Программируемое многофункциональное аналого-цифровое устройство сопряжения

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве программируемого интерфейса для сопряжения ЭВМ с различными датчиками и аналоговыми устройствами. Цель изобретения - повышение точности при работе с датчиками резистивного типа. Повышение точности устройства обеспечивается за счет введения преобразователя напряжение-ток, аналого-цифрового преобразователя, мультиплексора, блока цифровой памяти, что позволяет для резистивных датчиков, подключенных к различным парам входов коммутатора, задавать различные, наиболее оптимальные для измерения, уровни токов с помощью одного и того же источника тока, в качестве которого используют аналоговый запоминающий блок и преобразователь напряжение-ток. 1 ил.

СОЮЗ СОЗЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) щ С О6 F 15/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯЧ И отНРНТИНМ

ПРИ ГНКТ СССР (21) 4382505/24-24 (22) 23 02.88 (46) 23.04.90. Бюл. 4" 15 (75) С.И, Крылов (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1425635, кл. G 06 F 3/ОО, G 06 F 15/74, 1986. (54) ПРОГРАММИРУЕМОЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве программируемого интерфейса для сопряжения ЭВИ с различИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь" зовано в качестве программируемого интерфейса для сопряжения ЭВИ с различными датчиками и аналоговыми устройствами.

Цель изобретения - повышение точности при работе сдатчиками резистивного типа.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый аналоговый коммутатор 1, аналоговый операционный блок 2, М аналоговых запоминающих блоков 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 аналоговые коммутаторы, шину 7 нулевого потенциала, второй аналоговый ключ 8, цифроаналоговый блок 9 умножения, первый 10 и второй

2 ными датчиками и аналоговыми устройствами. Цель изобретения - повышение точности при работе с датчиками резистивного типа. Повышение точности устройства обеспечивается за счет введения преобразователя напряжение — ток, аналого-цифрового преобразователя, мультиплексора, блока цифровой памяти, что позволяет для резистивных датчиков, подключенных к различным парам входов коммутатора, задавать различные, наиболее оптимальные для измерения, уровни токов с помощью одного и того же источника тока,в качестве которого используют аналоговый запоминающий блок и преобразователь напряжение " ток. 1 ил.

11 источники эталонного напряжения, многорежимный регистр 12, первую группу цифровых выходов 13 первый анало" говый ключ 14, преобразователь 15 напряжение-ток, компаратор 16, аналого цифровой преобразователь (АЦП) 17, блок 18 счетчиков, блок 19 программно:го управления, вторую 20 и третью 21 группы цифровых выходов, блок 22 коммутации, блок 23 цифровой памяти, мультиплексор 24.

Устройство работает следующим образом.

При работе с датчиками резистивного типа сопротивление датчика включается между двумя входами аналогового коммутатора 1. В момент опроса этого датчика с помощью соответствующей настройки аналогового коммутатора 1

1559355 управляющими сигналами с блока 19 программного управления один вход коммутатора 1. подключается к выходу преобразователя 15 напряжение-ток, а . другой вход - к шине 7 нулевого потенциала . Предварительно в соответствующий аналоговый запоминающий блок 3 записывается уровень напряжения, который, будучи преобразованным в преобразователе напряжение-ток, обеспечива. ет на выходе преобразователя 15 напряжение-ток уровень тока, оптимальный для работы резистивного датчика и формирования на нем информационного сиг- 15 нала напряжения. . Этот уровень напряжения может быть введен через первый вход в аналоговый операционный блок 2 (путем соответствующей настройки), т.е. поцключе-20 ния выхода аналогового коммутатора к его соответствующему входу. Этот сигнал может быть обработан в аналоговом операционном блоке 2 и преобразован в цифровой код по соответствующей 25 программе. Таким образом, для различных резистивных датчиков, подключенных к различным парам входов аналогового коммутатора 1, могут задаваться различные, наиболее оптимальные для Э0 измерения, уровни токов с помощьЮ одного и того же источника тока, в качестве которого выступают аналоговый запоминающий блок 3 и преобразователь

15 напряжение-ток. Измеряемый уровень З напряжения вводится через аналоговый коммутатор 1 в аналоговый операционный блок 2 для последующей обработки и преобразования в код.

При реализации аналогового коммутатора 1 на М011-транзисторах последовательно с заземляемым резистивным дат. чиком включается и сопротивление коммутирующего ИОП-транзистора, т.е. воз- никает аддитивная систематическая погрешность. Эта погрешность может быть преобразована в цифровой код в АЦП 17 путем подключения его входа через со" ответствующим образом настроенный ана- 0 .логовый коммутатор 4 к соответствующему входу аналогового коммутатора 1.

Аналогичным образом может быть измерен и преобразован в код сам информационный сигнал вместе с аддитивной погрешностью, для этого вход АЦП l7 через соответствующим образом настроенный аналоговый коммутатор 4 подключается к входу аналогового коммутатора 1.

Таким образом, "чистый" сигнал, выделяющийся на сопротивлении датчика, включенного между соответствующими входами аналогового коммутатора 1, может быть вычислен вычитанием кода нап.! ряжения, измеренного на одном входе, из кода напряжения на другом входе аналогового коммутатора 1. Для выпол- . нения этой операции оба кода записываются в блок 23 цифровой памяти, а затем считываются из него через двунаправленную связь на выходы установки начальных данных блока 19 программного управления и после этого в блок

18 счетчиков, где происходит вычисление "чистого" кода соответствующего информационного сигнала. Промежуточные результаты такого вычисления могут сохраняться в блоке 23 цифровой памяти, запись в который осуществляется через группы цифровых выходов 20 и 21 и через соответствующие входы мультиплексора 24.

Блок 23 цифровой памяти может использоваться также для формирования блоков данных, снимаемых с различных датчиков, подключаемых к входам аналогового коммутатора 1, с цифровых выходов 13, 20 и 21, а также s процессе корректировки этих данных. (N+1)-й и (N+3) -й входы-выходы первого аналогового коммутатора 1 позволяют подавать на датчики другие типы тестовых сигналов,. в частности постоянный уровень напряжения с выхода аналоговых запоминающих блоков 3 или меняющийся во времени сигнал с выхода аналогового операционного блока 2.

Программируемое многофункциональное устройство сопряжения позволяет выполнять и другие преобразования, например по времени заряда конденсатора, подключенного к двум каким-либо входам аналогового коммутатора стабильным фиксированным током с выхода преобразователя 15 напряжениеток, определять емкость этого конденсатора, снимать вольт-амперные характеристики полупроводниковых диодов и стабилитронов, измеряя падение напряжения на них при различных протека-. ющих.через них токах и т.п.

Результаты измерений и преобразований, хранящиеся в блоке 23 памяти, могут быть считаны из него через. блок

22 коммутации по соответствующим сигналам блока 19 программного управления.

7 1559355

Составитель Е, Ченин

Техред И.Ходанич .

Корректор И. Муска

Редактор В. Петраш

Заказ 838 Тираж 561 Подписное

ВНИИПИ Государственного коФлтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101 образователя, вход которого соединен с выходом второго аналогового коммутатора, соответствующие входы-выходы первого аналогового коммутатора соединены с выходом М-го аналогового запоминающего блока, с шиной нулевого потенциала устройства,, с выходом аналогового операционного блока, выход первого аналогового запоминающегоблока соединен с входом преобразователя напряжение-ток, выход которого соединен с соответствующим входом-выходом первого аналогового коммутатора, а первая, вторая и третья группы цифровых входов устройства соединены соответственно с первой, второй и третьей группами информационных входов мультиплексора.

2 1