Пристрій автоматичного керування цифро-аналоговими системами

Изобретение относится к электронным системам кодирования, в частности к устройствам автоматического управления изменением диапазона цифроаналоговых систем в заданном диапазоне и может применяться в системах обработки данных, в цифровых и импульсных регуляторах, в схемах автоподстройки при постоянном периоде импульсов и при закономерном или случайном изменении периода. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления регулирующим элементом с последующим усилением сигнала по току (задатчик токовый многофункциональный). Известное устройство управления включает источник входных импульсов, делитель частоты, счетчик, программно-запоминающее устройство (ПЗУ) и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Выход источника входных импульсов подключен к входу делителя частоты, выход которого подключен к входу счетчика, а выход последнего через переключатель подсоединен к входу ПЗУ, соединенного с ЦАП (2). Известное устройство обеспечивает управление в узком диапазоне, заранее жестко фиксированном в ПЗУ. Для управления в другом диапазоне, необходимо изменить программу и жестко зафиксировать (т.е. прошить) эту программу в ПЗУ. Недостатком такого устройства является то, что оно не обеспечивает автоматического управления изменением диапазона ЦАП в заданном диапазоне, т.к. требует жесткой фиксации изменения диапазона в виде фиксированной программы в ПЗУ. Устройство не только не обеспечивает мягкого, лабильного автоматического управления изменением диапазона цифроаналоговых систем, но и создает неудобство в работе, а также требует дополнительное время на создание и фиксацию программ с различными диапазонами. Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения автоматического управления изменением диапазона цифроаналоговых систем в заданном диапазоне. Эта задача решается тем, что в известное устройство, включающее источник входных импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты, и счетчик, согласно изобретению, дополнительно введены элементы опознавания режима суммирования и режима вычитания, блоки установки задания верхнего значения диапазона и нижнего значения диапазона, блоки совпадения режима суммирования и режима вычитания, блок запуска-сброса, RS-триггер. инвертор и переключатель режима работы, при этом выход делителя частоты соединен с первыми входами элементов опознавания, а их выходы соединены с соответствующими тактовыми входами счетчика, выходы которого соединены с входами инвертора и первыми входами блоков установки задания, выходы инвертора соединены со вторыми входами блоков установки задания, причем выходы блока установки задания верхнего значения диапазона соединены с входами блока совпадения режима суммирования, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, а выходы блока установки задания нижнего значения диапазона соединены с входами блока совпадения режима вычитания, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, прямой выход последнего соединен с третьим входом элемента опознавания режима вычитания, а инверсный выход соединен с третьим входом элемента опознавания режима суммирования и через переключатель режима работы с четвертым входом элемента опознавания режима вычитания, прямой выход блока запуска-сброса соединен со вторыми входами обоих элементов опознавания и с дополнительным установочным входом RS-триггера, а инверсный выход блока запуска-сброса подключен к установочному входу счетчика. Отличительным признаком предложенного устройства является то, что оно дополнительно содержит элементы опознавания режима суммирования и режима вычитания, два блока установки задания верхнего и нижнего значения диапазона, инвертор, блоки совпадения режима суммирования и режима вычитания, RSтриггер, блок запуска-сброса, переключатель режима работы и их взаимосвязь между собой известными элементами. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства, а именно обеспечить лабильное автоматическое управление изменением диапазона цифроаналоговых систем в заданном диапазоне, возможность работы устройства в широких пределах заданного диапазона, а также обеспечить возможность выдачи двоичного кода и выдачи заданного числа импульсов, т.е. может быть использовано как счетчик и формирователь число-импульсных сигналов. Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства автоматического управления цифроа-налоговыми системами. Оно содержит: источник входных импульсов 1, делитель частоты 2, элемент опознавания режима суммирования 3, элемент опознавания режима вычитания 4, реверсивный счетчик 5, инвертор 6, блок установки задания верхнего значения диапазона 7, блок совпадения режима суммирования 8, RS-триггер 9, блок установки задания нижнего значения диапазона 10, блок совпадения режима вычитания 11, блок запуска-сброса 12. переключатель режима работы 13. Выход источника входных импульсов 1 подключен к входу делителя частоты 2, а выход последнего подключен к первым входам элементов опознавания режима суммирования 3 и режима вычитания 4, а их выходы соединены с соответствующими тактовыми входами счетчика 5, выходы которого соединены с входами инвертора 6 и первыми (нормально разомкнутыми контактами) входами блоков установки задания верхнего 7 и нижнего 10 значения диапазона, выходы инвертора 6 соединены со вторыми входами (нормально замкнутые контакты) блоков установки задания верхнего и нижнего значения диапазона 7,10, причем, выходы блока установки задания верхнего значения диапазона 7 соединены с входами блока совпадения режима суммирования 8, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, а выходы блока установки задания нижнего значения диапазона 10 соединены с входами блока совпадения режима вычитания 11, выход которого соединен с R-входом RS-триггера 9, прямой выход последнего соединен с третьим входом элемента опознавания режима вычитания 4, а инверсный выход соединен с третьим входом элемента опознавания режима суммирования 3 и через переключатель режима работы 13 с четвертым входом элемента опознавания режима вычитания 4, прямой выход блока запуска-сброса 12 соединен со вторыми входами обоих элементов опознавания 3, 4 и с дополнительным установочным входом RS-триггера 9, а инверсный выход блока запуска-сброса 12 подключен к установочному входу счетчика 5. Элементы опознавания режимов работы 3, 4 собраны на элементах логического умножения И и управляются RS-триггером 9. Блоки установки задания верхнего 7 и нижнего 10 значения диапазона представляют собой блоки переключателей, нормально разомкнутые контакты которых подключены к выходам счетчика 5, а нормально замкнутые - к выходам инвертора 6. Блоки совпадения режима суммирования 8 и режима вычитания 11 собраны на элементах И-НЕ. RS-триггер 9 собран на трехвходовых элементах И-НЕ, имеет два основных входа R и S, дополнительный установочный вход и два выхода - прямой и инверсный. Счетчик 5 - реверсивный. Количество счетчиков 5 выбирается в зависимости от разрядности цифроаналоговых систем, с которыми работает устройство, их можно объединить каскадно. Устройство управления цифроаналоговыми системами работает следующим образом. При помощи комбинации кнопок блоков установки задания 7, 10 верхнего и нижнего значений выбранного диапазона в двоичном коде устанавливаем значение цифрового кода. Импульсы с выбранного выхода делителя частоты 2 поступают на входы элементов опознавания 3 и 4. На вторые входы элементов опознавания 3 и 4 приходит сигнал разрешения высокого уровня с прямого выхода блока запуска-сброса 12, устраняющего дребезг контактов от кнопки пуск. Одновременно этот сигнал поступает на дополнительный установочный вход RS-триггера 9, разрешая работу устройства в режиме суммирования, начиная с первого цикла, независимо от состояния на основных установочных входах, что важно, когда диапазон работы устройства задается в определенном интервале. На основных входах RS-триггера 9 в этом случае устанавливается высокий уровень, который сохраняет на выходе этого триггера предыдущее состояние, устанавливаемое кнопкой блока запуска-сброса 12. Одновременно с инверсного выхода блока запуска-сброса 12 сигнал низкого уровня поступает на установочные входы счетчика 5 для разрешения счета. На входы элементов опознавания режима работы 3, 4 приходят сигналы управления от RS-триггера 9. Сначала разрешена работа элемента 3, с его выхода импульсы поступают на вход суммирования импульсов счетчика 5. С выходов счетчика 5 сигналы поступают на инвертор б и на контакты переключателей, задействованных в блоке установки задания верхнего значения выбранного диапазона 7. На контакты, не участвующие в выборе диапазона задания, приходят сигналы с инвертора 6, который при наличии низкого уровня на выходах счетчика 5 обеспечивает высокий уро-вень на перекидных контактах соответствующих переключателей, которые подсоединены к входам блока совпадения 8. Если двоичный код на выходе счетчика 5 совпадает с верхним значением блока установки задания верхнего значения диапазона, то на всех входах блока совпадения режима суммирования 8 будет высокий уровень, что приведет к низкому уровню на выходе блока 8, который переключит RS-триггер 9. Состояние триггера 9 на выходах изменится на противоположное, что приведет к переключению элементов опознавания 3, 4, запрещая работу элемента 3 и разрешая работу элемента 4. В этом случае импульсы проходит на выход элемента опознавания режима вычитания 4 и поступают на вход вычитания импульсов реверсивного счетчика 5. При этом меняется состояние выходов счетчика 5. С первым импульсом в режиме вычитания на входе триггера 9 появляется высокий уровень, который не меняет состояние выходов, т.к. наличие высокого уровня на обоих входах сохраняет состояние на выходе. В тот момент, когда сигналы на выходах счетчика 5 сравнились с уставкой нижнего значения блока установки задания нижнего значения диапазона 10, на всех входах блока совпадения 11 появляется высокий уровень, а на выходе - низкий, который по входу R переключает триггер 9. Устройство начинает работать в режиме суммирования. Цикл повторяется. Для остановки схемы в случае изменения границ диапазона необходимо кнопкой блока запуска-сброса 12 остановить устройство, изменить значение уставок и снова подать сигнал запуска. Цифровой код, управляющий работой цифроаналоговых систем, снимается с выхода счетчика 5. Если необходимо выдать заданное число импульсов, надо нажать кнопку переключателя режима работы 13 в число-импульсном режиме. Она служит для подачи сигнала запрета на вход элемента опознавания режима вычитания 4 одновременно с получением его на вход элемента опознавания режима суммирования 3. Переключатели, задающие начальное значение диапазона, устанавливают в отжатое положение, а на переключателях, задающих конечное значение диапазона - код, соответствующий необходимому числу импульсов. При нажатии кнопки блока запуска-сброса 12 устройство начинает работать в режиме суммирования. Число импульсов снимается с выходов элемента опознавания 3. Цифровой код, соответствующий заданному числу импульсов, снимается с выходов счетчика 5. Когда пройдет заданное число импульсов, триггер 9 изменит свое состояние и на вход элемента опознавания 3 придет сигнал запрета, этот сигнал через переключатель режима работы 13 поступит на дополнительный вход запрета элемента опознавания 4. Прохождение импульсов на выход элементов опознавания 3, 4 прекращается. При помощи кнопки запуска-сброса 12 приводят схему в исходное состояние и, установив новое значение числа импульсов, снова необходимо нажать кнопку блока запуска-сброса 12. Если кнопка переключателя режима работы 13 отключена, то последовательность заданного числа импульсов на выходе элемента опознавания 3 повторяется после окончания работы устройства в режиме вычитания, т.е., когда на выходе элемента опознавания 4 режима вычитания пройдет заданное число импульсов. Использование предлагаемого устройства обеспечивает: - автоматическое управление изменением диапазона цифроаналоговыми системами в заданном диапазоне, лабильный и быстрый переход управления с одного заданного диапазона в другой; - обеспечивает возможность работы устройства в широких пределах заданного диапазона; - расширение функциональных возможностей устройства, т.к. оно может выполнять функции счетчика и формирователя число-импульсных сигналов; - упрощение обслуживания электронной и вычислительной техники; - быстрое обслуживание техники.