Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к технике аналого - цифрового преобразователя сигналов с функциональным преобразователем кодов и предназначено для использования в информационно - измерительных системах. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет определения аномальных маловероятных значений измеряемой величины и их отбраковки. Цель достигается тем, что в устройство , содержащее блок 3 аналого - цифрового преобразователя, дешифратор 6, вычитающие счетчики - регистры 16, введены элементы ИЛИ 7, 8, 19, 20, 21, элементы И 9, 22-25, элементы НЕ 26, 27, группа триггеров 17, группа элементов И 18, триггеры 10, 11, 29, формирователи 12, 13 задержки сигнала, формирователь 14 одиночного сигнала, счетчик 28 объема выборки. 1 ил. о ел

Н 03 М 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ (ф, ф, СОЮЗ СОВЕТСНИХ ф »," = СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН сЯ.=у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4137857/24-24 (22) 19.09.86 (46) 30.06 ° 88 ° Бюл ¹ 24 (72) С.Г.Алексеев, М.Б.Беляев и М.М.Гельман (53) 681.325 (088.8) (56) Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. M.: Энергия, 1970, с.5-50.

Авторское свидетельство СССР № 970680, кл Н 03 M 1/38, 1981. (54) АНАЛОГΠ— ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике аналого — цифрового преобразователя сигналов с функциональным преобразователем кодов и предназначено

„„SU„„1406793 A 1 для использования в информационно измерительных системах. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет определения аномальных маловероятных значений измеряемой величины и их отбраковки.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок 3 аналого— цифрового преобразователя, дешифра" тор 6, вычитающие счетчики — регистры 16, введены элементы ИЛИ 7, 8, 19, 20, 21, элементы И 9, 22-25, элементы HF. 26, 27, группа триггеров

17, группа элементов И 18, триггеры

10, 11, 29, формирователи 12, 13 задержки сигнала, формирователь 14 одиночного сигнала, счетчик 28 объема выборки. 1 ил.

1406793

50

Изобретение относится к технике аналого — цифрового преобразования сигналов с функциональным преобразованием кодов и предназначено для использования в информационно — измерительных системах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет реализации операций определения и отбраковки аномальных маловероятных значений измеряемой величины.

На чертеже изображена функциональная схема преобразователя. 15

Преобразователь содержит входную шину 1, шину 2 запуска, блок 3 аналого — цифрового преобразования, информационные выходные шины 4, шину

5 сигнала признака аномального результата, дешифратор 6, элементы

ИЛИ 7 и 8, элемент И 9, триггеры

i0 и 11, формирователи 12 и 13 задержанных сигналов, формирователь

14 одиночного сигнала, шину 15 готов- 25 ности, вычитающие счетчики — регистры 16, группу 17 триггеров, группу

18 элементов И, элементы ИЛИ 19 — 21, элементы И 22 — 25, элементы НЕ 26 и

27, счетчик 28 объема выборки, триггер 29, кодовые входные шины 30.

Устройство работает в следующих режимах: 1 — определения гистограммы уровней измеряемой величины; 2— облучения распознавать уровни измеря35 емой величины, неразрешенные по вероятности для дальнейшей обработки (например, по результатам предварительного анализа измеренной гистограммы в ЭВМ); 3 — кодирования дискретных значений измеряемой величины (с распознаванием и маркировкой неразрешенных для обработки маловероятных значений) и их передачи в ЭВМ.

В исходном (статическом) состоянии устройства элемент 9 блокирован соответствующим нулевым выходным сигналом триггера 11, выходной сигнал триггера 10 равен, например, также нулю. Переключение триггеров

10 и 11 в исходное состояние можно осуществить, например, вручную от соответствующей кнопки (цепи сброса не обозначены) либо предварительной установки кода на кодовых входных шинах 30 со значащей цифрой хотя бы в одном иэ разрядов с последующей установкой нулевого кода. В последнем случае перепадом 1/0 выходного сигнала элемента 19 запускается формирователь 14 и этим сигналом переключаются триггеры 10 и 11 в исходные состояния. Кодовые входные шины 30 могут быть подключены, например, к выходному регистру ЭВМ.

Если на кодовых входных шинах 30 установлен код нуля, то после переключения АЦЛ в исходное состояние с поступлением на шину 2 сигнала внешнего запуска (например, от 3BM) устройство начинает работать в первом иэ режимов — определения гистограммы уровней измеряемой величины. С поступлением первого сигнала запуска переключается триггер 10 и запускается (только определенным перепадом выходного сигнала триггера, например, О/1) формирователь 13, которым переключается триггер 11, деблокируя элемент 9, переключаются в исходные нулевые состояния счетчик 28, триггеры 17 и 29 (если они не переключились предварительно сигналом сбро" са формирователя 14), а в счетчики

16 записывается нулевой код. Далее с задержкой относительно сигнала формирователя 13 сигналом формирователя .12 запускается блок 3. Этим и каждым последующим сигналом, переданным через элементы 9 и 7, запускается блок 3, и выполняется кодирование текущего дискретного значения измеряемой величины. Выходной код

AIlII например, 2", преобразуется дешифратором 6 в позиционный код с числом разрядов 2, в котором номер позиции равен номеру уровня квантования, соответствующего текущему дискретному значению измеряемой величины. По сигналу конца цикла измерения блока 3, переданному на управляющий вход дешифратора, на соответствующем выходе дешифратора появляется единичный сигнал, который передается на соответствующий вычитающий счетчик — регистр 16. Вычитающие счетчики — регистры 16 имеют входы для предварительной параллельной записи числа по соответствующему сигналу, формируемому формирователем 13. Количество циклов измерений АЦП (объем выборки) подсчитывает счетчик 28, емкость которого обусловливает интервал времени наблюдения, необходимый для определения гистограммы уровней измеряемой

1406793 величины. С появг»енг»ем сигll;l.lÿ переполнения на игходе счеT п1ка 28 в вычитакгших с четчг»ках — ре гис трах 1 б оказывается зафиксирована в дополнительном коде искгмая гистограмма.

При этом номер позиции данного вычитаюшего счетчика — регистра 16 эквивалентен соответствующему уровню измеряемой величины, а число записан- !ð ное в этом счетчике, соответствует частоте наблюдения данного уровня, Выходной сигнал переполнения счетчика 28 переключает триггер 29, изменившийся выходной сигнал которого 15 деблокирует элементы 24 и 25.

Гистограмма содержимого вычитающих счетчиков — регистров 16 может быть считана в ЭВМ для анализа, например, для оценки редко повторяю- 20 щихся (аномальных) отсчетов. Пепи передачи кода из нычитающих счетчиков — регистров 16 на чертеже не обозначены, но они могут быть известным образом совместно с цепями пер- 25 вых выходов блока 3 подключаться к входному регистру »ÂÃ1 через коммутатор, управляемьгг» сигналом машины.

Гистограмму можно определить и в

ЭВМ передачей кодов с перньгх вьгходов блока 3 по сигналам окончаний циклов измерений, которые передаются через деблокированньп элемент 23 и элемент

20 на шину 15 и качестве сигналов готовности. При этом ЭВМ синхронно

35 со счетчиком 28 подсчитывает объем выборки. С деблокиронанием элемента

25 сигналом триггера 29 (после переполнения счетчика 28, подсчитывающего объем выборки) на выходе этого элемента появляется единичный сигнал (на втором входе элемента 25 при нулевом коде на кодсвых входных шинах 30 присутствуез едг»ничг»ьгг» сигнал элемента 27), которым переключа- 45 ются н исходные состояния триггеры

10 и 11 и блокируется элемент 9.

При нулевом коде на кодовых входных шинах 30 с поступлением текущих сигналов запуска работа устройства повторяется аналогично описанному, причем не обязательно только с целью определения гистограммы. Код, который устанавливают на кодовых входных шинах 30 (этот кол может бьггь задан, например, оператором нручную либо

55 автоматически ЭВМ), соответствует нероятности маловероятных значений измеряемой величины, которые не должны в ла»lüHpl»lllpì пг реп \вать<-я в

ЭВМ для обработки, в: òïò код (г»с:lyченный, например, н pp÷ó»lüòàòå аllализа гистограммы) записывают в вьгп»таю— щие счетчики — регистры 16 для опупев ния устройства распозггавать эти уровни, Код может быть в частном случае и ггуленьгм, Второй режим работы устройства — его обучение распознавать разрешенные (в соответствгп» с установленным на кодовых входных пп»нах

30 кодом) для последующей обработки значения измеряемой величины, реализуется аналогично первому, но с поступлением первого сигнала запуска в нычитающие счетчики — регистры 16 записывается отличньв» от нулевого код, установленньпг на кодовьгх входгп R шинах 30. В этом реж»»ме по мере запуска ЛЦП сигг»алы с выходов лешифрзтора 6, поступающие в соответствующие счетчики — регистры 16, уменьшают их содержимое. Когда при вьгчг»тани»» содержимое данного счетчика становится равным нулю, выходной сигнал счетчика переключает подсоединенньп» к этому счетчику триггер 17, нследстние чего деблокируется соответствующий элемент 18, В последующем сигналы дешифратора, переданные через деблокирсванные элементы 18, элементы 21, деблокированньп» элемент 24 и элемент 20 на шину 15, ян»яются признаками готовности и сигналиэируют о допустимости внести в 3НМ для обработки соответствующее кодированное значение измеряемой величины (третий режим работы устройства).

Второй режим работы устройства (обучение) завершается с появлением сигнала переполнения счетчика 28, который переключает триггер 29, вследствие чего деблокируется элемент 24, но элемент 25 остается блокированным нулевым сигналом элемента 27 и поэтому триггеры 10 и 11 не переключаются н свое исходное состояние. В этом состоянии устройства продолжается запуск блока А11П, но устройство рабптает теперь в третьем режиме — кодирования и передачи в RM разрешенных значений измеряемой величины.

Появление на шине 5 единич.»ого сигнала является признаком аномального отсчета. Ло этому сигналу код с первых выходов блока 3 может не считынаться в ЭВ? 1, но сам факт отсчета (цикла преобразования) используется

1 i 0(7 > 3 при последующей обработке данных, например, при восстановлении измеренного сигнала. В третьем режиме устройство работает до изменения кода

5 на кодовых входных пп нах 30. Изменение кода должно выполняться с предварительным установлением нулевого кода на этих входах без очередного запуска КАП. При этом сигнал на выходе элемента 19 изменяется с единичного на нулевой и только таким перепадом формируется сигнал формирователем 14, который выполняется, например, в виде одновибратора. Сигналом формирователя 14 триггеры 10 и 11, а значит и все устройство в целом, переключаются в исходное состояние.

В зависимости от последующего кода на кодовых входных шинах 30 — 20 нулевого или отличного от нуля, устройство начинает работать соответственно в первом режиме или во втором режиме с автоматическим переходом н третий режим описанным образом. 25

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Аналого — цифроной преобразова- . тель, содержащий блок аналого — цифроного преобразования, информационный вход которого является входной шиной, а первые выходы соединены с соответствующими информационными входами дешифратора и являются информационными выходными шинами, входы дешифратора соединены с соответствующими счетными входами вычитающих счетчиков — регистров, управляющий вход дешифратора соединен с вторым

40 выходом блока аналого — цифрового преобразования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительной функции

45 контроля аномальных маловероятных значений измеряемой величины, введены пять элементов ИЛИ, два элемента

НЕ, пять элементов И, группа элементов И, группа триггеров, три триггера, два формирователя задержанных сигналов, формирователь одиночного сигнала и счетчик объема выборки, счетный вход которого объединен с входом запуска блока аналого — цифрового преобразования и соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первьп вход которого через первый элемент Й объединен с входом установки пе1>но ГО т >>>1Г > p1 ÿ и я нлл Tc >> ши>>ой запуск 3 вторОЙ вход !Ipt>ного >х>емeн та ПНП через перний >>>ормиро»атель задержанного сигнала объединен с входами установки второго триггера, счетчика объема выборки, третьего триггера, триггеров группы, вычитающих счетчиков — регистров и соединен с ныходом второго формирователя задержанных сигналов, вход которого соединен с нь>ходом первого триггера, информационньп> вход которого объединен с информационным входом второго триггера и соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, второй вход через >ормирователь одиночного сигнала объединен с входом первого элемента НЕ и соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого поразрядно объединены с кодовыми входами нычитающих счетчиков — регистров

» являются соответственно кодовыми входными шинами, выходы вычитающих счетчиков — регистров соединены соответственно с информационными входами триггеров группы, вь>ходь> которых соединены соответственно с первыми входами элементов И, группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, а выходы — с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента И и соединен с выходом третьего триггера, выход третьего элемента И соединен с входом второго элемента НЕ и первым входом, пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, третий вход пятого элемента ИЛИ соединен с выходом пятого элемента И и является шиной сигнала признака аномального результата, а выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и является шиной готовности, второй вход пятого элемента И соединен с выходом второго элемента

НЕ, причем первьп вход четвертого элемента И соединен с ьторым выходом блока аналого — цифрового преобразователя, второй вход объединен с вторым входом второго элемента

1406793 объема выборки соединен с информационным входом третьего триггера.

И и соединен с выходом первого элемента НЕ» при атом выход счетчика

Составитель А.Титов

Техред M.Äèäûê

Редактор F,.Êîï÷à

Корректор С.Черни

Заказ 3208/55 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1 1осква» Ж-35» Раушская наб.„ д, 4/5

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