Многоканальный преобразователь напряжения в код

 

Изобретение относится к импульсной измерительной технике. Изобретение позволяет повысить точность преобразования при совокупных измерениях переменных величин путем их одновременного преобразования и интегрирования. Это достигается тем, что в устройство, содержащее коммутатор 1, преобразователь 3 напряжения в код, резисторы 6, первый блок 11-ключей , введены аналоговый сумматор, п-1 блоков 11 ключей, п блоков 12 определения знака, п цифровых сумматоров 13, где п - число каналов преобразования, а блок управления выполнен в виде генератора 5 функций Уолша. 1 ил. а S (Л с: ГчЭ СХ) ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1228277

©11 4, Н 03 M 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3684700/24-24 (22) 04.01.84 (46) 30.04.86. Бюл. Ф 16 (71) Морской гидрофизический институт АН УССР (72) В.А.Гайский (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 924850, кл. Н 03 К 13/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 656203, кл. Н 03 К 13/02, 1975. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к импульсной измерительной технике. Изобретение позволяет повысить точность преобразования при совокупных измерениях переменных величин путем их одновременного преобразования и интег рирования. Это достигается тем, что в устройство, содержащее коммутатор

1, преобразователь 3 напряжения в код, резисторы 6, первый блок ll ключей, введены аналоговый сумматор, п-1 блоков ll ключей, п блоков 12 определения знака, и цифровых сум.маторов 13, где n - число каналов преобразования, а блок управления выполнен в виде генератора 5 функций

Уолша. I ил, 1 1228277 2

Изобретение относится к импульсной измерительной технике и предназначено для использования в автоматизированных системах сбора измерительной информации в различньгх областях народного хозяйства и экспериментальных исследований, в частности в океанологических исследованиях, На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит коммутатор

1, аналоговый сумматор 2, преобразователь 3 напряжения в код, блок 4 разделения каналов, генератор 5 функций Уолша, резисторы 6, ключи 7, имеющие выходы 8 и 9. Аналоговый сумматор содержит операционный усилитель 10, блок 4 — n блоков !1 ключей, и блоков 12 определения знака, и цифровых сумматоров 13, где п —число каналов преобразования, в состав аналогового сумматора 2 входят также резисторы 14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемые величины Х,(1=0,n-l) присутствуют на входах коммутатора

С началом цикла опроса и преобразования генератор 5 вьщает на управляющие входы ключей 7 функции Уолша

W,(Г) таким образом, что на управление каждым i-м ключом 7 поступает одна функция М.(ь ).При этом положительное значение (+1) функции 197,(i) переводит ключ в верхнее, а отрица- тельное (-1) в нижнее положения.

Таким образом, в каждый дискретный момент времени, соответствующий тактам функций Уолша, каждая из измеряемых величин поступает на один иэ входов 8 и 9 операционного усилителя 10.

На выходе сумматора 2 и входе преобразователя 3 формируется групповой сигнал

h-1 у (".) = : x,() w, (), (! )

1=о = О, п-l.

Сигнал У(7) преобразуется в цифровую форму Y (i ) для каждого дискретного момента времени. Отсчеты сигнала

Y (i ) параллельно через блоки 11 считываются в цифровые сумматоры 13. При этом знаки слагаемых формируются на выходе блоков 12 н соответствии со значениями знаковых разрядов чисел на выходе преобразонателя 3 и значениями функций Уолша !7

В цифровых сумматорах 13 реализуется операция цифрового выдЕления измеряемых величин Х с осреднением

S их эа цикл .опроса преобразования иэ

5 h тактов по формуле и-1 99 -1 х = у(х) w (х9= (9 (Ui =0 (. =O!

0 (9 7 ь 1 х((w i)= w((õ(9) °

i:.-0 9 =О, (-(-7 и -7

w,() х,() w (y}

=0;=о (2} (3) 2

:так как 17 (L ) = 1, 35

Следовательно, в результате операции цифровой фильтрации из группового сигнала Y блоком 4 по выражению (2) на выходе выделяется сигнал пХ Э являющийся умноженным на 99 средним

Л на интервале от О до (и-l) значением сигнала Хэ((.), если другие сигналы Х.(< ) (igS) на этом интерва( х ле не изменялись, а сигнал Х 1 ) мог

Я изменяться.

Если же другие сигналы Х;() (igS) изменяются на интервале ь от

О до (h -1), то для второго слагаемого выражения (2) можем записать

50 и (() h -1

Х ((.) W (() = =а

i 4S

А

i =-0

h (I-(- 1

=2 „ Х((Х(W (9 (,(,(9 (=0 (- (О

i45 где $ и i — индексы сигналов Х и Y u функций Уолша.

Если Х, (ь )-Х.— const, npv ь -О,n-l, i=0,n-1, ig S, то

9 (-1 h-1

Khl,(),С Х.(7}!.) ()= (=0, (хв

itS

h-1 h -1 (,(,(;9 Х((99-(9, =о =о

iФS поскольку функции Ч () и Vi. (() на э ( отрезке ь от О до и-1 ортогональны.

Тогда

h 7 9"-1 ((9, 1 (() - х Х < (} = hХ х ) =0 (=0

Любой сигнал X., изменяющийся на л

I интервале от 0 до (n-1), можно представить суммой постоянной Х и случайной D;(t ) составляющих, причем математическое ожидание М(Й;()) на интервале L равно нулю. Получим

h -1 h-1

1228277 при постоянстве, так и изменчивости сигналов на интервале преобразования, а в результате всех операций последовательного преобразования на выходе устройства формируются цифровые отсчеты осредненных за общий интервал времени сигналов.

10 (5) i =О

igS — 1

, а (i) W (Ьь (i)

< = --О

Поскольку W () и W. () ортогоЯ нальны на отрезке от 0 до л -1, то

1-1 х,и,()v, Л) = о.

Для второго слагаемого выражения (5),можем записать, Й (t) w,(;) w. (;) = z., (6) =о, 1 $5 где Е; — составляющая ошибки в выходном сигнале, обусловленная изменчивостью входного сигнала Х;($) в другом канале за тактов.

Таким образом, вместо выражения (5) получим где Z, — составляющая ошибки, обусловленная изменчивостью входного сигнала Х, в нулевом канале за и тактов преобразования.

Величина Z также является случайной величиной с равным нулю математическим ожиданием. Выборочное значение величины будет тем ближе к нулю, чем большее число каналов в устройстве.

Следовательно, в выражении (2) второе слагаемое стремится к нулю

Формула из обретения

Многоканальный преобразователь напряжения в код, содержащий блок управления, токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, первые выводы которых являются входными шинами, а вторые выводы соединены с первыми входами соответствующих ключей, первые выходы которых объединены, преобразователь напряжения в код, первый блок ключей, первый цифровой сумматор, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены и-1 блоков ключей, и-1 цифровых сумматоров, и блоков определения знака, где n — число каналов преобразования, аналоговый сумматор, а блок управления выполнен в виде генератора функций Уолша, первый и второй входы аналогового сумматора соединены соответственно с первыми и вторыми выходами ключей, а выход соединен с первым входом преобразователя напряжения в код, первые выходы которого соединены с первыми входами п блоков ключей, второй выход преобразователя напряжения в код соединен с первыми входами п блоков определения знака, вторые входы которых объединены с вторыми входами соответствующих ключей и соединены с соответствующими первыми выходами генератора функций Уолша, второй выход которого соединен с вторыми входами преобразователя напряжения в код и и блоков ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих цифровых сумматоров, вторые входы каждого из которых соединены с выходом соответствующего блока определения знака, выходы и цифровых сумматоров являются выходными шинами.

)228277

Ф Ф 3

Редактор Т.Митейко

Тираж 816 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2297/58

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1

1

Составитель A.1èòîí

Техфед H.Hepec Корректор Т. Колб