Аналогово-цифровое делительное устройство

 

1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТЮ, содержащее переключатель , соединенный сигнальными вхоДсиии с первым и вторим входами устройства , а выходом- .с сигнальным входом усилителя с управляемым коэффициентом передачи, подключенного выходом к сигнальному входу выходноrd ключа, а управлякяцими входами - к выходам разрядов реверсивного счетчика , управляющие вхрды которого соединены , с выходами блока формирования счетных испулЬсов, подключенного первым и входами соответственнр к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу сигнала Больше блока сравнения, а управляющие входы переключателя и выходного ключа соединены с первым и вторым выходами блока сийхт ронизации соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, устройства , в него дополнительно введен аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, подклю енный сигнальным входом к выходКу усилителя с управляёккам коэффициен-. том передачи, управляющим входом к третьему выходу блока синхронизации и к входам блокировки блока сравнения и реверсивного счетчика, выходами разрядов - к цифровому выходу устройства и к первой группе разрядных входов блока сравнения, а выходом сигнала сравнения - к третьему входу блока формирования,счетных импульсов, соединенного четвертым входом с выходом сигнала Равно блока сравнения, вторая группа разрядных входов которого подключена к шине ввода опорного кода.. 2.. Аналого-цифровое делительное устройство по п. 1, отличаю щ е е с я тем, что.блок формирования счетных импульсов содержит элементы И, ИЛИ, НЕ,.И-НЕ и ИЛИ-HJ .и RS-триггер, подключенный первым установочным входом к выходу элемента И-НЕ, вторым установочным входом к выхбду первого элемента НЕ, первым выходом - к первым входам первого и второго элементов И, а вторым выходом - к первому входу третьего эле .мента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого элементу И, вторым входом второго элемента И и |с первым входом элемента И-НЕ, а вы4 :ходом - с первым входом элемента ИЛИ, D подключенного вторым входом к ВЫХОД5 ;о ю | пятого элемента И, соединенного первым входом с вторым входом блока формирования счетных импульсов, первым. ,входом шестого элемента И и с входом первого Элемента НЕ, а вторым вхо дом гс третьим входом блока формирования счетйых импульсов, входом второго элемента НЕ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного BTOjMM входом к четвертому входу блока формирования счетных импульсов и к первому входу седьмого элемента И, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, а вторым входомI с выходом второго элемента НЕ и с вторым входом шестого элемента И, подключенного выходом к первому вхог.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А. (19) (11) 3(5Р . 5 06 Q 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Т 1«.

4»О» ю «» Ф (21) 3367474/18-24 (22) 02.09. 81 (46) 23. 10. 83. Бюл. Р 39 (72) В.Г.Зубов, A.II. Крышев, В.И.Мельник и A.Ë.Õëóíåâ (71) Физико-механический институт . им. Г.В.Карпенко (53) 681. 335 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 337790, кл. G 06 G 7/163, 1970.

2. Патент C(GA 9 3943341 кл.. 235-150.52, опублик. 1976

3. Авторское свидетельство СССР

9 435530, кл. G 06 G 7/16, 1973 (прототип1. (54) (57)1,АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее переключатель, соединенный сигнальными входами с первым и вторым входами устройства, а выходом- с сигнальным входом усилителя с управляемым коэффициентом передачи, подключенного выходом к сигнальному входу выходного ключа, а управляющими входами — к выходам разрядов реверсивного счетчика, управляющие входы которого соединены. с выходами блока формирования счетных испульсов, подключенного первым и вторым входами соответственно к выходу генератора тактовых ймпульсов и к выходу сигнала "Больше" блока сравнения, а управляющие входы переключателя и выходного ключа соединены с первым и вторым выходами блока сийх ронизации соответственно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения. устройства, в него дополнительно введен аналого-цифровой преобразователь по»:. . разрядного уравновешивания, подклю- : ченный сигнальным входом к выходу усилителя с УправляЬмям коэффициен». том передачи, управляющим входомк третьему выходу блока синхрониза-.: ции и к входам блокировки блока сравнения и реверсивного счетчика, выходами разрядов — к цифровому выходу устройства и к первой группе разрядных входов блока сравнения, а выходом сигнала сравнения — к треть ему входу блока формирования, счет ных импульсов, соединенного четвертым входом с выходом сигнала "Равно" блока сравнения, вторая группа разряд.ных входов которого подключена к ши:не ввода опорного кода.

2., Аналого-цифровое делительное устройство по п. 1, о т л и ч а — ю щ е е с я тем, что.блок формиро.вания счетных импульсов содержит элементы И, ИЛИ, НЕ,, И-НЕ и ИЛИ-HE и д

:R5-триггер, подключенный первым ус- Е

:тановочным входом к выходу элемента

И-HE вторым установочным входом.к выходу первого элемента НЕ, первыМ выходом — к первым входам первого и второго элементов И, а вторым выходом — к первому входу .третьего эле.мента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого элементу И, вторым входом второго элемента Й и с первым входом элемента И-НЕ, а вы.ходом - с первым входом элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу

:пятого элемента И, соединенного пер:вым входом .с вторйм входом блока формирования счетных импульсов, первым . ,входом шестого элемента И и с входом первого элемента НЕ, а вторым вхо.,дом - с третьим входом блока формиро.:вания счетных импульсов, входом вто:рого элемента НЕ и с первым входом

:четвертого элемента И, подключенного вторым входом к четвертому входу бло:ка формирования счетных импульсов и к первому входу седьмого элемента И, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, а вторым входом;с выходом второго элемента НЕ и с вторым входом шестого элемента И, подключенного выходом к первому вхо

1049927

10 ду элемента ИЛИ-НЕ, соединеиного вторым входом с выходом второго элемента И, а выходом — с первым входом восьмого элемента И, подключенного вторым входом к первому входу блока

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение, в частности, для преобразования отношения двуХ напряжений в цифровой код. 5

Известно аналого-цифровое делитель ное устрой ст во, содержащее к одоуправляемые резисторы, следящие аналого-цифровые преобразователи, блок памяти и множительный блок (1) .

Недостатками устройства являются пониженные точность и быстродействие, а также ограниченная область применения.

Известно также аналого-цифровое 5 делительное устройство, содержащее генератор управляемой частоты, переключатель, генератор опорной частоты элементы И, счетчики, блок сравнения и ре-гистр памяти f2) .

Недостатком устройства является ограничительная область применения.

Наиболее близким к изобретению является аналого-цифровое делитель- 75 ное устройство, содержащее переключатель, соединенный сигнальными входами с первым и вторым входами устройства, а выходом — с сигнальным входом усилителя с управляемым коэффициентом передачи, подключенного выходом к сигнальному входу выходного ключа, а управляющими входами к. выходам разрядов реверсивного счетчика, управляющие входы KoTopoFo соединены с выходами блока формирования счетных импульсов, подключенного первым и вторым входами соответственно к выходу .генератора тактовых импульсов и к выходу сигнала "Больше" блока сравнения, а управляющие 40 входы переключателя и выходного ключа соединены с первым и вторым выходами блока синхронизации, подключенного третьим выходом к третьему входу блока формирования счетных импуль- 45 сов, причем блок сравнения соединен первым входом с выходом усилителя с управляемым коэффициентом передачи-, а вторым входом — с шиной ввода опорного напряжения .Блок формирования 50 счетных импульсов содержит элемент

И и переключатель, выходы которого являются выходами блока формирования формирования счетных импульсов и к второму входу элемента И-НЕ, причем выходы элемента ИЛИ и первого и восьмого элементов И являются выходами блока форьирования счетных импульсов. счетных импульсов, а сигнальный вход подключен к выходу элемента И (3), Недостатком известного . устройства является ограниченная .область приме " нения, так как она не позволяет предоставлять выходной сигнал одновременно в аналоговый и цифровой формах.

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровое делительное устройство, содержащее переключатель, соединенный сигнальными входами с первым и вторым входами устройства, а выходом — с сигнальным входом усилителя с управляемым коэффициентом передачи, подключенного выходом к сигнальному входу выходного кл 9ча, а управляющими входами — к выходам разрядов реверсивного счетчика, управляющие входы которого соединены с выходами блока формирования счетных импульсов, подключенного первым и вторым входами соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и к выходу сигнала "Больше" блока сравнения, а управляющие входы переключателя и выходного ключа,соединены с первым и вторым выходами блока синхронизации соответственно, дополнительно введен аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, подключенный сигнальным входом к выходу усилителя с управляемым коэффициентом передачи, управляющим входом — к третьему выходу блока синхронизации и к входам блокировки блока сравнения и реверсивного счетчика, выходами разрядов — к цифровому выходу устройства и к первой группе разрядных входов блока сравнения, а выходом сигнала. сравнения - к третьему входу блока формирования счетных импульсов, соединенного четвертым входом с выходом сигнала "Равно" блока сравнения, вторая группа разрядных входов которого подключена к шине ввода опорного кода.

При этом блок формирования счетных импульсов содержит элементы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ и ИЛИ-НЕ и RS -триггер,,подключенный первым установочным ! входом к выходу элемента И-НЕ, вторым установочным входом - к выходу

1049927.первою элемента НЕ, первым выходом к первым входам первого и второго элементов И, а вторым выходом— к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым .входом с выходом четвертого элемента И, вторым входом второго элемента И и с первым входом элемента И-НЕ, а в1ыходом — с первым входом элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу пятого элемента И, соединенного первым входом 10 с вторым входом блока формирования счетных импульсов, первым входом шестого элемента И и с входом первого элемента НЕ, а вторым входом— с третьим входом блока формирования 15 счетных импульсов, входом второго элемента НЕ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом к четвертому входу блока формирования счетных импульсов и к первому входу седьмого элемента И, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, а вторым входом с выходом второго элемента НЕ и с вторым входом шестого элемента И, подклю-25 ченного выходом к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, соединенного вторым входом с выходом второго элемента И, а выходом — с первым входом восьмого. элемента И, подключенного вторым входом к первому входу блока формирования счетных импульсов и к второму входу элемента И-НЕ, причем выходы элемента ИЛИ и первЬго и восьмого элементов И являются выходами блока формирования счетных импульсов, 35

На фиг. 1 представлена блок-схема аналого-цифрового делительного устройства; на фиг. 2 — функциональ-. ная схема блока формирования- счетных импульсов. 40

Аналого-цифровое делительное устpîéñòâo (фиг. 1) содержит переклю- . чатель 1, соединенный сигнальными входами с первым 2 и вторым 3 входами устройства, à выходом - с сигнальным 45 входом усилителя 4 с управляемям коэффициентом передачи. Усилитель 4 подключен выходом к сигнальному входу выходного ключа 5, а управляющими входами — к выходам разрядов реверсивного счетчика б. Счетчик 6 соеди- нен управляющими входами с выходами блока 7 формирования счетных импульсов. Блок 7 подключен первым 8 и вторым 9 входами соответственно к выходу генератора 10 тактовых импуль-55 сов и к выходу сигнала "Больше" блока 11 сравнения. Управляющие входы переключателя 1 и ключа 5 соединены с первым и вторым выходами блока 12, синхронизации соответственно. 40

Аналого-цифровой преобразователь

13 поразрядного уравновешивания подключен сигнальным входом к выходу, усилителя 4 с управляемым коэффици- 65 ентом передачи, управляющим входомк третьему выходу блока 12 синхронизации и к входам блокировки блока

11 сравнения и реверсивного счетчика 6, выходами разрядов — к цифровому выходу устройства и к первой группе разрядных входов блока 11 сравнения, а выходом сигнала сравнения — к третьему входу 14 блока 7 формирования счетных импульсов. Блок

7 соединен четвертым входом 15 с выходом сигнала "Равно" блока 11 сравнения, вторая группа разрядных входов которого подключена к шине 16 ввода опорного кода. Блок 7 формирования счетных импульсов можеФ быть выполнен, например, содержащим {фиг. 2) элементы И 17-24, ИЛИ 25, НЕ 26 и 27, И-НЕ 28, ИЛИ-НЕ 29 и

R5-триггер 30. Триггер 30 (выполнен-. ный, например, на двух элементах

И-НЕ) подключен первым установОчНЫМ входом к выходу элемента И-НЕ 28, вторым устанoвочным входом — к выходу первого элемента HE 26, первым выходом — к пеовым входам первого и второго элементов И 17 и 18, а вторым выходом — к первому входу третьего элемента И 19..Элемент

И 19 соединен вторым входом с выходом четвертого элемента И 20, вторым входом второго элемента И 18 и с первым входом элемента И-НЕ 28, а выходом — c первым входом элемента

ИЛИ 25. Элемент ИЛИ 25 подключен вторым входом к выходу пятого элемента И 21. Элемент И 21 соединен первым входом с вторым входом 9 блока 7, первым входом шестою элемента И 22 и с выходом первого элемента НЕ 26, а вторым входом - с третьим входом 14 блока 7, входом второго элемента НЕ 27 и с первым входом четвертого элемента И 20.

Элемент И 20 подключен вторым входом к четвертому входу 15 блока 7 и к первому входу седьмого элемента И 23, соединенного выходом с вторым входом первого эдемента И 17, а вторым входом — с выходом второго элемента

НЕ 27 и с вторым входом шестого элемента И 22. Элемент И 22 подключен выходом к первому входу элемента

ИЛИ-HE 29, соединенного вторым входом с выходом второго элемента И 18, а выходом — с первым входом восьмого элемента И 24. Элемент И 24 подключен вторым входом к первому входу

8 блоха 7 и к второму входу элемента

И-НЕ 28. Выходы элемента ИЛИ 25 и элементов И 17, 24 являются выходами блока 7 формирования счетных импульсов.

Устройство работает следующим об разом.

Операция деления выполняется в два такта.

1049927

В первом такте деления на сигналь. ный вход усилителя 4 подается напряжение U с входа 3 устройства и вы.ставляется коэффициент усиления усилителя 4 таким образом, чтобы на выходе усилителя появилось напряжение, при котором выходной код преобразователя 13 стал бы равным величине опорного кода йр с шины 1б. Тогда коэффициент передачи усилителя 4 обратно-пропорционален напряжению U<.

Во втором такте деления на сигнальный вход усилителя 4 подается напряжение U с входа 2 устройства.

В результате на выходе усилителя 4 и на выходах разрядов преобразонате- !5 ля 13 поянляются напряжение Ugb,„ è код Ngb „ „ сОответственно равные

Uq

U ebf)(К) Ug где К1, К - коэффициенты пропорциональности, которые регулируются изменением опорного кода Иа.

С началом первого такта деления разблокируются ренерсивный счетчик б и блок 11 сравнения, а аналогоцифровому преобразователю 13 задается режим преобразования с шагом, равным ЗО

M0. Одновременно ренерсинному счетчику б присваивается значение заI

/ дающее коэффициент передачи усилителя 4 равным единице. Сигналы, поступающие с блока 12 синхронизации, 35 размыкают выходной ключ 5 и одновременно подключают вход 3 устройства через переключатель 1 к сигнальному фходу усилителя 4, с ныхоца которого напряжение поступает на вход аналого-4О цифрового преобразонагеля 13,работаю-, щего по принципу поразрядного урайновешинания. Входное напряжение сравнивается в преобразователе 13 с уровнем, величина которого пропорциональна весу старшего разряда кода результата преобразования. Б случае, если этот уровень больше входного сигнала, коэффициент передачи усилителя не меняется. Далее выходное напряжение сравнивается н преобразователе 13 с уровнем, величина которого пропорциональна весу (И-1)-го разряда кода результата преобразования. В случае, если этот уровень оказывается меньше входного си нала, то блок 7 формирования счетных импульсов вырабатывает сигналы, по которым коэффициент передачи усилителя 4 уменьшается вдвое. Затем сигнал, поступающий на вход преобра- 60 зонателя 13, сравнивается с уровнем,: . величина которого пропорциональна весу (и-2)-го разряда. кода результа.та преобразования. В случае, если ,этот уровень меньше сигнала на входе

В преобразователя 13, блок 7 формирования счетных импульсов вырабатывает сиги алы, по которым коэ ффици ен т передачи усилителя 4 уменьшается вдвое. По достижении на выходе преобразователя 13 кода йр происходит сравнение уровня, соответствующего этому коду с уменьшающимся вдвое сигналом на выходе усилителя 4 °

На выходе сигнала сравнения преобразователя 13 появляется сигнал

"Меньше", свидетельствующий о том, что напряжение на выходе усилителя

4 меньше уровня, соответствующего коду Ир. Одновременно и блоке 7 перебрасывается триггер ЗО, блокирующий дальнейшее уменьшение коэффициента. передачи усилителя 4. Блок 7 начинает формировать сигналы, по которым производится плавное увеличение коэффициента передачи усилителя

4 (с малым шагом изменения ) до тех пор, пока на третий вход 14 блока 7 не поступает сигнал "Больше-.равно" с выхода сигнала сравнения преобразователя 13 На этом процесс изменения коэффициента передачи усилителя 4 заканчивается. Описанный характер изменения коэффициента передачи обеспечивается, в частности, за счет секционного выполнения счетчика б.

Старшие секции счетчика управляются сигналами с выхода элемента. ИЛИ 25 блока 7, младшая секция — сигналами с выхода элемента И 17 блока 7, тактовые импульсы с выхода элемента

И 24 блока 7 поступают на все секции счетчика б (счетчик 6 может быть выполнен, например, на микросхеме

155ИР1), Во втором такте деления сигнал, поступающий с третьего выхода блока

12 синхронизации, блокирует содержимое реверсивного счетчика 6, бло-. кирует работу блока 11 сравнения и разрешает точное преобразование преобразователем 13. При этом, если в первом такте деления код Мр.является наименьшей ступенькой преобразования преобразователя 13, то во втором такте наименьшая ступенька определяется младшим разрядом преобразователя 13 (преобразователь 13 может быть реализован с использованием микросхемы 155ИР17), Сигналы, поступающие с первого и второго выходов блока 12 синхронизации, завыкают выходной ключ 5 и подключают вход 2 устройстна через переключатель 1 к сигнальному нходу усилителя 4. На выходе усилителя 4 и на выходе ключа

5 появляется напряжение Ugbä К 4

Ug — Соответственно на выходе разряд дон преобразователя 13 появляется код

7 1049927 I 8

Таким образом, изобретение посравнению с известным устройством позволяет получать результат деления одновременно как в аналоговой, так

IM цифровой формах, т.е. обладает более широкой областью Возможного применения. При этом за счет совме-, щения во времени операций формирования кода s счетчике б и формирования кода преобразователя 23, а также использования поразрядного уравновешивания быстродействие предлагаемого устройства не меньше, чем быстродействие известного.

1049927

Составитель С. Каэинов

Редактор О. Бугир Текред T.Ìàòo÷êà Корректор г. Решетник

Заказ 8428/47 Тираж 706 Подписное

BHHHOH Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4