьего триггеров, выходы которых подключены к первйм вводам третьего и четвертого наг- *40 рузочных элементов через последовательно соединенные первый. инвертор,первый индикатор и через последовательно соединенные второй инвертор,:. второй индикатор ссфтветстаенно, 45 .вторые вводы третьего.и четвертого нагрузочных. элементов соединены.

На фиг. 1 показаны возможные порядки следования контролируемых сиг-. налоа (Пуск-П, Требование-Т и Выборка"8), допустимые при нормальной работе и являющиеся признаками эле-, .ментарных нарушений нормального- ре- жима работы на фиг.2 - структурная схема устройства; на фиг.3 - структурная схема блока контроля и диагностики; на фиг.4 - функциональная схема анализатора логических сигналов; на фиг.5 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу анализатора; на фиг. 6 - временные диаграммы следования контролируемых сигналов в нормальном режиме (ба ) и

B некоторых THIloBblx случаях нарушений нормального режима работы (6 Б-Е).

На.фиг.6 Б показан случай повторной выдачи сигнала Пуск(П-П . При этом ни Требование, ни Выборка не возникают. Такой случай, например,,возможен при отключении питания АЦП.

Блок контроля и диагностики выдает ,код 100000.

На фиг.6 В показан случай, когда ,:после сигнала Пуск не было выдано .Требование, но поступил сигнал Вы:борки.{ П-В). Такой случай-может возникнуть, например, если в результате помехи интерфейс отказаг и не выдал сигнал Требование, а помеха принята за сигнал Выборка. Блок контроля и диагностики выдает код 010000;

На фиг.6 Г показано иарушенйе режима, состоящее в удвоении сигнала

Требование, что возможно,.например, при неустойчивой работе элементов блока сопряжения. Блок контроля и диагностики в этом: случае выдает код 001000.

На фиг. 6 Д показан случай, когда после выдачи генератором одного сигнала Пуск блок. сопряжения выс" тавил потенциальный сигнал Требование, а от ЭВИ не поступил сигнал

Выборка. Обычно задний фронт сигнала Требование формируется по -перед-,. нему фронту сигнала Выборка. Поэтому отсутствие Выборки приводит к

"вырождение" импульса Требование в потенциал. Блок контроля и диагностики в данном случае выдает код

101100.

На фиг. 6 Е показан случай нарушения режима, состоящий в удвоении сигнала Выборка. Это может, например, наблюдаться при неустойчивой работе устройства в ЗВИ, выдающего сигнал Выборка ° Блок контроля и диагностики выдает код.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь АЦП 1, блок сопряжения 2, вычислитель 3, генера тор импульсов 4, блок контроля и диагностирования 5, связи между блоками устройства 6-12,первый,второй и третий входы блока контроля и диагностирования l3" 15, анализаторы управляющих

1029176

5 сигналов 161, 16, 16>, ключ 17, входы и выходы (сигналы) анализатора управляющих сигналов 18-24, триг-,, геры 25-27, элемент ИЛИ 28, инверторы 29 и 30, элементы И 31 и 32, элемент задержки 33, связи (сигна- - лы) анализатора логических сигналов

34 и 35, индикаторы 36 и 37, сигналы

Пуск, Требование, Выборка (П, Т, В), нагрузочные элементы 38-41. 10

Устройство работает следующим об- разом.

На вход АЦП E поступает случайный процесс.

Вход запуска 6 АЦП 1 соединен с выходом генератора 4. Выход 7 АЦП 1, несущий код ординаты случайного процесса, соединен с входом блока 2. Второй выход АЦП соединен с вторым вхо;. дом блока 2 связью 8. Выходные шины

9 блока 2 соединены с входом вычислителя 3, Связь между блоком 2 и вычислителем 3 служит для передачи сигнала Требование. Связь 11 между вычислителем 3 и третьим входом бло- 25 .ка 2 предназначена для передачи сигнала Выборка.

При нормальной работе устройства возможны три варианта чередования сигналов Пуск (П), Требование (Т) и.

Выборка (В): П-Т, Т-В и В-П (фиг.2).

Остальные шесть возможных вариантов чередования этих сигналов (П-П, П-В, Т-Т, Т-П, В-В и В-T) могут возникать только при неправильной работе системы и поэтому являются признаками эле- З ментарных нарушений нормального режима, на выявлении которых основана работа устройства.

В режиме нормальной работы сигналы от генератора 4, блока 2 и вы-, 40 числителя 3 Пуск, Требование и Выборка поступают на входы 21 соответственно первого, второго и третьего анализаторов 16. При этом соблюдается порядок чередования сигналов - й-Т-В: 45

-П-Т-В-П-Т.-В-... Эта последователь" ность включает три варианта чередования сигналов: П-Т, Т-В и В-П, которые приведены в первом столбце таб лицы (фиг.1). Временная диаграмма 50 сигналов анализатора 16 в режиме нормальной работы показана в левой стороне фиг.5, Первоначально включением ключа 55

17 триггеры 25-27 во всех анализаторах 16 устанавливаются в нулевое положение.

Сигнал, пришедший на вход 21 ана. лизатора 16 (фиг.4), поступает на элемент задержки 33 и, спустя время задержки, которое должно быть больше его длительности, появляется на первом выходе 19 анализатора 16 а также устанавливает в единичное состояние триггер 25, на входах логических элементов И 31 и 32 появляется равный единице разрешающий сиг нал. Однако сигнал на входе 21 к этому времени стает равным нулю и через элемент И 31 не проходит. Сигнал с выхода 22 поступает на вход 23 следующего анализатора 16, но не может попасть в нем на вход триггера 27, так как в этом анализаторе триггер 25 сброшен и выдает сигнал, равный нулю.

Сигнал 19 поступает на вход 20 следующего анализатора 16 и вход 18 предыдущего анализатора 16,проходит в них через элементы ИЛЙ 28 на нулевые входы триггеров 25, но не оказывает на них никакого действия, так как эти триггеры находятся в состоянии "0".

Таким образом, в результате поступления сигнала на вход 21 в данном анализаторе 16 установлен в

"1" триггер 25. Если появляется следующий сигнал, соответствующий режиму нормальной работы (фиг.2) на входе следующего по отношению к рассмотренному анализатору 16, то все процессы в этом анализаторе протекают аналогично. Однако сигнал 19, поступив на вход 18 рассмотренного анализатора 16, сбрасывает в нем триггер

25 в "0". Поступление третьего, следующего по режиму нормальной работы (фиг,1) сигнала на вход третьего анализатора 16.приводит аналогичным образом к установке триггера 25 в третьем анализаторе в "1" и к сбро-. су .этого триггера в "О" во втором анализаторе 16. В дальнейшем процесс повторяется.

Элементарные нарушения нормальнога режима можно разделить на два типа, соответствующие второй я третьей колонкам таблицы на фиг.1. Элементарные нарушения первого типа | êoëoíêà

2Р состоят в повторении одноименных сигналов: П-П, Т-Т и В-В. Временная диаграмма, поясняющая работу анализатора 16 при возникновении элементарного нарушения первого типа, показана в средней части фиг.5. После прихода первого из сигналов, сос7 10291 тавляющих элементарное нарушение первого типа, триггер 25 устанавливает-. ся е ""1"1а сигнап на входе логического элемента И 31: также имеет еди" ничное значение (фиг.4). Поэтому вто" рой одноименный сигнал, поступив на вход 21, проходит через элемент 14 31 и устанавливает триггер 26 в единичное состояние., При этом сигнал на выходе инвертора 29 принимает зна- 1О .чение "0", что вызывает загорание соединенного с ним индикатора 36.

Повторные сигналы иа выходах l9 и 22 не производят в остальных. анализа.торах 16 никаких изменений.

Таким образом, загорание одного из трех индикаторов 36, соединенных ..с инверторами 29, говорит о возник" новении соответствующего элементарного нарушения первого типа.

В третьей колонке таблицы (фиг.1) даны элементарные нарушения второго типа, состоящие в появлении недо- . пустимых вариантов чередования двух различных сигналов: fl-B, Т-П, B-Т.

Временная диаграмма, иллюстрирующая работу анализатора 16, показана в правой части фиг.5.

После появления йервого сигнала триггер 25 в соответствующем анализаторе 16 находится в единичном состоянии. Благодаря этому сигнал на входе элемента И 32 равен единице..

При элементарном нарушении второго .типа второй сигнал поступает на вход 21 анализатора 16 предшествующего (по кольцу) тому, в который пришел, первый сигнал. Этот второй сигнал появляется на выходе 22 и попадает на вход 23 анализатора 16, в который уже поступил первый сигнал. Здесь 4О второй сигнал проходит через элемент

32 и устанавливает в "1" триггер 27.

Сигнал 35 с выхода этого триггера проходит через инвертор 30 и включает индикатор 37. 45

j фиг.1). В этих условиях происходит загорание нескольких индикаторов.

Триггеры 26 и-27 образуют шестиразрядный регистр, который может быть использован для выдачи данных диагностики в вычислитель 3. При этом набор ординат случайного процесса может считаться доброкачест-. венным, если после его ввода не загорелся ни один из индикаторов или на-триггерах 26 и 27 сохранился двоичный код 000000.

Введение особой конструкции бло" ка контроля и диагностирования 5 поэволяет повысить надежность устрой,ства за счет своевременного выяв ления и устранения неисправностей.

-8

Второй сигнал, поступив на вход

21 анализатора 16, кроме описанных действий, проходит. через элемент за. держки 33, устанавливает в "Р триггер 25 и появляется на выходе

С этого выхода он поступает на.вход

20 последующего анализатора 16 и на вход 18 предыдущего анализатора 16.

Это приводит к сбросу в них триггеров 25 в нулевое состояние, т.е. под" готавливает анализаторы к анализу дальнейших вариантов чередования сигналов.

Загорание одного из трех индикаторов 37, соединенных с инверторами

30, сигнализирует о возникновении соответствующего элементарного нарушения второго типа.

Сброс блока контроля и диагности" рования 5 в начальное состояние производится нажатием ключа 17. При этом триггеры 25"27 в анализаторах

16 устанавливаются..в нулевое положение, и все индикаторы гаснут.

В реальных условиях отклонения от нормального режима могут сопровождаться появлением нескольких вариантов элементарных нарушений, соответствующих двум правым столбцам таблицы

1029176

1 029176 22

Я

В юрого munu

ПЦ36020 (ПОЯХ

ФИ2. 5

9мненварныВ мар шения:

1029176

ЮРемЯ

Т

Составитель И. Алексеев

Редактор Н.Швыдкая Техред И.Гергель Корректор 0 Бурлак

Заказ 4981/47 Тираж 706 Подписное

t 8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,- д. 4/5

П

Т

4 в е и ам

Филиал ППП "Патент.", r. Ужгород, ул. Проектная, 4