Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения характеристик случайных процессов. Изобретение позволяет расширить область применения устройства. Это достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь , содержащий преобразователь 1 напряжение - время, счетчик 4 импульсов , элемент И 5, цифровой сумматор 9, преобразователь 7 код - временной интервал, генератор 8 случайных чисел, генератор 6 кодовых импульсов , введены блок 14 выделения временных соотношений и преобразователь прямого кода в дополнительный. 2 3 . п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) ду4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г ° г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ(Н АВТОРСНОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4112745/24-24 (22) 27.08.86 (46) 07.02.88. Бюл. У 5 (72) Ю. И. Лыков (53) 681.325(088.8) (56) Бахтияров Г. Д. Аналого-цифровые преобразователи. — М.: Советское радио, 1986, с. 162-171.

Авторское свидетельство СССР

У 1200420, кл. Н 03 М 1/50, 1984. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения характеристик случайных процессов. Изобретение позволяет расширить область применения устройства. Это достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь 1 напряжение -.время, счетчик 4 импульсов, элемент И 5, цифровой сумматор 9, преобразователь 7 код — временной интервал, генератор 8 случайных чисел, генератор 6 кодовых импульсов, введены блок 14 выделения временных соотношений и преобразователь прямого кода в дополнительный.

2 з.п. ф-лы, 5 ил °

1372622 (4) 10

N =(t,— --) f +N =t Ев, (5)

1 в

Задним фронтом импульса напряжения с преобразователя 7 по входу 20 блока 14 через первый вход элемента

25, на второй вход которого подано разрешение с инверсного выхода триггера 29, триггер 28 устанавливается в единичное состояние и через элемент 33 в двухраэрядный счетчик 35 записывается единица. Единичное сос25 тояние триггера 28 и нулевые состояния триггеров 29 и 30 через первый элемент 31 обуславливают разрешающий уровень на выходе 23 блока 14 и через элемент И 34 на выходе 22

30 блока 14. На выходе 21 блока 14 разрешающий уровень присутствует до тех пор, пока в двухразрядный счетчик

35 не поступят два импульса. Задним фронтом напряжения с преобразователя 1, поступающим на второй вход блока 14, через первый 33 двухвходовый элемент ИЛИ в двухразрядный счетчик 35 добавляется единица ° На выходе 21 блока 14 появляется запрещаю40 щий уровень, которым блокируется прохождением кодовых импульсов через элемент 5 в счетчик 4. Таким образом, при выполнении соотношения (1) результат в цифровом сумматоре 9 получается в соответствии с (4), (5), 45 так как на вход сумматора 9 со счетчика 4 при разрешающем уровне на выходе 23 блока 14 через элементы 16 и 19 подается прямой код.

В случае условия (2) задним фронтом импульса напряжения с выхода преобразователя 1 по второму входу блока 14 через первый вход элемента 26, на второй вход которого подано разрешение с инверсного выхода тригге" ра 28, триггер 29 устанавливается в единичное состояние и через элемент

33 в двухраэрядный счетчик 35 запи" сывается единица. Единичное состояЪ ) 7 с ; (2) (3) где t — интервал времени, сформированный формирователем 3; - интервал времени, сформированный преобразователем 7.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис" пользовано для измерения характеристик случайных процессов.

Цель изобретения — расширение области применения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 — функциональная схема блока выделения временных соотношений; на фиг. 3"5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства, когда временные эквиваленты входной величины соответственно больше, меньше или равны временному эквиваленту кода генератора случайных чисел.

Аналого-цифровой преобразователь (фиг. 1.) содержит преобразователь 1 напряжение " время, выполненный на зарядном устройстве 2, формирователь 3 интервалов времени, счетчик 4. импульсов, элемент И 5, генератор 6 кодовых импульсов, преобразователь 7 код — временной интервал, генератор

8 случайных чисел, цифровой сумматор

9, входную шину 10, шину 11 "Начало измерения", шину 12 "Формирование временного интервала", выход 13 преобразователя 1, блок 14 выделения временных соотношений, преобразователь 15 прямого кода в дополнительный, выполненный на элементе И 16, инверторе 17, элементе И 18, элементе ИЛИ 19. Устройство имеет вход 20 блока 14, выходы 21 — 24 блока 14.

Блок 14 содержит элементы И 25

27, триггеры 28 — 30, элементы И 31 и 32, элементы ИЛИ 33 и 34, двухраэрядный счетчик 35 импульсов, U, U

U, U U z — напряжения в соответствующих узлах устройства (фиг. 3-5).

Преобразователь работает следующим образом.

В связи с тем, что входное напряжение и выходной код генератора случайных чисел являются случайными величинами, равновероятными являются соотношения (фиг. 3 — 5) На выходе цифрового сумматора 9 (фиг, 3) получается число!! =Иi +N =(t,-t,) f +N» где N — число, записанное в счетчике 4;

N — число на выходе генератов ра 8;

" частота генератора 6 °

"в

С учетом что t = -- получают

1372622 ние триггера 29 и нулевые состояния триггеров 28 и 30 через элемент 32 обуславливают разрешающий уровень на выходе 24 блока 14 и через элемент 5

34 на выходе 22 блока 14. Задним фронтом импульса напряжения с преобразователя 7, поступающим на вход

20 блока 14, через элемент 33 в двухраэрядный счетчик 35 добавляется единица. На выходе 21 блока 14 появляется запрещающий уровень, которым блокирует прохождение кодовых импульсов через элемент 5 в счетчик

4. Так как на выходе 23 блока 14 устанавливается запрещающий уровень, а на выходе 24 блока 14 " разрешающий уровень, на вход цифрового сумматора 9 через инвертор 17, элементы

18 и 19 поступает обратный код счетчика 4. Наличие на четвертом входе цифрового сумматора 9 единицы с выхода 24 блока 14 преобразует обратный код счетчика 4 в дополнительный.

Проводят сложение с дополнительным кодом эквивалентно вычитанию прямого кода. Это необходимо для получения того же результата, что и по формулам (4), (5) Для случая c e, т.е. то же, что и для случая с o t

В случае выполнения условия (3) два совпадающих по времени фронта импульсов напряжения с выходов преобразователей 1 и 7 через элемент 27 устанавливают в единичное состояние триггер 30, при этом через элементы

31 и 32 выставляется запрещающий уровень с инверсного выхода триггера 30 и независимо от состояния остальных триггеров 28 и 29 на выходах

22 - 24 блока 14 устанавливаются запрещающие уровни. Поэтому число, поступающее со счетчика 4 на сумматор, N =0 в результате на сумматоре 9 получают

45

55 (8) т.е. то же, что и в двух предыдущих случаях. Перед каждым циклом преобС учетом дополнительного кода N< на выходе цифрового сумматора 9 получают

9 Ф 3 Ь 6 Я Ъ 6, Nà

6 разования триггеры 28 — 30 и счетчик 35 обнуляются. формула и э о б р е т е н и я

1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь напряжение - время, выполненный на последовательно соединенных зарядном устройстве и формирователе интервалов времени, первый вход зарядного устройства является входной шиной, второй вход объединен с первыми входами преобразователя код " временной интервал, счетчика импульсов, цифрового сумматора и является шиной начала измерения, второй вход формиро" вателя интервалов времени объединен с вторым входом преобразователя код— временной интервал и является шиной формирования временного интервала, а выход формирователя интервалов времени соединен с вторым входом цифрового сумматора, третий вход которого объединен с третьим входом преобразователя код - временной интервал и соединен с выходом генератора случайных чисел, четвертый вход преобразователя код — временной интервал объединен с первым входом элемента И и соединен с выходом генератора кодовых импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом счетчика импульсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены преобразователь прямого кода в дополнительный блок и блок выделения временных соотношений, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код — временной интервал, второй вход объединен с вторым входом цифрового сумматора, первый выход блока выделения временных соотношений соединен с вторым входом элемента И, второй выход соединен с третьим входом элемента И, третий выход — с первым входом преобразователя прямого кода в дополнительный, четвертый выход соединен с четвертым входом цифрового сумматора и вторым входом преобразователя прямого кода в дополнительный, третий вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выход соединен с пятым входом цифрового сумматора.

2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок

1372622 выделения временных соотношений выполнен на трех триггерах, двух элементах ИЛИ, двухразрядном счетчике импульсов, пяти элементах И, первые входы первого и второго элементов И и первого элемента ИЛИ объединены и являются первым входом блока выделения временных соотношений, вторым входом которого является первый 10 вход третьего элемента И и вторые входы второго элемента И и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом двухразрядного счетчика импульсов, выход второго разряда которого является первым выходом блока временных соотношений, вторым выходом которого является выход второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом чет- 20 вертого элемента И и является четвертым выходом блока выделения временных соотношений, второй вход соединен с выходом пятого элемента И и является третьим выходом блока выде- 25 ления временных соотношений, первый вход пятого элемента И соединен с прямым выходом первого триггера, второй вход объединен с вторым входом первого элемента И и соединен с 30 инверсным выходом второго триггера, третий вход объединен с первым входом четвертого элемента И и соединен с инверсным выходом третьего триггера, второй вход четвертого элемента

И объединен с вторым входом третьего элемента И и соединен с инверсным выходом первого триггера, третий вход соединен с прямым выходом второго триггера, S-вход которого соединен с выходом третьего элемента И, причем S-входы первого и третьего триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, R-входы первого, второго и третьего триггеров и вход установки в "0" двухразрядного счетчика импульсов объединены и являются шиной установ-, ки в нулевое состояние °

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что преобразователь прямого кода в дополнительный выполнен на двух элементах

И, элементе ИЛИ и инверторе, вход которого объединен с первым входом первого элемента И и является третьим входом преобразователя прямого кода в дополнительный, первым входом которого является второй вход первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход является выходом преобразователя прямого кода в дополнительный, вторым входом которого является первый вход второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора, 1372622

Рис. У

Составитель А. Титов

Редактор Н, Рогулич Техред И.Попович

Корректор С. Черни

Подписное

Заказ 500/56 Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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