Многоканальный аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоватьi ся в системах сбора информации - от большого числа датчиков дина.- мических аналоговых сигналов. В устройство, содержащее группу компараторов 1.0-1., первьм двоичньй мультиплексор 2, цифроаналоговый преобразователь 3, первый и второй счетчики 4. и 5 импульсов, элемент И 16 и тактовый генератор 17, с целью повышения частоты дискретизации по каждому каналу за счет совмещения процесса одновременного преобразования текущих значений всех входных сигналов с процессом считывания цифровых эквивалентов их предыдущих значений , введены первый и второй оперативные запоминающие устройства 7 и 8, три цифровых коммутатора 9,ТО,14 кодов , демультиплексор 11, второй и третий двоичные мультиплексоры 12 и 13, третий счетчик 6 .импульсов, счетный триггер 15. 2 ил. о- (Л со Q5 СО 4 О IPuf.t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

И9) (1!) (51)4 Н 03 M 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ и;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4075947/24-24 (22) 14.05.86 (46) 30.12,87. Бюл. V;- 48 (71) Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола (72) Е.В.Кожухова и В.А.Гаврилов (53) 681.325 (088.8) (56) Сенченко В.P. и др. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь. — Приборы и техника эксперимента, 1985, У 2, с. 129-131.

Гнатек Ю.P. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям. M. Радио и связь, 1982, с. 425-426, рис. 5 ° 93. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в системах сбора информации

- от большого числа датчиков динамических аналоговых сигналов. В устройство, содержащее группу компараторов 1 ° 0-1.2 -1, первый двоичный мультиплексор 2, цифроаналоговый преобразователь 3, первый и второй счетчики 4.и 5 импульсов, элемент И

16 и тактовый генератор 17, с целью повышения частоты дискретизации по каждому каналу за счет совмещения процесса одновременного преобразования текущих значений всех входных сигналов с процессом считывания цифровых эквивалентов их предыдущих значений, введены первый и второй оперативные запоминающие устройства 7 и 8, три цифровых коммутатора 9, 10 14 кодов, демультиплексор 11, второй и третий двоичные мультиплексоры 12 и

13, третий счетчик 6 импульсов, счетный триггер 15. 2 ил.

1363467

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам аналого-цифрового преобразования большого числа динамических аналоговых сигналов, и может быть использовано в автоматизированных системах сбора информации от большого числа датчиков аналоговых сигналов.

Цель изобретения — повышение частоты дискретизации по каждому каналу

sa счет совмещения процесса одновременного преобразования текущих значений всех входных сигналов с процессом считывания цифровых эквивалентов их 15 .предыдущих значений, На фиг ° 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит группу 1 из 20 двух аналоговых компараторов по числу каналов устройства, первый двоичный мультиплексор 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3„ первый 4, второй 5 и третий 6 счетчики импульсов, первый 7 и второй 8 оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), первый 9 и второй 10 цифровые коммутаторы кодов, демультиплексор 11, третий 12 и второй 13 двоичные мультиплексоры, ЗО третий цифровой коммутатор 14 кодов, счетный триггер 15, ключ 16 и тактовый генератор 17.

На фиг.2 приведены временные диагграммы сигналов 4-канального 3-раз5 рядного устройства, на которых отмечены моменты t. изменения кодов на I выходах счетчиков 4 и 6, где i=O

1,..., момент t „S начальной установки перед серией цик- 40 лов преобразования и показаны величины t и с „ соответственно времени одного такта и времени одного цикла преобразования всех входных сигналов — Ц,, время t обработки запроса 45 на считывание данных, амплитудный диапазон П и выходной сигнал U<

ЦАП 3, тактовые импульсы GP на выходе ключа 16, выходной код АО, А1 двухразрядного счетчика 5 и сигнал

СА на его выходе переноса, выходные коды ВО, В1, В2 и 00, D1,D2 на выходах трехраэрядных счетчиков 4 и 6 соответственно, сигнал CD на выходе переноса счетчика 6, сигнал Q на прямом выходе триггера 15, сигналы С$1 и

CS2 на управляющих входах и W/К1 и.

W/К2 на входах "Запись-чтение" ОЗУ

7 и 8 соответственно и код НО, Н1 на первых групповых входах коммутаторов 9 и 10 °

Устройство работает следующим очаг разом.

На вход счетчика 5 поступают через элемент И 16 импульсы GP генератора 1?, частоты которых не превышают допустимой частоты обращения к

ОЗУ 7 и 8, На выходе переноса счетчика 5 при этом вырабатываются импульсы СА с частотой в 2" раз меньшей частоты генератора 1?, которые поступают на входы суммирования счетчиков 4 и 6 и стробирования памяти .компараторов 1.0 - 1.2 -1. По каждоk му из этих импульсов в памяти компараторов 1.0 — .1.2 -1 запоминаются

k на время одного такта результаты одновременногo сравнения всех входных сигHBJIoB U< U2 k с сигHBJIÎM U

ЦАП 3, который ступенчато нарастает в цикле преобразования от нуля до величины U«, (2 -1)/2 в соответстр вии с содержимым счетчика 4, которое с запаздыванием на один такт повторяется в.счетчике 6. В течение каждого такта установления следующего значения сигнала Uö счетчик 5 вырабатывает на адресных входах мультиплексора 2 и первых информационных входах коммутаторов 9 и 10 последовательность.

k всех 2 двоичных номеров каналов устройства. В соответствии с выходными сигналами триггера 15 в одном цикле преобразования эта последовательность номеров каналов поступает на адресные входы ОЗУ 7 через коммутатор 9, и одновременно с этими кодами номеров каналов на управляющий вход этого же ОЗУ 7 поступают выходные сигналы компараторов соответствующих каналов через мультиплексоры 2 и 12, каждый иэ которых разрешает запись в соответствующую его номеру ячейку ОЗУ 7 выходного кода счетчика 6 по импульсам- записи на входе "Запись-чтение"

ОЗУ 7 до тех пор, пока сигнал U меньше измеряемого сигнала в данном канале, а в другом цикле преобразования состояние триггера 15 изменяется на противоположное и, соответственно, эта последовательность номеров каналов поступает на адресные входы ОЗУ

8 через коммутатор 10, на управляюtqvA вход этого же ОЗУ 8 поступают выходные сигналы компараторов черЕз мультиплексоры 2 и 13 и íà его вход

"Запись-чтение" поступают импульсы з 13634 записи с генератора 17 через элемент

И 16 и демультиплексор 11. Таким: образом, в одном цикле преобразования в режим записи устанавливается ОЗУ 7 и в нем формируются цифровые эквиваленты всех измеряемых сигналов путем их одновременного сравнения в каждом такте с эталонным сигналом ЦАП 3, а с последовательностью кодов, посту-.

10 пающих на его адресные входы с входных шин номеров каналов через коммутатор 10, содержимое его ячеек поступает через коммутатор 14 на выходные шины. По импульсу переноса счетчика

6 в конце цикла преобразования вырабатывается .запрос на считывание мас15 сива результатов преобразования в 2" слов и изменяется состояние тригге ра 15, Соответственно, режимы ОЗУ 7 и 8 .изменяются на противоположные, т.е. в другом цикле преобразования

ОЗУ 7 устанавливается в режим чтения и его содержимое поступает через ком20 мутатор 14 на выходные шины в соот25 ветствии с кодами, поступающими на

его адресные входы через коммутатор

9 с шин номеров каналов, а ОЗУ 8 устанавливается в режим записи и в нем формируются цифровые эквиваленты теЗО кущих значений всех измеряемых сигналов. Это позволяет за время 2 Р с одного цикла преобразования сформировать цифровые эквиваленты текущих значений всех измеряемых сигналов

П вЂ” U 1,, и считывать цифровые эквиваленты их предыдущих значений. Так, .на фиг.2 показаны временные диаграммы.сигналов в 4-канальном 3-разрядном значений измеряемых сигналов U< - Ug устройстве при измерении входных сиг- 40 налов Uo — U . Перед серией циклов преобразования производится начальная установка в течение одного такта сигналом S для временной привязки последующих результатов преоб- 45 разования к моменту t,,,В первом цикле t8 — to ОЗУ 7 установлено в режим записи и в нем формируются цифровые эквиваленты сигналов.U, и U< к моменту tg и сигналов П1 и П к моменту 50

t 4 В момент t начала следующего цикла преобразования всех сигналов

U состояние триггера 15 изменяется на противоположное и, соответственно, ОЗУ 7 устанавливается в режим чтения, а ОЗУ 8 — в режим записи, В течение этого цикла t „ — t в ОЗУ 8 формируются цифровые эквиваленты текущих

67 4 а цифровые эквиваленты их предыдущих значений начинают считываться через время t,< обработки запроса на прерывание ЭВМ иэ ячеек ОЗУ 7 через коммутатор 14 на выходные шины в соответствии с поступающим на его адресные входы кодами НО, Н1 с входов номеров каналов через коммутатор 9. Во всех последующих циклах преобразования серии измерений происходят аналогичные процессы.

Формула изобретения

Многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий 2 аналоговых компараторов по числу каналов устройства, первые информационные входы которых являются соответственно входными шинами, а вторые информационные входы объединены и подключены к выходу цифроаналогового преобразователя, входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика импульсов, информационные выходы второго счетчика импульсов соединены с соответствующими адресными входами первого двоичного мультиплексора, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих аналоговых компараторов, выход тактового генератора соединен с информационным входом ключа, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения частоты дискретизации по каждому каналу за счет совмещения процесса одновременного преобразования текущих значений всех входных сигналов с процессом считывания цифровых эквивалентов их предыдущих значений, в него введены второй и третий двоичные мультиплексоры, тре" тий счетчик импульсов, счетный триггер, первый и второй оперативные запоминающие устройства, первый, второй и третий цифровые коммутаторы кодов и демультиплексор, информационный вход которого объединен со счетным входом второго счетчика импульсов и подключен к выходу ключа, управляющий вход которого объединен с входами записи предустановки первого, второго и третьего счетчиков импульсов и является шиной начальной установки,. при этом первые информационные входы первого и второго цифровых коммутаторов кодов соответственно объединены и подключены к соответствующим инфорСоставитель И.Романова

Техред И.Aидык Корректор А. Обручар

Редактор А.Огар

Заказ 6379/53 Тираж 900 Подписное

ВНИИЙИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 136346 . мационным выходам второго счетчика импульсов, вторые информационные входы соответственно. объединены и явля. ются шинами номера канала, а выходы

5 подключены к соответствующим адресным входам первого и второго оперативных запоминающих устройств соответственно, информационные входы которых соответственно объединены и . соединены с соответствующими информационными выходами третьего счетчика импульсов, а выходы подключены к соответствующим первым и вторым входам. третьего цифрового коммутатора кодов соответственно, выходы которого являются выходными шинами, а адресный вход объединен с адресными входами второго цифрового коммутатора кодов, второго двоичного мультиплексора и соединен с инверсным выходом счетного триггера, адресные входы первого цифрового коммутатора кодов, демультиплексора, третьего двоичного мультиплексора объединены и подключены к рб о

$ и .AO и сл

N в

82 и !

sr

П2 о а сл

W/П

И2

W!22 и!!

Н!

6 прямому выходу счетного триггера, 1 причем первые информационные входы второго и третьего двоичных мультиплексоров объединены и подключены к выходу первого двоичного мультиплексора, вторые информационные входы объединены с входами предустановки второго и третьего счетчиков импульсов и являются шиной логической единицы, а выходы соединены соответственно с управляющими входами первого и второго оперативных запоминающих устройств, входы "Запись-чтение" которых подключены соответственно к первому и второму выходам демультиплексора, стробирующие входы компараторов и счетные входы первого и треть" его счетчиков объединены и соединены ,с выходом переноса второго счетчика, выход переноса третьего счетчика подключен к входу счетного триггера и является шиной запроса на считывание, а входы предустановки первого счетчика являются шиной логического нуля.