Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения

 

Изобретение относится к цифровой информационно-измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляю1дих системах. Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет снижения приведенной погрешности. Устройство содержит блок 1 аналогово го запоминания, блок 2 масштаба, аналого-цифровой преобразователь 3, арифметико-логический блок 9, блок 8 синхронизации, регистр 10 масштаба, блок 4 выбора масштаба. В устройстве изменены функциональные связи и появилась возможность адаптивной подстройки коэффициента усиления для приведения входного сигнала к величине, близкой к верхнему пределу преобразования аналого-цифрового преобразователя . 2 з.п. ф-лы. 1 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (51) 4 Н 03 M 1 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4125342/24-24 (22) 15.07,86 (46) 07,03.88. Бюл. )) - 9 (72) В,М.Кузнецов, А.С.Лесной и Ю, Г. Кух та (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 902247, кл . Н 03 М 1/ 18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫБОРОМ ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯ (57) Изобретение относится к цифровой информационно-измерительной технике и мо)кет быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах. Цель изобретения — повышение точности преобразования эа счет снижения приведенной погрешности, Устройство содержит блок 1 аналогового запоминания, блок 2 масштаба, аналого-цифровой преобразователь 3, арифметико-логический блок 9, блок 8 синхронизации, регистр 10 масштаба, блок 4 выбора масштаба. В устройстве изменены функциональные связи и появилась возможность адаптивной подстройки коэффициента усиления для приведения входного сигнала к величине, близкой к верхнему пределу преобразования аналого-цифрового преобразователя. 2 э.п. ф-лы. 1 ил.

1379941 первого выхода блока 8 синхро«иэации подается управляющий сигнал на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3. При этом в блоке 1 а»алогового запоми»ания фиксируется з«ачение а»алогоного сигнала Х. С выхода регистра !

О масштаба на второй вход блока 2 масштаба подается код, устанавливающий в нем масштаб»ый коэффициент преобразования К„ — 1, Аналого-цифровой преобразователь 3 преобразует сигнал, поступивший с выхода блока 1 аналогового запоминания через блок 3 масштаба «а его второй вход (значение сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя 3 равно К„„ X), в цифровой код N< Зтот код подается на вторые входы блока 4 выбора масштаба и первый вход арифметико-логического блока 9.

На первый вход блока 4 выбора масштаба с четвертого выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал. При этом в блоке 4 выбора масштаба производится деление величи»ы образцового кода N „rr (N « — код, соответствующий Х, ) на величину кода N „. Результат деления округляется до ближайшего меньшего значения кода, соотлетствукицего ближайшему меньшему коэффициенту преобразования блока ? масштаба К„. Код, соответствующий округленному результату пеления N /

/N подается с выхода блока 4 выбора масштаба на второй вход регистра

10 масштаба.

Изобретение относитсл к цифровой информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговь|х сигналов в цифроппгг коц л информацио«»о-иэмеритель«ых и управляющих системах, а также для сопряжения цифровых вычислитель«ых маши« с аналоговыми каналами, имеющими большой динамический диапа- 10 зо«crrrrraaa.

Цель изобретения — повышение точ«ости преобразования аналогового сиг«ала в цифровой код за счет снижения приведе««сй погрешности аналого-циф- 15 рового преобразования.

На чертеже представлена структурная схема устройства аналого-цифровогo преобразования с автоматическим

nr;rC)cpn;r предела измерения ° 20

Устройство содержит блок 1 аналогового запоминания, блок 2 масштаба, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 выбора масштаба, включающий постоя»«ое запоминающее устройство 5, 25 цифрогой делитель б, а также регистр

7, блок 8 синхронизации, арифметикологическии блок 9, регистр 10 масштаба, элемент ИЛИ 11, шину 12 "Запуск", таймер 13. 30

Сущность изобретения заключается в следующем.

Приведенная погрешность в»осит заметную долю н погрешность устройств аналого-цифрового преобразования и определяется по формуле

Хо

S п3 XI где X — цена младшего значащего разо ряда аналого-цифрового преобразователя;

Х вЂ” значение преобразуемого а»алогового сигнала.

Из нь|раже»ия следует, что В„ принимает наименьшее значение, когда Х принимает наибольшее. Таким образом, чтобы снизить значение 3 „, необходигго произвести преобразование аналогового сигнала в диапазоне, близком к верхнему пределу преобразования X„r,. 50

Потом с третьего выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал на третий вход арифметико-логического блока 9 и первый вход регистра 10 масштаба. Одновременно с первого выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3. При этом с выхоца регистра 10 масштаба на вторые входы блока 3 масштаба.и арифметико-логического блока 9 подается код, соответствующий определенному результату деления

Ип /И„, которым устанавливается масштабный коэффициент преобразования в блоке 2 масштаба K„=N„ /N„. Аналогоцифровой преобразователь 3 преобразует сигнал, поступивший с выхода блока

1 аналогового эапоми»ания через блок

2 масштаба на его второй вход (значение сигнала на входе а«алого-цифровоДля этого в устройстве на первый вход блока 1 аналогового запоминания с входной шины подается аналоговый сигнал. По команде Запуск с второго выхо- 55 да блока 8 си»хронизацииподается управляющий сигнал на второй вход блока 1 аналогового запоминания и третий вход регистра 10 масштаба ° Одновременно с

1379941 го преобразователя 3 равно Х К ) в

rl цифровой код N„. Б арифметическом логическом блоке 9 производится учет масштаба путем деления величины кода

I 5

N„ на величину кода, соответствующую округленному результату деления N„ /, /NÄ.

Таким образом, с выхода арифметико-логического блока 9 снимается код

1 1» 1 1х х х

Устройство работает следующим образом.

По команде нЗапуск на втором выходе устройства синхронизации формируется сигнал, по которому в блоке 1 аналогового запоминания фиксируется значение преобразуемого сигнала Х, этим же сигналом регистр 10 масштаба устанавливается в одно из устойчивых состояний, и с его выхода подается код на второй вход блока 2 масштаба, который устанавливает в нем масштабный. коэффициент передачи К„ =1. Одно25

Пo временно тот же сигнал через элемент

ИЛИ 11 подается на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3, по которому он преобразует поступивший на его второй вход сигнал Х в цифровой код Их, который заносится в регистр 7, Затем на первом выходе таймера 13 формируется сигнал, по которому с выхода регистр 7 на второй вход циф- 35 рового делителя 6 подается код N а на его первый вход с выхода постоянного запоминающего устройства 5 код N В цифровом делителе 6 производится деление кодов И„ /N„ 40 ляется результат деления до ближайшего меньшего значения кода, соответствующего ближайшему меньшему K„., 1 и код, соответствующий округленному результату деления, подается с его 45 выхода в регистр 10 масштаба.

Потом на третьем выходе таймера

13 формируется сигнал, по которому с выхода регистра 10 масштаба подается код на второй вход блока 9 и второй вход блока 2 масштаба, который устанавливает в них K„ соответствующий

1 округленному результату деления Ия /

/N„° Этот же сигнал через элемент ИЛИ

11 подается на первый вход аналого-, цифрового преобразователя 3, который преобразует сигнал Х K„;, поступающий на его второй вход с выхода блока 2 масштаба, в цифровой код И . Kng NÄ подается на первый вход блока 9, в котором производится уче.т масштаба ! путем деления кода И„ на код, соответствующий К„..

Таким образом, на его выходе получается скорректированный результат преобразования

Nx

К„. форм yлаизобретения

l Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения, содержащее блок аналогового запоминания, блок масштаба, блок выбора масштаба, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого подключены к соответствующим первым входам арифметико-логического блока, первый вход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с первым входом блока аналогового запоминания, вход является шиной Запуск а третий выход подключен к первому входу регистра масштаба, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам блока выбора масштаба, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами арифметико-лог. ческого блока, выходы которого являются выходной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования за счет снижения приведенной погрешности, второй вход блока аналогового запоминания является входной шиной, выход соединен с первым входом блока масштаба, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, а вторые входы — с соответствующими выходами регистра масштаба, третий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с первым входом блока выбора масштаба, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами аналого-цифрового преобразователя, третий выход блока синхронизации соединен с третьим входом арифметико-.логического блока.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора масштаба выполнен на регистре, 1379941

Составитель И.Романова

Редактор А.Коэориэ Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Закаэ 993/58 Тирж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 постоянном эапоминающем устройстве и цифровом делителе, выходы которого являются выходами блока, а первые входы соединены с соответствующими выходами постоянного запоминающего устройства, вход которого объединен с первым входом регистра и является первым входом блока, выходы регистра соединены с соответствующими вторыми входами цифрового делителя, а вторые входы являются вторыми входами блока.

3. Устройс во по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок синхрониэации выполнен на элементе ИЛИ и таймере, вход которого является входом блока, первый выход является четвертым выходом блока, второй выход соединен с первым входом элемента

ИПИ и является вторым выходом блока, третий выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ и является третьим выходом блока, а выход элемента ИЛИ является первым выходом блока.