Многофункциональный преобразователь аналог-код

 

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГ-КОД по авт. СВ. 511695, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик преобразовате я , в него введены т-разрядный счётчик количества циклов, третий и четвертый триггеры, четвертый, пятый, шестой и сед(,мой вентили, т-разрядный счетчик изменения первого разряда отсчета п вентилей первой группы, (т-1) рентилей второй группы, второй и третий элементы ИЛИ, причем между вторым выходом первой линии задержки и входом счетчика кодов второй элемент ИЛИ, второй вход которого додключен к шине оейдегр сброса, к первому входу третьего элемента ИЛИ, нулевым входам четвертого триггера, счетчика количества циклов ит-разрядного счетчика изменения первого разряда отсчета, при выходы первого разряда счетчика кодов подключены к первьаи входам четвертого ,и пятого вентилей, вторые входы которых подключены к входу счетчика количества циклов, к выходу mecTorjo вентиля и к второму входу третьего элемента ИЛИ, а выходы соответственно подключены к входам третьего триггера, выход которого соединен с входом счетчика изменения первого разряда отсчета, единичные выходы кажцого разряда которого соответственно подключены к первым входам (т-1) вентилей первой группы, нуле- ; вые выходы соответственно подключены к первым входам (т-2) вентилей второй группы, в.ентили второй группы, начиная с ()-го венТиля по первый, последовательно соединены, а их выходы подключены соответственно к вторьм входам (т-1) вентилей первой группы,выходы с первого 00(-2) вентилей первой группы подключены к вхо (Л дам соответствующих ра:зрядов делителя частоты, вход J-го разряда которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, третий вход .которого подключен к выходу &т1-1)-го вентиля первой группы, выходtn-ro вентиля первой группы подключен к шине выхода сигнализации, при этом выход счетчика количества циклов подключен к e j:iHH4ftOMy входу четвертого 00 Ь5 Ь9 . триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу шестого вентиля , второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с первым 0 входом седьмого вентиля, второй вход которого соединен с единичньоу выходом четвертого триггера, а выход .с первыми входами т-го вентиля первой группы и (т-1)-го вентиля второй груп

СОЮЭ СООЕТСКИХ

СРЭ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ, К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕПЬС ГВУ пы.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБР@ГЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (б1) 5116.95 (21) 3319255/18-21 (22) 18. 11. 81 (46) 15. 05. 83. Бюл. В. 18 . (72) Т.A.Àëèåâ и Р.М.Кадымов (71) Институт кибернетики АН Азербайджанской. ССР (53) 681.325(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

9 511695, кл. Н 03- К 13/17, 17.04.73; ,(54)(57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГ-КОД по авт. св-. 9 511695, отличающийс я тем, что, с целью улучшения метрОлогическиХ характеристик преоб. разователя, в него введены m-разрядный счетчик количества циклов, третий и четвертый триггеры, четвертый, пятый, шестой и седьмой вентили, . tn -разрядный счетчик изменения первого- разряда отсчета, ю вентилей первой группы, (m-1) вентилей второй группы, второй и третий элементы

ИЛИ причем между вторым выходом первой линии задержки и входом счетчика кодов включен второй элемент

ИЛИ, второй вход которого подключен к шине общего сброса, к первому входу третьего элемента ИЛИ, нулевым входам четвертого триггера, счетчика количества циклов и в-разрядного счетчика изменения первого разряда отсчета, при этом выходы первого разряда счетчика кодов подключены к первым входам четвертого и пятого вентилей, вторые входы которых подключены к .входу счетчика количества циклов, к выходу -шестого..Я0„„.1 018229 A вентиля и к второму входу третье- . го элемента ИЛИ; а выходы соответственно подключены к входам третьего триггера, выход которого соединен с.входом счетчика изменения первого разряда отсчета, единичные выходы каждого разряда которого соответственно подключены к первым входам (m-1) вентилей первой группы, нулевые выходы соответственно подключены к первым входам (m-2) вентилей второй группы, вентили второй группы, начиная с (e-1) -го вентиля по первый, последовательно соединены, а их выходы подключены соответственно к вторыл входам (щ-1) вентилей первой группы, выходы с первого по(г -2) вен- 3 тилей первой группы подключены к входам соответствующих разрядов делителя частоты, вход (-го разряда которого подключен к выходу третьего С элемента ИЛИ, .третий вход .которого подключен к выходу ha-1)-го вентиля 8 первой группы, выход rn-ro вентиля первой группы подключен к шине выхода сигнализации, при этом выход 4 р счетчика количества циклов подключен к единичному входу четвертого .триггера, нулевой выход-которого под- ключен к первому входу шестого вен- : фф тиля, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с первым М входом седьмого вентиля, второй. вход которого соединен с еднйичньэю вы" ходом четвертого триггера, а выход-с первыми входами в-ro вентиля первой; группы и (п1)-го вентиля второй груп

1018229

Изобретение относится к преобразованию и кодированию информации и может найти применение в информационно-измерительных системах.

По основному авт.св.Р 511695 известен многофункциональный преобразователь аналог-код, содержащий первый и второй блоки сравнения, первый и второй триггеры, генератор импульсов, генератор i-.èëîîáðàçíîãî напряжения, первую и вторую линии задержки, делитель частоты, счетчик кодов, выходные вентили, первый, второй и третий переключатели, первый, второй и третий вентили и элемент

ИЛИ, причем первый вход первого бло- 15 ка сравнения соединен с первой входной шиной, первый вход второго блока сравнения соединен со второй входной клеммой, а вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены с выходом генератора пи-. лообразного напряжения, выход первого блока сравнения соединен с первыми клеммами первого и второго переключателей, вторые клеммы которых подключены к выходу второго.блока сравнения, а третьи - к первым входам соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с первым выходом первой линии задержки, выход генератора импульсов подключен ко входу делителя частоты, выход которого соединен со входом первой линии задержки, первый выход которой подключен ко Ьходу генератора пилообразного З5 напряжения, выходы счетчика кодов соответственно соединены с первыми входами выходных вентилей, первый выход первого триггера подключен к первому входу первого вентиля, а 40 второй его выход соединен с первыми входами второго и третьего вентилей, первый выход второго триггера соединен со вторым входом второго вентиля и второй его выход — со вто- 4$ рыми входами первого и третьего вентилей, третьи входы всех вентилей соединены с выходами генератора импульсов, а выходы — соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход третьего вентиля поцключен к входу второй линии задержки, первый выход которой соединен с четвертым входом элемента

ИЛИ, а второй — c управляющим входом счетчика кодов, выход элемен-; 5 та ИЛИ соединен с первой клеммой третьего переключателя, вторая клемма которого подключена к выходу делителя частоты, а третья — ко вторьм входам выходных вентилей (1 j. 60

Известное устройство не позволяет автоматически определять шаг дискретизации входного сигнала, в результате чего сигнал преобразовывается или с неоправданно высокой час тотой, приводящей к избыточности информации, или же с низкой частотой, приводящей к погрешностям при восстановлении исходного сигнала.

Цель изобретения — улучшение метрологических характеристик преобразователя путем автоматического определения шага дискретизации.

Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональный преобразователь аналог код введены m-разрядный счетчик количества циклов, тре-. тий и четвертый триггеры, четвертый, пятый, шестой и седьмой вентили, щ-разрядный счетчик изменения первого разряда отсчета, m вентилей первой группы, (m-1) вентилей второй группы, второй и третий элементы ИЛИ, причем между вторым выходом первой линии задержки и входом счетчика кодов включен второй элемент

ИЛИ, второй вход которого подключен к шине общего сброса, к первому входу третьего элемента ИЛИ, нулевым входом четвертого триггера, счетчика количества циклов и m-разрядного счетчика изменения первого разряда отсчета, при этом выходы первого разряда счетчика кодов подключены к первым входам четвертого и пятого вентилей, вторые входы которых под.ключены к входу счетчика количества циклов, к выходу шестого вентиля и к второму входу третьего элемента

ИЛИ, а выходы соответственно подключены к входам третьего триггера, выход третьего триггера соединен с входом счетчика изменения первого разряда отсчета, единичные выходы каждого разряда которого соответственно подключены к первым входам (m-1) вентилей первой группы, а нулевые выходы — к первым входам (m-1) вентилей второй группы, вентили второй группы, начиная с (m-1)-ro вентиля по первый, последовательío соединены, а их выходы подключены соответственно к вторым входам (m-1) вентилей первой группы, выходы с первого по (m-2) вентилей первой группы подключены к входам соответствуыцих разрядов делителя частоты, вход 1-того разряда которого подключен к выходу третьего элемента

ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу (m-1)-го вентиля первой группы, выход m-го вентиля первой группы подключен к шине выхода сигнализации, при этом выход счетчика количества циклов подключен к единичному входу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу шестого вентиля, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с первым входом седьмого вентиля, второй вход которого соединен с единичным выходом четвертого триггера, а его выход сое1018229

55 динен с первыми входами m-го вентиля первой группы и (m-. 1)-ro вентиля второй. группы.

На чертеже приведена схема многофункционального преобразователя аналог-код.

Схема содержит блоки сравнения

1> и 1, генератор пилообразного напряжения 2, триггеры 3 и 3 венти2 ли 4 -4, генератор 5 импульсов, делитель частоты б, линии задержки 7 и 9, элемент ИЛИ 8, счетчик кодов 10I выходные вентили 11, переключатели

12 — 14, выходы 15 и 16 линии задержки 9, выходы 17 и 18 линии за.держки 7, е-разрядный счет- 15 чик количества циклов 19, вентили 20 и 202, триггер 21, элемент

ИЛИ 22, m-разрядный счетчик 26 изменения первого разряда отсчета, m вентилей первой группы 27 -27 70

tnt (m-1) вентилей второй группы 28

28 элемент ИЛИ 29, шину. 30 вы1 хода сигнализации,шину 31 общего сброса.

Многофункциональный преобразователь аналог-код работает в следующих, 25 режимах: преобразование напряже,ния в код с автоматическим определением шага дискретизации; преобразование напряжения в код с одновременным дискретным воздействием в квадрат и автоматическим определением шага дискретизации; преобразование двух аналоговых величин в кодс одновременным дискретным перемножением и автоматическим определения шагадискретиэации.

В первом режиме работы для преобразования напряжения U в код пех . реключатель 12 устанавливается в положение 12/1, переключатель 13 - в положение 13/1, переключатель 14 в положение 14/2. 40

В начале работы по шине Общий сброс устройство устанавливается в начальное состояние. При этом

m-разрядный счетчик количества циклов 19, счетчик кодов 10, триггер 45

23 и счетчик изменения первого разряда отсчета 26 устанавливаются в нулевые состояния, а соответствующий

j-й разряд делителя частоты б устанавливается в единичное состояние.

Делитель частоты 6 представляет собой вычитающий счетчик, из содержимого которого при каждом поступлении импульса с выхода генератора 5 вычитается единица. Чтобы получить на выходе делителя частоты б сигнал определенной частоты в каждом цикле один из его разрядов устанавливается в единичное состояние. После вычитания из содержимого делителя частоты 2 импульсов содержимое делитеМ ля частоты равняется нулю, и на его выходе получается сигнал, при помощи которого начинается очередной шаг преобразования. Например, если 8-й разряд делителя частоты б 65 в каждом цикле устанавливать в единичное состояние, то через 2 =256 им» . пульсов от генератора 5 будет начало нового цикла преобразования.

Если же 9-й разряд делителя частоты установить в единичное. состоя9 ние, то через 2 =512 импульсов генератор" 5 будет начинаться очеред ной цикл преобразования. Аналогичным образом, изменяя содержимое делителя частоты б, можно изменить шаг квантования по времени. т.е. .частоту преобразования ° Для каждого преобразователя в зависимости от крутизны компенсирующего пилообразного напряжения можно выбирать максималь-. но возможную частоту преобразования. Допустим, что разрядом делителя частоты б, при установлении которого в единичное состояние получается максимально возможная частота квантования для данного типа преобразователя, является j-й разряд. После вычитывания нз .содержимого делителя частоты 6-21 импульсов от генератора 5 на его выходе появляется сигнал, который поступает ко входам линии задерж" ки 9, вентилей 24, 25 и через переключатель 14 передает содержимое счетчика кодов 10 на вход устройства. Ко вторым входам вентилей 24 и 25 поступают уровни напряжения с выходов триггера 23. Так как триггер 23 находится в нулевом состоянии, то открыт только вентиль 24.

Сигнал с выхода вентиля 24 через элемент ИЛИ 29 устанавливает j -й разряд делителя частоты б в единичное состояние для следующего цикла преобразования, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили 20 и 20> переписывает состояние первого разряда (нулевое состояние) счетчика кодов 10 в триг-. гер 21. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кодов 10, а с выхода 16 линии задержки 9 — запускает генератор пилообразного напряжения 2 и устанарливает в единичное положение триггеры 3, 3 . При этом откры2 вается вентиль 4, серии импульсов с выхода генератора импульсов 3, проходя через открытый вентиль 4, линию задержки 7, с выхода 17 линии задержки 7 поступают на управляющий вход счетчика кодов 10.

При равенстве пилообразного напряжения с измеряемым напряжением

U на выходе блока сравнения 1 вырабатывается импульс, который устанавливает триггеры 3 и 32 в нулевое состояние, при этом закрывается вентиль 43 и прекращается поступление импульсов на вход счетчика кодов 10.

Количество импульсов, зафиксированное счетчиком кодов 10, пропорционально значению измеряемой величи1018229 ны в данном цикле преобразования. Содержимое счетчика кодов 10 представляет собой цифровой эквивалент из» меряемой величины в двоичной системе. Этим завершается -первый цикл преобразования.

Однако сигналы с выхода генератора 5 продолжают поступать на входы делителя частоты б. В момент, когда количество импульсов от генератора 5 будет равно 2>, т.е. после вычиты- )0 вания из содержимого делителя частоты импульсов в количестве 2, содержимое делителя частоты опять равняется нулю, и на его выходе получается второй сигнал, при помощи кото- 15 рого начинается очередной т.е. второй цикл преобразования. Этот сигнал также, аналогично описанному, поступая ко входам линии задержки 9, вентилей 24, 25 и 11, передает со- 20 держимое счетчика кодов 10, т.е. цифровой эквивалент измеряемой величины первого цикла преобразования, на выход устройства. Сигнал с выхода открытого вентиля 24 аналогич- 25 но описанному через элемент ИЛИ 29 устанавливает »-й разряд делителя частоты б в единичное состояние, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили

20 и 20> переписывает состояние первого разряда счетчика кодов 10 в триггер 21. Если в результате .первого цикла преобразования первый разряд счетчика кодов 10 находится в единичном состоянии, то при переписи

его состояния в триггер 21 состояние триггера 21 изменится, в результате чего с выхода триггера 21 на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 поступит сигнал 40 изменения состояния триггера. Если в результате первого цикла первый разряд счетчика кодов 10 находится в нулевом состоянии, то при пербписи его состояния в триггер 21 45, состояние триггера 21 не изменится, в результате чего с выхода триггера

2! на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 сигнал не поступит. Сигнал с выхода 15 ли- 50 нии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обиуляет счетчик кода 10, а с выхода 16 линии задержки - запускает генератор пилообразного напряжения 2, устанавливает в единичное состояние триггеры 3, 3> и аналогично описанному протекает второй цикл преобразования. Как было отмечено, в каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 прибавляет единицу к содержимому счетчика О0 циклов 19. После m циклов преобразования сигнал переполнения с выхода старшего разряда счетчика циклов 19 устанавливает в единичное состояние триггер 23. При этом закры- $5 вается вентиль 24 и открывается век тиль 25 ° Начиная с этого момента сигналы с выхода делителя частоты.б проходят через открытый вентиль 25 и поступают на входы вентилей первой и второй групп 27„и 28щ „.

Если в конце каждого цикла преобразования состояние первого разряда счетчика кодов 10 изменяется, то в начале каждого следующего цикла изменяется и состояние триггера 21, в результате чего в начале каждого следующего цикла преобразования на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 поступает сигнал, Таким образом, в результате m циклов преобразования состояние первого разряда счетчика кодов 10 m раз изменяется, и на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 m раэ поступает сигнал. При этом старший

m-й разряд счетчика 26 находится в единичном состоянии, и открыт m-й вентиль первой группы 27 . Это свидетельствует о том, что скорость изменения преобразуемого сигнала больше частоты дискретизации, и выбранная максимальная частота преобразования оказывается недостаточной. При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытый вентиль 27„, поступае на шину 30 выхода сигнализации.

Если m-й разряд указанного счетчика оказывается в нулевом состоянии, а (m-1)-й разряд — в единичном состоянии, то будут открыты (m-1)-е вентили первой и второй групп 28,„ 1, 27,„„. Следовательно, сигнал с вйхода вентиля 25 через открытые вентили 28 „, „, 27 „, „ и элемент ИЛИ 29 устанавливает в единичное состояние

1-й разряд делителя частоты. Это соответствует тому, что установленная максимальная частота преобразования выбрана правильно, и в дальнейшем в начале каждого цикла преобразования, аналогично описанному, устанавливается в j-й разряд делителя частоты единица, и устройство работает с максимальной частотой преобразования.

Если m-й и (m-1)-й разряды счетчика 26 оказываются в нулевом состоянии, а (m-2)-й разряд — в единичном состоянии, то закрыты вентили 27,, 27(1 1), 28(„„ )и открыты вентили

28»„п.), 28»„, 2)t 27(, -21 ° При этом сигнал с выхода вентиля 25, через открытые вентили 28 »„,,), 28», ) и 27(„, устанавливает .в единичное состояние (j+1)-й разряд делителя частоты 6.

Это свидетельствует о том, что частота преобразования значительно больше, чем скорость изменения во времени преобразуемого сигнала. При установлении единицы в (»+1)-й разряд делителя частоты, его содержимое увеличивается в два раза по сравнению

«с предыдущим, когда единица находи1018229 лась в j-oM разряде, и только после вычитания иэ содержимого делителя частоты 6-2 импульсов от генера + 1 тора 5 его состояние равняется нулю, и на выходе получается сигнал начала очередного цикла преобразования. Таким образом, сигнал на выходе делителя частоты б появляется в два раза реже, т.е. частота преобразования автоматически уменьшается в два раза. 10

Если и (m-2)-й разряд счетчика 26 изменения первого разряда отсчета находится ь нулевом состоянии, то сигнал с выхода открытого вентиля

28 „„ )поступает на входы вентилей 5

27(,„з), 28 (, 4), и аналогично описанному анализируется состояние (m-3)-го разряда указанного счетчика 26.

Анализ состояний разрядов счетчика 26 продолжается до обнаружения . разряда, находящегося в единичном состоянии. При обнаружении единицы в (m-k) -ом разряде счетчика изменения первого разряда отсчета 26 в (j+k-1)-й разряд делителя частоты 6

|заносится единица, что соответствует автоматическому уменьшению частоты преобразования в 2 jt w- раз.

В последующих циклах преобразования состояние триггера 23 не изменяется, вследствие чего вентиль 24 остается закрытым, а вентиль 25 открытьм. При этом также не изменяется состояние триггера 21 и содержимое счетчика 26 изменения первого раз- 35 ряда отсчета. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты б проходит через открытый вентиль 25, производится запись единицы в (j +k-l)-.й разряд делителя 40 частоты 6, и автоматически выбранная частота преобразования для последующих циклов остается постоянной.

Для преобразования напряжения U

v в код.переключатель устанавливается в45 положение 12/2, а переключатель 13 в положение 13/2. Работа преобразователя при этом происходит аналогично работе при преобразовании напряжения U с автоматическим определением шага дискретизации.

Во втором режиме работы для пре-. образования напряжения Uz в код с .одновременным его дискретным возведением в квадрат переключатель 12 устанавливается в положении 12/1, 55 переключатель 13 — в положение 13/1, а переключатель 14 - в положение 14/1.

В начале работы во втором режиме также по шине Общий сброс устройство устанавливается в на- 60 чальное состояние, т.е. m-разрядный счетчик количества циклов 19, счетчик кодов 10, триггер 23 .и счетчик изменения первого разряда отсчета

26 устанавливается в нулевое состоя 65 ние, а соответствующий j-й разряд делителя частоты устанавливается в единичное состояние. При этом устройство работаег с максимальной частотой преобразования.

После вычитывания из содержимого делителя частоты 6 2) импульсов содержимое делителя частоты б равня.— ется нулю, и на его выходе получается сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9, вентилей 24 и

25. Ко вторым входам вентилей 24 и

25 поступают уровни напряжения с выходов триггера 23. Так как триггер

23 находится в нулевом состоянии:, то открыт только вентиль 24. Сигнал с выхода вентиля 24 через элемент ИЛИ 29 устанавливает j-й разряд делителя частоты .б в единичное состояние, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентиль 20 и 20 переписывает состояние первого раззряда (нулевое состояние) счетчика кода 10 в триггер 21. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кодов 1.0, а с выхода

16 линии задержки 9 запускает генератор пилообразного напряжения 2 и устанавливает в единичное состояние триггеры 3„ и 3 . При этом открывается вентиль 4З, серии импульсов с выхода генератора импульсов 5, проходя через открытый вентиль 4З, элемент

ИЛИ 8, переключатель 14, поступают на входы выходных вентилей ll, импульсы с выхода вентиля 4, задержанные на небольшой промежуток времени, с выхода 17 линии задержки 7 поступают на управляющий. вход счетчика кодов 10. Импульсы от выхода 18 линии задержки 7 через элемент ИЛИ 8 и переключатель 14 поступают на входы выходных вентилей 11.

Таким образом, содержимое счетчика кодов 10 возрастает в естественном порядке, т.е. 1; 2; 3; 4 и т.д., и через выходные вентили 11 на выход передаются коды чисел О, 1; 1,2; .2,3; 3,4; 4,5; и т.д., сумма которых равна квадрату числа, находящегося в счетчике кодов 10 т.е. квадрату преобразуемой величины.

Этим завершается первый цикл работы устройства.

Однако сигналы с выхода генератора 5 продолжают поступать .на входы делителя частоты б. В момент, когда количество импульсов от reve ратора будет равно 2 j, т.е. после вычитывания нз содержимого делителя частоты импульсов в коли . стве

2 1, содержимое делителя частоты опять равняется нулю, и на его выходе получается в:орой сигнал, который. поступает ко входам линии задержки 9, и чере= открытый вентиль 24, аналогично описанному, через элемент

1018229

ИЛИ 29 устанавливает 1-й разряд делителя частоты 6 в единичное состоя-, ние, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили 201 и 202 переписывает состояwe первого разряда счетчика кодов

10 в триггер 21.

Если в .результате первого цикла преобразования первый разряд,счетчика кодов 10 находится в единичном состоянии, то при переписи его сос- 10 тояния в триггер 21 состояние триггера 21 изменяется, s результате чего с выхода триггера 21 на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета поступает сигнал иэ- 15 менения состояния триггера 21. Если . в результате первого цикла преобразования первый разряд счетчика кодов 10 находится в нулевом состоянии, то прй переписи его состояния в триггер 21 состояние триггера 21, не изменяется, в результате чего с выхода .триггера 21 на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета сигнал Не поступает. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кодов 10, а с выхода 16 линии задержки 9 — запускает генератор пилообразного напряжения 2, устанавливает в единичное положение триггеры 31, 3 2 и аналогично,описанному протекает второй цикл работы устрой.ства. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 прибавляет единицу к содержймому счетчика циклов 19. После ш циклов преобразования сигнал переполнения с выхода старшего разряда счетчика циклов 19 устанавливает в единичное состояние триггер 23. При 40 этом закрывается вентиль 24 и .открывается вентиль 25. Начиная с этого момента сигналы с выхода делителя частоты 6 проходят через открытый вентиль 25 и поступают на входы вентилей первой и второй групп 27 и 28.

Если в конце каждого цикла преобра-, зования состояние первого разряда счетчика кодов 10 изменяется, то в начале каждого следующего цикла изменяется и состояние триггеоа 21, в результате чего в начале каждого следукицего цикла преобразования на вход счетчика изменения первого разряда отсчета поступает сигнал. Таким образом, в результате m циклов преобразования состояние первого разряда счетчика кодов 10 после каждого цикла преобразования m раз изменяется, и на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета в раз60 поступает сигнал. При этом старший

m-й разряд счетчика 26 находится в единичном состоянии, и открыт m-й вентиль первой группы 27. Это явление свидетельствует а том, что ско- 65 рость изменения преобразуемого сигнала больше частоты дискретизации, и выбранная максимальная частота Преобразования оказывается недостаточной..При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытый вентиль 27 поступает на шину 30 сигнализации.

Если m-й разряд укаэанного счетчика оказывается в нулевом состоянии, а (m-l) -й разряд - в единичном состоянии, то открыты {m-1)-е вентили первой и второй групп 28(„, ), 27() ° Следовательно, сигнал с выхода вентиля 25 через открытые вентили 28(щ .)), 27(„, 1) и элемент ИЛИ 29 устанавливает в единичное состояние )-й разряд делителя частоты б. Это соответствует тому, что установленная максимальная частота преобразования выбрана правильно, и в дальнейшем в начале каждого цикла ,преобразования, аналогично описан.ному, устанавливается в j -й разряд делителя частоты единица, и устройст во работает с максимальной частотой преобразования.

Если m-й и (m-1)-й разряды счетчика 26. оказываются в нулевом состо-. янии, à (m-2)-й разряд в единичном состоянии, то закрыты вентили 27(,„-, 27(„,.), 28(з) и открыты вентили ,28(ie».), 28 (2) 27(2) .При этом сигнал с выхода вентйля 25 через открытые вентили 28 („„), 28 (,„2.» и

27() устанавливает в единичное состояние (+1)-й разряд делителя частоты б. Это свидетельствует о том, что частота преобразования значительно больше, чем скорость изменения во времени преобразуемого сиг нала. При установлении единицы в (j+1)""й разряд делителя частоты его содержимое увеличивается в два раза по сравнению с предыдущим, когда единица находилась в j-ом разряде, и только после вычитывания из содержимого делителя частоты 6-2 )+" импульсов от генератора 5 его состояние равняется нулю, и на вью:оде получается сигнал, начала очередного цикла преобразования. Таким образом, сигнал на выходе делителя частоты 6 появляется в два раза реже, т.е. частота преобразования автоматически уменьшается в два раза.

Если и (m-2)-ой разряд счетчика 26 измеиения первого разряда находится в нулевом состоянии, то сигнал с выхода открытого вентиля 28(.З) поступает на входы вентилей 27{„, », 28,, и аналогично описанному аналиэйруется состояние (m-3)-го разряда указанного счетчика 26. Анализ состояний .разрядов счетчика 26 продолжается до обнаружения разряда, находящегося в единичном состоянии.

При обнаружении единицы в (m-k)-ом разряде счетчика 26 в (1+k-1)-й раз1018??9

12 ряд делителя частоты 6 заносится единица, что соответствует автоматическому уменьшению частоты преобразования в 2 + " раз.

В последующих циклах преобразования состояние триггера 23 не изменяется, вследствие чего вентиль 24 остается закрытым, а вентиль 25 открытым. При этом также не изменяется состояние триггера 21 и содержимое счетчика 26. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 проходит через открытый вентиль 25, и производится запись единицы в (j+k-1)-й разряд делитель частоты 6, и автоматичес- 15 ки выбранная частота преобразования для последующих циклов остается постоянной.

В третьем режиме работы для преобразования двух аналоговых величин в код с одновременным их дискретным перемножением переключатель 12 устанавливается в положение 12/1, переключатель 13 — в положение 13/1, а переключатель 14 — в положение 14/1.25

В начале работы в третьем режиме также по шине Общий сброс устройство устанавливается в начальное состояние, т.е. m-разрядный счетчик количества циклов 19, счетчик кодов 10, триггер 23 и счетчик 26 изменения первого разряда отсчета устанавливаются в нулевое состояние, а соответствующий j-й разряд делителя частоты устанавливается в единичное состояние. При этом устройство работает с максимальной частотой преобразования. После вычитывания из содержимого делителя частоты 2> импульсов содержимое делителя частоты 6 равняется нулю, и на его выходе 40 получается сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9, вентилей 24 и 25. Ко вторым входам вентилей 24 и 25 поступают уровни напряжения с выходов триггера 23. Так как 45 триггер 23 находится в нулевом состоянии, то открыт только вентиль 24.

Сигнал с выхода вентиля 24 через элемент ИЛИ 29 устанавл:. вает j-й разряд делителя частоты 6 в единичное состояние, увеличивает содержимое счетчика цикла 19 на единицу, и через вентили 20„ и 20 переписывает состояние первого разряда (нулевое состояние) счетчика кода 10 в триггер ?1. Сигнал с выхода 15 ли-. 55 нии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кода 10, а с выхода

16 линии задержки 9 запускает генератор пилообразного напряжения 2 и устанавливает в единичное поло- 60 жение триггеры 3„, 3 . При этом открывается вентиль 4, и каждый импульс с его выхода через элемент

ИЛИ 8, переключатель 14, поступая на входы выходных вентилей 11, осу- 65 прм (-)„= U с ч

Этим завершается первый цикл работы устройства.

Однако сигналы с выхода генератора 5 продолжают поступать и.. входы делителя частоты 6. В момент, когда количество импульсов от генератора 5 равно 21, т. . после вычитывания иэ содержимого делителя частоты импульсов в к,величестве 2, содержимое делителя чзстоты опять равняется нулю, и ществляет первую передачу содержимого счетчика кодов 10 на выход, задержанный на линии задержки 7 с выхода 17, поступая на управляющий вход счетчика кодов 10, увеличивает его содержимое на единицу, с выхода

18 линии задержки 7, через элемент

ИЛИ 8, переключатель 14, поступая на входы выходных вентилей 11, осуществляет вторую передачу содержимого счетчика кодов 10 на выход.

Это продолжается до момента равенства одного из измеряемых напряжений с пилообразным напряжением.

При этом сигнал с выхода блоков сравнения 1 или 1 2 через переключатель 12 или 13 устанавливает один из триггеров 3„, 3 в нулевое состояние, закрывается вентиль. 4 и открывается вентиль 4 „.или 42. Начиная с этого момента серии импульсов с выхода генератора импульсов 5, проходя через открытый вентиль 4 или

42, элемент ИЛИ 8, переключатель 14, поступают на входы выходных вентилей

11 и осуществляют передачу содержимого счетчика кодов 10 на выход. Это продолжается до момента равенства второго измеряемого напряжения с пилообразным напряжением. При этом сигнал с выхода блока сравнения 1 или

1 через переключатель 12 или 13 устанавливает в нулевое положение триггер 3 или 3 и закрывается вентиль

41 или 42

Таким образом, с момента начала измерения до момента равенства пилообразного напряжения с меньшим измеряемым, на выходе передаются коды чисел, сумма которых равна значению квадрата меньшего-из измеряемых напряжений, а с этого момента времени до момента равенства пилообразного напряжения с большим измеряемым напряжением на выход передаются коды чисел, сумма которых равна произведению значения разности измеряемых напряжений на значение меньшего из измеряемых напряжений.

Следовательно, на выход передаются коды чисел, сумма которых равна

11, (1У -0 }О =U„U пр И >17

©= U +(0 -0 }U =О U nPu 0 r11

Х У х м Х х или ц2 х ч

13 1018229 на его выходе получается второй сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9 и с выхода открытого вентиля 24, аналогично описанному, через элемент ИЛИ 29 устанавливают

j-й разряд делителя частоты 6 в единичное состояние, увеличивается содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили 20 1 и 202 переписывается состояние первого разряда счетчика 10 в триггер 21.

Если в результате первого цикла преобразования первый разряд счетчи" ка кода 10 находится в единичном состоянии, то при переписи pro состояния в триггер 21 состояние тригге- 35 ра 21 изменяется, в результате чего с выхода триггера 21 на вход счетчика 26 изменения первого разряда поступает сигнал изменения состояния триггера 21. Если в. результате первого ;(0 цикла. преобразования первый разряд.

Таким образом, в результате m циклов преобразования состояние первого разряда счетчика кода 10 после каждого 60 цикла преобразования m раз изменяется, счетчика 26 находится в единичном состоянии н открыт m-й вентиль первоф 55 счетчика кода 10 находится в нулевом состоянии, то при переписи его состояния в триггер 21, состояние триггера 21 не изменяется, в результате чего с выхода триггера 21 íà вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета сигнал не поступает.

Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кода 10, а с выхода 16 линии задержки 9 запускает генератор пило" образного напряжения 2, устанавливает в единичное положение триггеры 3„ 3, и аналогично описанному протекает второй цикл преобразования. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 прибавляет единицу к содержимому счетчика 19. После m циклов преоб" разования сигнал переполнения с выхода старшего разряда счетчика циклов 19 устанавливает в единичное состояние триггер 23. При этом закрывается вентиль 24 и открывается вентиль 25. Начиная с этого момента сигналы с выхода делителя частоты 6 проходят через открытый вентиль 25 и поступают на входы вентилей. первой и второй групп 27 и 28.

Если в конце каждого цикла преобразования состояние первого разряда счетчика кода 10 изменяется, то

Э начале каждого следующего цикла изменяется и состояние триггера 21, в результате чего в начале каждого следующего цикла преобразования на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета поступает сигнал. и на вход счетчика 26 m раз поступает сигнал. При этом старший m-й разряд

50 группы 27. Это явление свидетельствует о том, что скорость изменения преобразуемого сигнала больше частОты дискретизации, и выбранная максимальная частота оказывается недостаточной. При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытый вентиль 27 и поступает на шину 30 выхода сигнализации.

Если m-й разряд счетчика 26 окаывается в нулевом состоянии, а (m-1)-.й разряд в единичном состоянии, то открыты (m-1)-е вентили первой и второй групп 28(„ 1), 27(q1 Следовательно, сигнал с выхода вентиля

25 через открытые вентили 28 <,„ „), 27(щ „) и элемент ИЛИ 29 устанавливает в единичное состояние j-й разряд делителя частоты 6. Это соответствует тому, что установленная максимальная частота преобразования выбрана правильно, и в дальнейшем в начале каждого цикла преобразования, аналогичйо описанному, устанавливается в -й разряд делителя частоты единица, и устройство работает с максимальной частотой преобразования.

Если m-й и (m-.l)-й разряды счетчика 26 оказываются в нулевом состоянии, à (m-2)-й разряд s единичном состоянии, то закрыты вентили

27(), 27 (, 1), 28 (,„з) и открытй вентили 28 („), 28(„,21, 27<

При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытые вентили 28 <,„ „>, 28(„„2 1 и 27 („„ устанавливает в единичное состояние (j+1)-й разряд делителя частоты 6. Это явление свидетельствует о том, что частота преобразования значительно больше, чем скорость изменения во времени преобразуемого сигнала. При установлении единицы в ()+1)-й разряд делителя частоты его содержимое увеличивается в два раза по сравнению с предыдущим, когда единица находилась s 1 -ом разряде, и только после вычитывання из содержимого делителя частоты 6 2 +" импульсов от генератора 5 его состояние равняется. нулю, и на выходе получается сигнал начала очередного цикла преобразования.

Таким образом, сигнал иа выходе делителя частоты 6 появляется в два раза реже, т.е. частота преобразования автоматически уменьшается в два раза.

Если и (в-2)-й разряд счетчика 26 находится в нулевом состоянии,.то сигнал с выхода открытого вентиля ,28() поступает на входы вентилей

27(,„ >, 28.(.+), и аналогично описайному анализируется состояние (m-3)»ro разряда указанного счетчи-.

Ка 26. йнализ состояний раэрядоа счетчика.26 продолжается до обнаружения разряда, находящегося в единичном состоянии. При обнаруже1018229

15

ВНИИНИ Заказ 3560/53 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная,4 нии единицы в (m-k)-dM разряде счетчика 26 в (j+k-1)-й разряд делителя частоты б заносится единица, что соответствует автоматическому уменьшению частоты преобразования в

2 ) " " раз.

В последукщих циклах преобразования состояние триггера 23 не изменяется; вследствие чего вентиль 24 остается закрытым, а вентиль 25 открытьм. При этом также не изменяется состояние триггера 21 и содержимое счетчика 26. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 проходит через открытый вентиль 25, производится запись единицы в (j+k-1)-й разряд делителя частоты б,.и автоматически выбранная частота преобразования для последующих циклов остается постоянной.

Таким образом, в процессе работы устройства определяется среднеариф1 метическое значение изменения скорости входного сигнала эа единицу времени, и исходя иэ этого устанавливается соответствующая частота дискретизации. Благодаря этому при практическом применении предлагаемого уст, ройства устраняется избыточность преобразованной информации и возможные пэЬрешности преобразоваиия, возникающие при неправильном выборе

10 шага дискретизации. Кроме того, автоматическое определение шага дискрвтизации дает воэможность испольэовать данное устройство как для преобразования медленно меняющихся ана(5 логовых сигналов, так и для преобразования быстро протекакщих процессов, что значительно расширяет область применения данного устройства. Таким образом, метрологические характерис20 .тики предлагаемого устройства по срав.нению с известным устройством значительно улучшаются.