SAI – Zabezpečený analogový vstup

Symbol blokuPotřebná licence: ADVANCED

Popis funkce
Blok SAI testuje vstupní signál u s cílem rozpoznání jeho platnosti. Vstupní signál u se považuje za neplatný (výstup $E = on$ ) v následujících případech:

F1: Hardwarová chyba. Vstupní signál

HWF = on

F2: Vstupní signál u se mění příliš málo. Posledních nc vzorků vstupu u leží v intervalu délky du,

du = <\begin{matrix} \frac{vmax - vmin}{2^{nbits}}, & p r o nbits \in {8, 9, . . ., 16} \\ 0, & p r o nbits \notin {8, 9, . . ., 16}, \end{matrix}

kde vmin a vmax jsou po řadě dolní a horní mez vstupu u a nbits je počet bitů příslušného A/D převodníku. Situace, kdy je splněna podmínka příliš malé změny u, je zobrazena na následujícím obrázku:

Jestliže je nastaveno $nc = 0$ , potom podmínka F2 není splněna nikdy.

F3: Vstupní signál u se mění příliš rychle. Posledních nr vzorků vstupu u filtrovaného filtrem SPIKE neleží v intervalu délky rate,

rate = prate \frac{vmax - vmin}{100},

kde prate vyjadřuje dovolenou procentuální změnu signálu u z celkového rozsahu během nr vzorků. V bloku je zařazený SPIKE filtr s pevnými parametry $mingap = (vmax - vmin) ∕ 100$ a $q = 2$ odstraňující ze signálu úzké špičky, které by mohly způsobovat nežádoucí splnění této podmínky (blíže viz popis bloku SPIKE). Situace, kdy je splněna podmínka příliš rychlé změny, je zobrazena na následujícím obrázku:

Jestliže je nastaveno $nr = 0$ , potom podmínka F3 není splněna nikdy.

F4: Vstupní signál u je mimo rozsah. Posledních nv vzorků vstupu u leží mimo přípustný interval

⟨ vmin, vmax ⟩

. Jestliže je nastaveno

nv = 0

, potom podmínka F4 není splněna nikdy.

Je-li signál u platný, potom je beze změny kopírován na výstup y. V opačném případě je do výstupu y dosazena náhradní hodnota ze vstupu sv. V tomto případě má výstup E hodnotu on a výstup iE udává kód rozpoznané chyby vstupu u (viz tabulka níže). Vstup R resetuje vnitřní příznaky chyb F1–F4. Je-li trvale $R = on$ , potom v případě rozpoznání neplatnosti vstupu u je výstup E nahozen pouze po dobu jednoho cyklu. Naproti tomu při $R = off$ je $E = on$ až do následného resetování (náběžná hrana R: off $\to$ on).

Tabulka kódů chyb iE podle vnitřních příznaků F1–F4:


F1	F2	F3	F4	iE

0	0	0	0	0
0	0	0	1	1
0	0	1	0	2
0	0	1	1	3
0	1	0	0	4
0	1	0	1	5
0	1	1	0	6
0	1	1	1	7
1	*	*	*	8

Parametr nb určuje počet vzorků po restartu, kdy je potlačeno rozpoznávání platnosti signálu u. Doporučuje se volit $nb \geq 5$ z důvodu odeznění počátečních podmínek SPIKE filtru.

Vstupy

u	Analogový vstupní signál	Double (F64)
sv	Náhradní hodnota při neplatném signálu u	Double (F64)
HWF	Příznak hardwarové chyby	Bool
	off .. vstupní modul signálu pracuje normálně on ... došlo k hardwarové chybě vstupního modulu
R	Vynulování vnitřních příznaků chyb F1–F4	Bool

Výstupy

y	Analogový výstupní signál	Double (F64)
yf	Výstupní signál y filtrovaný SPIKE algoritmem	Double (F64)
E	Indikátor neplatnosti výstupního signálu	Bool
	off .. výstup je platný on ... výstup není platný, $y = yf = sv$
iE	Důvod neplatnosti signálu	Long (I32)
	0 .... signál je platný 1 .... signál mimo rozsah 2 .... signál se mění příliš málo 3 .... signál se mění jen málo a je mimo rozsah 4 .... signál se mění příliš mnoho 5 .... signál se mění příliš mnoho a je mimo rozsah 6 .... signál se mění příliš málo a příliš mnoho 7 .... signál se mění příliš málo a příliš mnoho a je mimo rozsah 8 .... hardwarová chyba

Parametry

nb	Počet vzorků po restartu, kdy je potlačeno rozpoznávání platnosti signálu u $⊙$ 10	Long (I32)
nc	Počet vzorků pro testování neměnnosti (podmínka F2) $⊙$ 10	Long (I32)
nbits	Počet bitů A/D převodníku vstupního modulu $⊙$ 12	Long (I32)
nr	Počet vzorků pro testování variability (podmínka F3) $⊙$ 10	Long (I32)
prate	Maximální předpokládaná procentuální změna vstupu u z celkového rozsahu $(vmax - vmin)$ za nr vzorků vstupu u $⊙$ 10.0	Double (F64)
nv	Počet vzorků pro testování překročení rozsahu (podmínka F4) $⊙$ 1	Long (I32)
vmin	Spodní omezení na vstupní signál u $⊙$ -1.0	Double (F64)
vmax	Horní omezení na vstupní signál u $⊙$ 1.0	Double (F64)

[Předchozí] [Na začátek] [Výše] [Další]