Следящий аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к области электронной техники, системам автоматической связи ЭВМ с объектами управления , а также к системам обработки аналоговой и цифровой информации. Изобретение позволяет повысить ПО мехозащищенность и точность преобразования за счет введения в устройство , содержащее реверсивный счетчик 1, цифроаналоговый преобразователь 2, компаратор 3, генератор 7 тактовых импульсов и элемент И 5, триггера 8, элемента 2И-ИЛИ 6, регистра 4 результата , блока 10 индикации, элемента ИЛИ 9, блока 16 фильтрации h усреднения измерений. 2з.п. ф-лы, 2 ил. .

„„SU„„1283971

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)4 Н 03 М 1/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рых

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3927057/24-24 (22) 04.07.85 (46) 15.01.87. Бюл. ¹ 2 (72) А.Ф.Буров (53) 621.325(088.8) (56) Аналого-цифровые преобразователи/Под ред.Г.Д.Бахтиарова. N.:

Советское радио, 1980, с.129, рис.6.9. (54) СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области электронной техники, системам автоматической связи ЭВМ с объектами управления, а также к системам обработки аналоговой и цифровой информации.

Изобретение позволяет повысить по мехозащищенность и точность преобразования за счет введения в устройство, содержащее реверсивный счЕтчик i цифроаналоговый преобразователь 2, ксмпаратор 3, генератор 7 тактовых импульсов и элемент И 5, триггера 8, элемента 2И-ИЛИ 6, регистра 4 результата, блока 10 индикации, элемента ИЛИ 9, блока 16 фильтрации и усреднения измерений. 2з.п. ф-лы, 2 ил.

1 128397

Изобретение относится к электронной технике, системам автоматической связи ЭВИ с объектами управления, а также системам обработки аналоговой и цифровой информации. 5

Цель изобретения вЂ, повышение помехозащищенности и точности преобразования.

На фиг.1 представлена функциональная схема следящего аналого-цифрового преобразователя (АЦП); на фиг.2 — диаграмма его работы.

Устройство содержит реверсивный счетчик 1, цифроаналоговый преобразователь 2 (ЦАП), компаратор 3, регистр

4 результата, элемент И 5, элемент

2И-ИЛИ 6, генератор 7 тактовых импульсов (ГТИ), триггер 8, элемент

ИЛИ 9, блок 10 индикации, инверторы

11.1-11.2, ждущий одновибратор 12, элемент И 13, светодиодный индикатор

14, инвертор 15, блок 16 фильтрации и усреднения измерений, ждущие одновибраторы 17 и 18, инверторы 19-20, элементы И 21-24, элементы ИЛИ 25 и

26, цифровой делитель 27, Устройство работает следующим образом.

При включении питания состояние элементов схемы может быть безразличным, поскольку независимо от этого генератор 7 тактовых импульсов посылает импульсы на какой-либо из входов реверсивного счетчика 1. Посылка 35 импульсов заканчивается появлением импульсов переполнения или переноса по и или р вь ходам, который сбрасывает триггер 8 в йулевое состояние, в результате чего открывается заполнение реверсивного счетчика 1 по входу +. Код вырастает по пилообразной прямой и автоматически сбрасывается при переполнении в реверсивный счетчик, образуя выходное напряжение (фиг.2). Время появления входного сигнала в общем случае неизвестно, поэтому вырабатывание пилообразного напряжения на выходе ЦАП 2 аналогично поисковому режиму в системах обнаружения. В любые моменты времени на входе компаратора 3 возможны всплески шумов.и помех U длительность которых лежит в широких пределах. Помехи фиксируются АЦП, как правило, при U, близких к нулю.

При появлении U> и сравнении его с

U,„, вырабатываемым ЦАП 2, срабаты1, 2 вает компаратор 3 и устанавливается в состояние логической "1". При нарушении этого равенства компаратор 3 вновь возвращается в "0". При установке компаратора 3 в состояние "i" триггер 8 устанавливается по входу

S также в состояние "1", блокируя первую часть элемента 2И-ИЛИ 6 и от- крывая вторую ее часть для пропуска еще одного импульса ГТИ по входу "+" реверсивного счетчика 1. Этот импульс должен нарушить равенство U „ =U„, результатом чего является переброс компаратора 3 вновь в состояние "0".

При этом триггер 8 остается в "1" °

При зафиксированной "пиле" U» открывается элемент И 5 и очередной импульс ГТИ направляется теперь по входу "-" реверсивного счетчика 1, уменьшая его код. После первого импульса по входу "-" должно восстановиться условие U =U которое вновь влечет за собой установку компаратора 3 в "1", и т.д. Таким образом, возникает колебательное равновесие в зоне измеряемого напряжения

Б . Однако, индикации о том, что на входе присутствует сигнал, пока нет, поскольку при установке триггера 8 в "1" срабатывает ждущий одновибратор 12, длительность импульса которого U „ выбирается заведомо больше, чем возможная длительность помехи U„ .

В результате нулевым потенциалом U блокируется элемент И 13, а второй ее вход в этом момент находится под потенциалом "1" через инверторы 11, выполняющие роль временной задержки.

Если длительность помехи меньше, чем длительность Б 1, то триггер несколько раньше установится в состояние "0", блокируя тем самым элемент

И 13 через инверторы 11, не включая индикатор 14. Возврат триггера 8 в состояние "0 происходит импульсом переноса, который возникает в результате того, что при уменьшении U u

l1 состоянии компаратора 3 в "0" не удается одним импульсом получить равенство Б,„ =Б„. Для его достЖкения необходимо подать несколько импульсов в зависимости от того, какова крутизна заднего фронта импульса U,.

Если в момент прохождения импульса

ГТИ 7 по входу + реверсивного счетчика 1, т.е. в момент фиксации равенства Б,„=U, импульс помехи вообще исчезнет, то происходит возврат ком3 1283971 Д паратора 3 в состояние "0", откры- условие ц„ =1, не достигается, то вается элемент И 5 и по входу — по- импульсы генератора 7 продолжают поступают импульсы ГТИ 17 непрерывно. ступать в направлении уменьшения коРежим заканчивается импульсом q, ха- да до нуля и появления импульса перерактеризующим обнуление реверсивного носа q, сбрасывающего схему в режим счетчика 1 и 11 =О. Этот импульс че- обнаружения. рез элемент ИЛИ 9 обнуляет триггер 8 Именно поэтому первый импульс деи устанавливается режим пОиска (об- баланса (при U =U ) направляется в наружения), как и первоначально до сторону увеличения кода, как бы выпоявления помехи. 1P U, слеАналогично работает устройство дующего за изменением U . Если дейоп при появлении импульса помехи от- .ствительно в этом момент изменится рицательной полярности, с той лишь в ту же сторону, что и U, то вновь разницей, что.теперь сигнал по входу достигается равенство U =Uon и де+ от ГТИ 7, увеличивая прямой код 15 лается новый шаг в сторону увеличения реверсивного счетчика 1, снижает, кода. Слежение за Б,, изменяющегося а не увеличивает, как в предыдущем в другом направлении, осуществляется случае U „, что тем не менее ведет по входу — реверсивного счетчика 1. к неравенству U,„ фБ„ и к установке Отличительная особенность схемы компаратора 3. в "0", а это ведет к 20 предлагаемого АЦП состоит в том, что заполнению по входу — реверсивного измерения считаются достоверными счетчика 1. При возрастании -U„ no только после команды, которую выраамплитуде число импульсов по входу батывает цифровой делитель 27 блока — будет больше, чем по входу +. Код 16 фильтрации и усреднения измерений.

UoÄ падает, а амплитуда растет. При 25 . При неизменном входном сигнале уменьшении Б„ в моменты после про- (или достаточно длительной помехе) хождения входных импульсов по входу устанавливаются устойчивые вынужден-.

+ реверсивного счетчика 1, которые ные колебания в зоне +1 ед.мл разряведут к дисбалансу схемы и снижению да ЦАП, Важным является тот факт, U„, (фиг,2) должно возникать равен- 30 что при изменении сигнала на велиство U,„ =U ведущее к новому им- чину, соответствующую хотя бы +1 ед. пульсному сигналу по входу +, по- мл.разряда ЦАП в момент измерений, скольку компаратор 3 в этом случае что вполне возможно, то эти колебания имеет состояние "1". нарушаются, и этот признак принят в

При U =0 происходит переполнение 35 предлагаемом объекте как запрет выреверсивного счетчика 1 и сброс триг- дачи измерительной информации. Основу гера 8 в "0". этого блока 16 фильтрации и усреднеПри появлении на входе U, по ния измерений составляют два ждущих длительности превышающего U, сра- одновибратора 17 и 18, вырабатывающих батывает блок 10 индикации входного 40 импульсы положительной попярности и сигнала и светодиодный индикатор 14 запУскаемых от задних фронтов ГТИ 7, сигнализирует о том, что преобразует- поступающих на входы + и — реверсився сигнал. В этом случае, как и при : ного счетчика 1. Импульсы ГТИ 7 через с измении ц„, устанавливаются устойчи- инверторы 19 и 20 поступают на входы вые колебания реверсивного счетчика 45 элементов И 21-24. В статическом со1 вокруг среднего значения сигнала. стоянии ждущие одновибраторы 17 и 18

Принцип слежения за 11 состоит в находятся в состоянии "0" и бЛокирутом, что при достижении равенства ют все четыре элемента И 21-24.

U =U,„ и установке компаратора 3 в При срабатывании любого иэ односостояние "1" импульс управления на- 50 вибраторов 17 или 18 и обязательном. правляется в сторону увеличения кода срабатывании блока 10 индикации и нарушения равенства Ц =Б „ . При входного сигнала подготавливается к этом, если в промежутке времени между работе либо элемент И 21, либо элеимпульсами генератора 7 U не достиг- мент И 22. Поскольку длительность нет UoÄ, то компаратор 3 ввиду Ц,„ФЦр. 55 импульсов с выхода ждущих одновибустанавливается в состояние "0" и раторов 17 и 18 примерно равна песледующий импульс проходит в навправ- риоду частоты импульсов ГТИ 7, то ленни уменьшения кода. Если и дальше при появлении импульса по входу ре1

5 1283971 6 версивного счетчика 1, противоположного тому, который работал до него и запустил одновибраторы 17 и 18, он проходит на вход элемента ИЛИ 25 и соответственно на счетный вход цифрового делителя 27, т.е, устройство работает по принципу ожидания импульса по противоположному входу реверсивного счетчика 1. Если этот импульс поступил, то он проходит че- 10 рез элемент ИЛИ 25 на счетный вход цифрового делителя 27 и, таким образом, при соответствующей установке цифрового делителя 27 через определенное число таких импульсов, отра- 15 жающих число вынужденных колебаний . реверсивного счетчика 1 при измерениях, появится команда на разрешение съема информации с регистра результата.

Достаточно двум импульсам ГТИ 7 пройти по входу + или — PC, чтобы произошел сброс цифрового делителя

27, и измерения не будут выданы на выход АЦП. Это возможно, например, при возникновении помехи, наложенной на сигнал. Тогда работают элементы

И 23, 24 и элемент ИЛИ 26, а цифрово" делитель 27 сбрасывается в нуль.

Формула изобретения

55 д

Ф и

1. Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий оследовательно соединенные реверсивный счет4 чик, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, второй вход которого является входной шиной, генератор . тактовых импульсов, выход которого соединен через элемент И с первым входом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и точности преобразования, в него введены триггер, элемент 2И-ИЛИ, регистр результата, блок индикации, элемент

ИЛИ, блок фильтрации и усреднения измерений, выход которого соединен с управляющим входом регистра результата, вь6соды которого являются выходили шинами, а информационные входы соединены соответственно с информационными выходами реверсивного счетчика, выходы переполнения и переноса которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выхо которого соединен с входбм установки нуля триггера, вход установки единицы которого соединен с инверсным выходом компаратора, прямой выход которого соединен с первым входом элемента 2И-ИЛИ, второй вход которого объединен со вторым входом элемента И, с входом блока индикации и соединен с прямым выходом триггера, третий и четвертый входы объединены и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, пятый вход элемента

2И-ИЛИ соединен с инверсным выходом триггера, а выход — со вторым входом реверсивного счетчика и первым входом блока фильтрации и усреднения, второй вход которого соединен с. выходом элемента И, а третий вхбд соединен с выходом блока индикации.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок индикации выполнен на трех инверторах, элементе И, светодиодном индикаторе, ждущем одновибраторе, вход которого объединен с входом первого инвертора и является входом блока, а выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с выходом первого инвертора, а выход соединен с первым выводом светодиодного индикатора и входом третьего инвертора, выход которого является выходам блока, а второй вывод светодиодного индикатора является шиной питания.

3. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок фильтрации и усреднения выполнен .на двух ждущих одновибраторах, двух инверторах, четырех элементах И, двух элементах ИЛИ и цифровом делителе, выход которого является выходом блока, а первый и второй входы соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, а первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых объединены с первыми. входами первого и второго элементов И и являются третьим входом блока, второй вход первого элемента И объединен со вторым входом третьего элемента И и соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, вход которого объединен с входом первого инвертора и

1 является первым входом блока, вторые входы второго и четвертого элементов

7 12839 1

И объединены и соединены с выходом второго ждущего одновибратора, вход которого объединен с входом второго инвертора и является вторым входом блока, третьи входы первого, второго

У ц

4 к /8ых

PC

Вих

У м4

gga, "ЦЛ

Составитель И.Романова

Редактор И.Сегляник Техред В.Кадар Корректор M,Ïoæî

Заказ 7459/58 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

PC

Ц И01

Уи.

13