Способ преобразования аналоговой величины в код и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области телеизмерений и может быть использовано при передаче сигналов времяимпульсной модуляции через канал связи и в кодоимпульсных устройствах. В устройство, содержащее генератор 2 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 3, генератор 8 импульсов эталонной частоты, канал 14 связи, первый счетчик 11 импульсов, первый ключ 9, блок 13 управления, генератор 1 опорных импульсов и реализующее способ преобразования аналоговой величины в измерительный временной интервал и цифровой код, с целью повышения точности и помехоустойчивости за счет дополнительно измерительного временного интервала, который позволяет осуществить контроль на достоверность полученного результата, введены первый 4 и второй 5 формирователи импульсов, второй ключ 10, элемент ИЛИ 6, распределитель 7 импульсов, второй счетчик 12 импульсов. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 011

{51) 5 Н 03 М 1/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4245245/24-24 (22) 07.04.87 (46) 07.02.90. Бюл. 9 5 (7)) Криворожское отделение Всесоюзного научно-исследовательского .института по автоматизированному.электроприводу в промьшцтенности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) M.Е.Бергал, Л.В.Дубина и В.И,Лобов (53) 681 ° 325(088.8) (56) Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение. -М.: Энергоиздат, 1982, с.33, 312-3)4.

Гнатек )O.P. Справочник по цифроаналоговым преобразователям: Перев. с англ. M.: Радио и связь, )982, с. 291, 292, рис. 54. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОЙ ВЕЛИЧИНЫ В КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение отиосится к области телеизмерений и может быть испольэовано при передаче сигналов времяимпульсной модуляции через канал связи и в кодоимпульсных устройствах. В устройство, содержащее генератор 2 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 3 ° генератор 8 импульсов эталонной частоты, канал 14 связи, первый счетчик Il импульсов, первый ключ 9, блок 13 управления, генератор 1 опорных импульсов и реализующее способ преобразования аналоговой величины в измерительной временной интервал и циФровой код, с целью повышения точности и помехоустойчивости за счет дополнительно измерительного временного интервала, кото. рый позволяет осуществить контроль на достоверность полученного результата, введены первый 4 и второй 5 формирователи импульсов, второй ключ

1 О, элемент ИЛИ б, распределитель 7 импульсов, второй счетчик 12 импульсов. 2 с.п. Ф-лы, 3 ил.

1541779

Изобретение относится к области телеизмерений и может быть использо- : вано при передаче сигналов времяимпульсной модуляции через канал связи и в кодоимпульсных устройствах.

Цель изобретения — повышение точности и помехоустойчивости.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма era работы; íа фи:.- ° 3— блок-схема алгоритма функционироваия микропроцессора, Устройство содержит генератор 1 опорных импульсов, генератор 2 лииеч- 15

Но изменяющегося напряжения, компаратор 3, первый 4 и второй 5 формифователи импульсов, элемент ИЛИ 6, фаспределитель 7 импульсов,;генераор 8 импульсов эталонной частоты, 20 ервый 9 и второй 10 ключи, первый

11 и второй 12 счетчики импульсов, блок 13 управления, выполненный на микропроцессоре., и канал 1 4 связи.

Устройство работает следующим об- 2Я разом.

Генератором 1 формируют послецовательность сигналов с периодом, выбранным из условия, что он должен быть . ,равным или большим удвоенной максимальной величины временного интервала, пропорционального. максимальному значению входного сигнала (фиг.2а), которая поступает на входы генерато" ра 2 линейно изменяюще1 эся напряже-. ния, формирующего напряжение треугольной формы (фиг.2в), и форми:- ( ров ателя 4 импуль сов, срабатывающего по фронту приходящих импульсов (фиг.2б). В моменты равенства аналоговой величины и линейно возрастающег го напряжения (фиг.-2в) срабатывает компаратор 3, с выхода которого импульсы (фиг.2г) поступают на вход формирователя 5 импульсов (фиг.2д). 45

Импульсы (фиг.2е) через элемент

ИЛИ 6 по каналу 14 ;вязи поступают на первый вход распределителя ".

При этом значение аналоговой величины пропорционально временному интервалу, образованному этими импульсами.

Установка распределитeля 7 и счет-- чиков 11 и 12 в исходное состояние происходит после кратковременной подачи сигнала "Сброс" (Фиг;2ж, с первого выхода блока 13. При этом ключи

9 и 10 разомкнуты, счетчики 11 и 12 обнулены.

В момент поступления на информационный вход распределителя 7 импульса он срабатывает и выдает сигнал на замыкание ключа 9 (фиг.2з),который соединяет счетный вход счетчика 11 с выходом генератора 8 импульсов эталонной частоты. Счетчик 11 начинает счет этих импульсов (фиг.2к).

При поступлении второго импульса на информационный вход распределителя

7 он срабатывает (фиг.2м), размыкая ключ 9 и замыкая ключ 10. При этом счетчик 11 останавливается, а счетчик

12 начинает счет (Фиг.2л). В момент поступления третьего импульса на информационный вход распределителя

7 очередное его срабатывание приводит к размыканию ключа 10 и остановке счетчика 1?. Последующие импульсы, поступающие на информационный вход распределителя 7, не вызывают изменения его состояния до выдачи блоком

13 очерецного сигнала "Сброс", асинхронного по отношению к входным импульсам, При этом его период выбран заведомо большим периода входных сигналов, Перед выдачей .очередного сигнала

"Сброс" блок 13 считывает со счетчиков 11 и 12 кодовую комбинацию, эквивалентную временным интервалам, которые образованы тремя последовательно поступившими на информационный вход распределителя 7 импульсами.

Далее блок- 13 производит. обработку и проверку результатов счета на соответствие выбранному периоду входных сигналов. Ксли результат проверки положительный, то меньшее или равное цифровое значение из нолученных результатов счета однозначно соответствует преобразуемой аналоговой величине, если отрицательный, то . последовательность преобразований повторяется до получения положительного результата.

Устройство можно разделить (условно) на две части:передатчик и прием-. ник, соединенные между собой каналом связи. Работают они независимо, могут включиться или отключиться в любой момент времени. После включения го+. товность приемника к приему импуль-. сов поступающих Hà его вход от передатчика по каналу связи, наступает только после формирования блоком 13 (фиг.l) кратковременного импульса

"Сброс " (фиг.2ж).

15417

Форма сигнала, поступающего от передатчика, показана на фиг.2е.

Если рассмотреть любые три последовательно расположенные импульса, то

5 можно заметить, что они образуют два неодинаковых и тервала времени.

Условно называют меньший иэ них основным (с длительностью t ), а больший — дополнительным (с длительностью

t ). Величина интервала пропорцйональна преобразуемой аналоговой величине (процесс его формирования проиллюстрирован на фиг.2а-е). Интервал йо обозначен понятием "основной временной интервал".

Сумма интервалов t+ и t определяет величину периода последовательности опорных импульсов Т, т.е.

t + t = T. (1) 20

Период Т не зависит от текущего значения аналоговой величины и выбирается однократно при настройке генератора 1 (фиг,2а).

Рассматривая фиг.2а-е, можно за- 25 метить, что первый импульс временного интервала t0 всегда формируется в момент начала "нилы" (фиг.2в), а второй — в момент срабатывания компаратора 3 при равенстве мгновенных 30 значений "пилы" и аналоговой величины (показана горизонтальной линией,фиг.2в). Отсюда видно,что при уменьшении аналоговой величины втоР рой импульс временного интервала

t< приближаетСя к первому, а при увеличении вЂ,отодвигается, однако всегда имеет место соотношение и (2) или с учетом (1) получают 40 а Т/2. (3)

Выражейие (3) позволяет приемнику выявить временной интервал t из двух интервалов, зафиксированных счетчиками 1! и 12. 45

Помехоустойчивость способа обусловлена выполнением в приемнике проверки по условию -(1). Импульсы помех могут поступать на вход приемника вперемешку с импульсами передатчика. Однако при этом сумма интервалов, зафиксированных счетчиками 11 и 12, образованными тремя последовательно поступившими на вход приемника импульсами (среди которых не менее одного импульса помехи) ° обязательно меньше-"известного приемнику" периода Т. Если импульс помехи случайно "погасит" рабочий импульс, 79 6 или один иэ импульсов перестанет формироваться в передатчике вследствие его неисправности, или если аналоговая величина выйдет эа пределы рабочей зоны передатчика, тогда проверка на сумму интервалов t> и t в приемнике покажет, что эта сумма превышает Т, и результат преобразования будет отброшен как ошибочный.

Таким образом, за счет предварительно выбранного временного интервала использования в устройстве, осуществляющем способ, одного канала связи для передачи сигналов, образующих временные интервалы, и проверки результатов преобразования повышается точность и обеспечивается высокая помехоустойчивость.

Формула из об р е т е ния

1.Способ преобразования аналоговой величины в код, заключающийся в том, что формируют последовательность опорных импульсов с периодом следования, большим заданного временного интервала, пропорционального максимальному значению входного сигнала, по переднему фронту каждого опорного импульса последовательности одновременно формируют линейно изменяющееся напряжение и основной измерительный временной интервал, сравнивают входной сигнал с линейно изменяющимся напряжением и в момент их равенства прекращают формирование основного измерительного временного интервала, одновременно с формированием основного измерительного временного интервала Формируют основной код, ему пропорциональный, осуществляют определение выходного кода, пропорционального входному сигналу, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и помехоустойчивости, после прекращения формирования основного измерительного временного интервала формируют дополнительный измерительный временной интервал, равный времени между моментом окончания основного измерительного временного интервала и передним фронтом последующего опорного импульса, с одновременным формированием дополнительного кода, пропорционального дополнительному измерительному временному интервалу, после чего осуществляют суммирование!

541779

ОсновнОГО и дополнительнОГО кодОвр осуществляют контрольное сравнение полученной суммы с заданным кодом, пропорциональным периоду последова5 тельности опорных импульсов, при их равенстве за величину выходного кода выбирают код, пропорциональный меньше у измерительному временному интералу, а при неравенстве контрольное равнение повторяют для последующих

1 сНоВНоро и дОполнительноГО измерительных временных интервалов до момен та их равенства, причем период следо вания Опорны@ импульсов выбирают рав плм или большим удвоенному значенио ваданного временного интервала,. (2.устройство преобразования анало говой величины в код, содержащее енератор линейно изменяющегося напряения, компаратор, генератор импульсов эталонной частоты, первый счетчик импульсов, первый ключ, блок управ ления, выход генератора линейно из- 25 меняющегося напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входной шиной, счетный вход первого счетчика подключен к выходу первого ключа, информа- ЗО ционный вход которого подключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, о т л и ч а о щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и помехоустойчивости, В него введены первый и Второй формирователи импульсов, генератор опорных импульсов, элемент ИЛИ, распределитель импульсов, второй ключ и второй счетчик импульсов, счетный вход которого подключен к вьгходу второго ключа, информационный Вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а вход управления подключен к первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с входом управления первого ключа, а информационный вход через канал связи подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого через соответствующие первый и второй формирователи импульсов подключены к выходам соответственно компаратора и генератора опорных импульсов,. ьходы начальной установки распределителя импульсов и первого и второго счетчиков объединены и додключены к первому выходу блока управления, первый H второй входы которого соединены соответственно с выхода-, ми первого и в орого счетчиков импульсов, а в",îðîé выход является выходной i шиной, выход генератора опорных импульсов соединен с входом генератора линейно изменяющегося сигнала.

) 541779

Составитель Ю.Спиридонов

Техред И.Ходанич Корректор Т,Малец

Редактор М.Бланар Заказ Z90 Тираж 666 Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101