Способ интерполяционного преобразования аналогового сигнала

 

Изобретение относится к автоматике и преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах цифроаналогового преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования. В способе интерполяционного преобразования сигнала, заключающемся в запоминании текущего значения дискретного преобразуемого сигнала, которое вычитают из последующего значения дискретного преобразуемого сигнала, формируют сигнал треугольной формы, который суммируют с текущим значением дискретного преобразуемого сигнала, по результату суммирования формируют выходной сигнал, одновременно с вычитанием сравнивают текущее и последующее значения дискретного преобразуемого сигнала и по результату сравнения задают полярность сигнала треугольной формы, выполняют второе сравнение, при котором сравнивают сигнал треугольной формы с результатом вычитания, и в момент их равенства запоминают последующее взамен текущего значения дискретного преобразуемого сигнала и изменяют сигнал треугольной формы до нулевого значения, при этом сигнал треугольной формы формируют путем интегрирования импульсного сигнала заданной амплитуды полярностью, соответствующей знаку сигнала треугольной формы, и длительностью, равной интервалу времени от момента поступления последующего значения дискретного преобразуемого сигнала до момента равенства результата вычитания текущего значения дискретного преобразуемого сигнала из последующего и сигнала треугольной формы. Устройство, реализующее способ, содержит источник 1 преобразуемого сигнала, аналоговое запоминающее устройство 2, интегратор 3, источник 4 опорного напряжения, переключатель 5 полярности, два устройства 6, 7 сравнения, ключ 8, инвертор 9 и два сумматора 10 и 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 Н 03 M 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 43583 79/24-24 (22) 04.01.88 (46) 15. 10.89. Бкл. !! - 38 (72) Д.С.Наумов (53) 681.325(088.8) (56) Гинзбург С.А.- и др . Функциональные преобразователи с аналогоцифровым представлением информации.

М.: Энергия, 1973.

Игнатьев Н.К. Дискретизация и ее приложения . М.: Связь, 1980, с.56-58, рис.2.25. . (54) СПОСОБ ИНТЕРПОЛЯЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к автоматике и преобразовательной технике и может бьггь использовано в устройствах цифроаналогового преобразователя. Цель изобретения — повьппение точности преобразования. В способе интерполяционного преобразова,ния сигнала, заключающемся в запоминании текущего значения дискретного преобразуемого сигнала, которое вычитают иэ последующего значения дискретного преобразуемого сигнала, формируют сигнал треугольной формы, который суммируют с текущим значением дискретного преобразуемого сигнала, по результату суммирования формируют выходной сигнал, одновременно с вычитанием сравнивают текущее

Изобретение относится к автоматике и преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах цифро-аналогового преобразователя.

„„SU„„1515370 А 1 и последующее значения дискретного преобразуемого сигнала и по результату сравнения задают полярность сигнала треугольной формы, выполняют второе сравнение, при котором сравнивают сигнал треугольной формы с результатом вычитания, и в момент их равенства запоминают последующее взамен текущего значения дискретного преобразуемого сигнала и изменя. ют сигнал треугольной формы до нуле- вого значения, при этом сигнал треугольной формы формируют путем интегрирования импульсного сигнала.заданной амплитуды полярностью, соответствующей знаку сигнала треугольной формы, и длительностью, равной е интервалу времени от момента поступления последующего значения дискретного преобразуемого сигнала до момента равенства результата вычитания текущего значения дискретного преобразуемого сигнала из последующего и сигнала треугольной формы. Устройство, реализующее способ, содержит источник преобразуемого сигнала, аналоговое запоминающее устройство

2, интегратор 3, источник 4 опорного напряжения, переключатель 5 полярности, два устройства 6, 7 сравнения, ключ 8, инвертор 9 и два сумматора 10 и 11. 2 ил.

Цель изобретения — повьппение точности преобразования, На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие принцип интер-! поляционного преобразования дискрет45

3 1515370 ного преобразуемого сигнала;на фиг.2— устройство, реализующее способ.

Устройство для интерполяционного преобразования сигнала (фиг. 2) со держит источник 1 преобразуемого сигнала, аналоговое запоминающее устройство 2, интегратор 3, источник 4 опорного сигнала, переключатель 5 полярности, два устройства

6 и 7 сравнения, ключ 8, инвертор

9 и два сумматора 10 и 11.

Способ интерполяционного преобразования сигнала осуществляется следующим образом (фиr ° 1). 15

Предыдущее значение U, преобразчемого сигнала (фиг. 1,а) запоминается. В момент времени t! значение преобразуемого сигнала изменяется и становится равным u . ь результа- 2р те сравнения значений U> и U„ оггределяется знак разности U — U, и формируется передний фронт импульсного сигнала U„, полярность которого соответствует знаку разности 25 (фиг. 1, в), а амплитуда равна напряжению Е опорного сигнала.

В этот же момент времени t начинается формирование сигнала U, треугольной формы (фиг.1, г) путем ин-"- 30 грирования импульсного сигнала U с неизменной постоянной времени интегрирования. Сигнал треугольной формы суммируется с предыдущим значением U! преобразуемого сигнала, в результате чего формируется значение U „,„ преобразованного сигнала (фиг.1,б). Значение сигнала U òðåугольной формы непрерывно сравнивается с разностным сигналом U — U и в момент их равенства t формируется задний фронт импульсного сигнала U„, в результате чего прекращается изменение значения сигнала

U„ треугольной формы, осуществля-ется запоминание последующего U.< вместо предыдущего Б, значения преобразуемого сигнала, а сигнал уменьшается до нулевого значения.

В результате использования пред50 лагаемого способа нормируется скорость изменения преобразованного сигнала и исключаются коммутационные выбросы сигнала, что способствует повышению точности преобразования.

Устройство (фиг.2), реализующее способ интерпсляционного преобразования сигнала, работает следующим образом.

В исходном состоянии до момента времени t (фиг. 1,а) в аналоговом запоминающем устройстве 2 хранится значение сигнала U, интегратор 3 обнулен, ключ 8 разомкнут, на выходе сумматора 11 сигнал U „„ равен сигналу U,. В момент времени t, на выходе источника 1 преобразуемого сигнала формируется новое значение преобразуемого сигнала U>„ которое поступает на первый выход первого устройства 6 сравнения, на второй вход которого подается с выхода аналогового запоминающего устройства

2 значение U . Если сигнал U> больше сигнала Б„, то на выходе переключателя 5 полярности формируется напряжение положительной полярности, уровень которого равен напряжению

Е, источника 4 опорного сигнала. Поскольку U Ф U,, то на выходе первого сумматора 10 и первом входе второго устройства 7 сравнения сигнал равен (U — V „) и отличен от нулевого з начения (сигнал U инвертируется инвертором 9) . В результате на выходе устройства 7 сравнения фор— мируется сигнал, замыкающий ключ 8 и переводяший интегратор 3 в рабочий режим, при этом сигнал на выходе интегратора начинает возрастать, В. результате суммирования выходного сигнала интегратора 3 с сигналом U, хранящимся в аналоговом эапоминаюшем устройстве 2, сигнал на выходе сумматора 11 возрастает по линейному закону.

Нарастающий сигналБ „на выходе интегратора 3 в момент времени становится равным выходному сигналу первого сумматора 10, при этом выходной сигнал устройства 7 сравнения становится равным исходному значению, ключ 8 размыкается, изменение сигнала на выходе интегратора 3 прекращается, в аналоговое запоминающее устройство 2 заносится значение сигнала U . В результате на обоих входах первого устройства 6 сравнения сигналы становятся равными, что приводит к возвращению переключателя 5 полярности в исходное нейтральное положение (одновременно с записью новой информации в аналоговое запоминающее устройство 2 необходимо блокировать на некоторое время по обоим входам второй сумматор

11). Затем с некоторой задержкой об1515370 Жжик.

Ур

Vg

Ы

Vî

Р р

Уг

У

V г фиг 3 нуляется интегратор 3, и все устройство переходит в исходное состояние..

B момент времени Т (С ) процесс

3 преобразования повторяется, но при этом переключатель 5 полярности обеспечивает подключение к входу интегратора 3 импульсного сигнала отрицательной полярности, поскольку выполняется условие U — U О. формула изобретения

Способ интерполяционного преобразования аналогового сигнала, заключающийся в том, что осуществляют запоминание текущего значения дискретного преобразуемого сигнала, вычитание текущего значения дискретного преобразуемого сигнала из последующего и формируют сигнал треугольной формы, после чего осуществляют его суммирование с дискретным значением дополнительного сигнала, по результату суммирования формируют выходной сигнал, о т л и— ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, перед формированием сигнала треугольной формы осуществляют первое сравнение сигналов, при котором сравнивают текущее и последующее значения дискретного преобразуемого сигнала и результат сравнения используют для определения знака сигнала треугольной формы, а одновременно с формированием сигнала треугольной

5 формы осуществляют второе сравнение сигналов,при котором сравнивают результаты вычитания текущего и последующего значений дискретного преобразуемого сигнала с сигналом треугольной формы и в момент их равенства осуществляют запоминание последующего значения дискретного преобразуемого сигнала взамен текущего и изменяют сигнал треугольной формы до нулевого уровня, при этом в качестве дискретного значения дополнительного сигнала используют текущее значение дискретного преоб20 раэуемого сигнала, а сигнал треугольной формы формируют путем интегрирования импульсного сигнала заданной амплитуды, полярностью, соответствующей знаку сигнала треугольной форg5 мы, и длительностью, равной интервалу времени от момента поступления последующего значения дискретного преобразуемого сигнала до момента равенства результата вычитания текущего значения дискретного преобразуемого сигнала из последующего и сигнала треугольной формы.

1515370

Составитель Н.Капитанов

Техред Л.Кравчук Корректор M.Âàñèëüåâà

Редактор А.Лехнина

Заказ 6294/56 Тирах 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ухгород, ул. Гагарина, 101