Следящий аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для преобразования быстроизменяющихся аналоговых сигналов в цифровой код. Целью изобретения является повышение точности путем предотвращения возникновения режима автоколебаний. Цель достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее цифровой сумматор I, регистр 2 памяти, цифроаналоговый преобразователь 3, блок 4 сравнения, генератор 5 тактовых импульсов , реверсивный счетчик 7, введены четьфе элемента И и два элемента ИЛИ-НЕ. 2 ил. а & (Л иЛж. 00 оо 00 о со фиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н ОЗМ 1,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3958855/24-24 (22) 02 ° 10.85 (46) 15.09.87. Бюл. N 34 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.А.Вайцеховский, А.Б.Жуков, В.С.Плеханов и В.М.Сидоров (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 546099, кл. H 03 М I/48, 1975.

Преобразование информации в аналого-цифровых вычислительных устройствах и системах. M.: Машиностроение, с. 255, рис. 100. (54) СЛЕДЯШИИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

„„80„„1338073 A1 (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для преобразования быстроизменяющихся аналоговых сигналов в цифровой код. Целью изобретения является повышение точности путем предотвращения возникновения режима автоколебаний. Цель достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее цифровой сумматор I регистр 2 памяти, цифроаналоговый преобразователь 3, блок 4 сравнения, генератор 5 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, введены четыре элемента И и два элемента ИЛИ-НЕ. 2 ил.

1338073

Изобретение с тнссится к автоматике и вычисттите;!инеи .E. янике и может быть испопь тствяттсэ 2тття преобразования бьтс тратт зле ттяттэтттттхс я ан ало говых сигна5 лов В ттифровой коп.

1!елью изобретения является повышение точности путем предотвращения возникновения режима янтоколебаний.

Ня фиг.l приведена блок †схе сле10 дящего яняпсго-цифрс вс гс преобразователя; ня фиг. 2 — вректеттттьте диаграммьi, пояс тттттсттттте работу устройства.

CJ1p тяпттттт яня.того-тшфрсвой преобразователь содержит цифровой сумматор

1, регистр 2 пямяти, цифроаналоговый преобразователь 3, блок 4 сравнения, генератор > тттктовттх импульсов, втсрстй 1:техтетт т И 6, реверс ивный счетчик

7, первый элемент ИЛИ-НЕ 8, четвертьтй эпе..тент И 9! второй элемент И 10, второй элемент И:1И вЂ” НЕ 11, первь|й элемент И 12.

Преобразователь работает следую— щим образом. 2(J

В исходном состоянии регистр 2 памяти и реверсивный счетчик 7 находятся в нулевом состоянии (схема устанонки в "0" на фиг.l не показана).

Ня вход устройс твя поступает импульс- З0 ныи сигнал Г, (t) (фиг. 2, линия Е).

При помощи генератора э задается шаг дискрет:iзяции ;шалого-цифрового преобрязсвяттия тто нремс ни. Как только уровень нходногс сигнала дос.тигает уровня сряб;ттт,тняния блока 4 сравнения, на его выходе формируется сигнал урсвня логической 1, который поступает ня ттход управ.тения работой реверсивнсто счетчика 7. Значение

40 сигнала ня выходе блока 4 сравнения опреде:тяет направление счета в реверсивном счетчике 7. С приходом тактового импульс.я, нырабятывяемсгo генератором 5, ня тактовый вход реверсив- 4 ного счетчика 7 через обычно открытый элемент И 6 в реверсивном счетчике i производится суммирование или вычитат!ие импульсов. Причем если выходной сигнал блока 4 сравнения равен "1", то ттроттзводится операция суммир он яния, е с пи О, то — оп ерация ны штяния. Так, если в момент времени на выходе блока 4 сравне1 ния сформировался сигнал уровня логи-!!

55 ческой 1, то в реверсивный счетчик

7 импульсов Ilo переднему фронту тактовог э ттмтт.ттт.сст зяписывается единица, н,т i!biходе кo TliðсI о формируется код ттриратттенитт и его зттак. В данном случае код приратцений имеет вид 0001, старший разряд которого определяет знак кодл прттрятттеттий, предназначенньтй дпя осуществления операций суммирования и вычитания цифровым сумматором 1. Fñëè в стартттем разряде кода ттриращений записан "0, то в цифровом сумматоре 1 производится операпия сумт тиров аттитт, если I,,то — опе-!! !! рация вычитания. В момент времени производится операция суммирования кода приращений 0001 с кодом

00000000, записанным в этот момент в регистре 2 памяти, и запись полученного в результате суммирования кода

00000001 в регис"р 2 памяти по зяднему фронту тактового импульса. В момент времени t на выходе блока срав2 пения также формируется сигнал уровня логической "1" так как Ь (t) ! Вх х Г „, ц „ . В реверсивный счетчик 7 добавляется еще один импульс, и код приращений имеет вид 0010. Так как в старшем разряде записан 0 т, то при помощи пифрового сумматора 1 производится суммирование кода приращений 0010 с кодом 000000001, записанным в регистре 2 памяти, и запись полученного н результате суммирования кода 00000011 в регистр 2 памяти. В дальнейшем при неизменном

U Вх (t 2) > (!ьых ц4 происходит увеличение кода приращениг на одну единицу. Как только код приращений будет иметь вид 0111, элемент И 6 запирается, тем самым прекращается поступление тактовых импульсов на вход реверсивного счетчика 7. Код приращений остается неизменньтм, и в дальнейшем код, записанный в регистр 2 памяти, будет суммироваться с постоянным кодом приращений до тех пор, пока соотношение

U a„(t) > U ssix i, не изменится. При изменении данного соотношения на выходе блока 4 сравнения формируется !! !! сигнал уровня логического 0, и р ев е р с и в ный счетчик 7 переключается в режим вычитания, элемент И 6 открывается, и с приходом тактового импульса код приращений уменьшается на единицу (фиг.2, линия III, момент време С)

Временные диаграммы, приведенные на фиг.2 (I и III), полностью описывают данный гроцесс. Интерес вызывают момент времени t, и последующие.

1338073

В момент времени ь элемент ИЛИ1С

НЕ ll срабатывает, так как нл его входах присутствует нулевая комбинация реверсинный счетчик 7 обнуляет1

5 ся, и н дальнейшем производится вычитание из кодл регистра 2 памяти по одной единице.

На основлнии алгоритма работы следящих аналого †питеровых преобразователей (AIIII) цифровой сумматор 1 должен обеспечивлть как суммирование кодов, тяк и их вычитание. При этом операция cóììèðîíëíèÿ производится при помощи прямого, а операция вычитания — при помог>и дополнительного кодов. Прямой и дополнительный коды могут быть получены автоматически при помощи реверсивного счетчика 7, старший разряд которого определяет знак приращения. Если стлрший разряд реверсивного счетчика 7 равен "О", то цифровой сумматор 1. должен осуществ» влять операцию сложения, если 1 то — оперяцин> вычитания. Это достигается путем объединения пяти старших разрядон цифрового сумматора 1 и подключения их к старшему разряду реверсивного счетчика 7 °

При преобразовании импульсных воздействий в сл дяшей системе, как npavvao, возникль режим автоколебаний по окончя:. ии импульсного воздействия.

Данный режим возникает вследствие того, что выходной код приращений реверсивногс> счетчика 7 за один цикл преобразования не может измениться более или менее чем на единицу. Для предотвращения возникновения режима автоколебаний н устройстве можно вы40 делить два функциональных узла, предназначенных для выделения запрещенных комбинаций. Первый функциональный узел реализован на двух элементах И 10 и 12 и элементе ИЛИ-НЕ 13

45 и предназначен для выделения кодовых комбинаций 0111 (элемент И 10), 1000 (элемент И 12), поступающих с выхода реверсивного счет1 чика 7. Второй функциональный узел реализован при помощи элемента И 9 и первого элемента ИЛИ-HE 8 и предназначен для выделения кодовой комбинации ОООООХХХ, где Х вЂ” безразличное состояние "0" или "1". Данная ко- 55 довля комбинация, сформированная на выходе регистра 2 памяти, выделяется в момент времени, когда в старшем разряде реверсивного счетчика 7 запислил единица. I ;ëêîå состояние рег стрл 2 памяти и реверсивного счетчика

7 возможны при отслеживo .!>!:< следящим

All!! за злдним фронтом импул,снего воздействия при его приближснии к нулевому у ровню, о р м у л а и з о б р е т е н и я

Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные цифровой сумматор, регистр памяти, цифроаналоговый преоб— разователь, блок сравнения, второй вход которого является входной шиной, генератор тактовых импульсов, выходы регистра памяти соединены с соответствующими первыми входами цифрового сумматора, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности преобразования путем предотвращения возникновения режима автоколебаний, введены четыре элемента И, два элемента ИЛИ-НЕ и реверсивный счетчик, прямой выход старшего разряда и инверсные выходь. остальных разрядов которого и инверсный выход блока сравнения соединены с соответствующими входами первого .лем . та ., инверсный вход старшего разряда и г-р .мые выходы остальных разрядов реверсивного счетчика и прямой выход блока сравнения соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого и выход первого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого объединен с тактовым входом регистра памяти и соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход — с тактовым входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, первые входы которого соединены с соответствующими выходами регистра памяти, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом челвертого элемента И и инверсным выходом старшего разряда реверсивного счетчика, прямой выход старшего разряда которого соединен с соответствующими вторыми входами цифрового сумматора, третьи входы которого объединены с соответствун>щими входами четвертого элемента И и соединены с соответствующими

1338073 управления реверсом которого соединен с прямым выходом блока сравнения, Составитель И. Романова

Редактор А. Маковская Техред И.Попович Корректор М. Пожо

Заказ 4145/56

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 прямыми выходами, кроме старшего, разрядов реверсивного счетчика, вход

Усгпанобцбший ся ремам

Г1

Г !