Многоканальный аналого-цифровой преобразователь

 

2819Н

Союз Советских .

Сецтталистиче ких

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 20. т 1 1969 (№ 1338471/18-24) Кл. 42m5, 3/00 с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликова|но 14.IX.1970. Бюллетень № 29

Дата опубликава ния 11.111.1971

МПК И 03k 13/17

G 061 3/00

УДК 681.325 (088.8) Авторы изобретения

И. А. Бабанов, 3. Г. Баранова и Л. М. Лукьянов

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

В системах сбора и обработки данных и в системах автоматизации производственных процессов с применением вычислительных машин (BM) широко используются преобразователи аналоговых величин в дискретные.

В этих системах неизбежно присутствуют помехи, которые, суммируясь с полезным сигналом, могут исказить его, что приводит к неправильному преобразованию и возникновению ложной информации на выходе преобразователя Для подавления помех могут быть использованы пассивные или активные фильтры высших частот. Однако применение таких фильтров, обеспечивая значительное подавление помехи, сильно ограничивает частотный спектр канала передачи сигналов и снижает быстродействие системы в целом. Кроме того, применение фильтров в многоканальных преобразователях приводит к значительномуувеличению оборудования, зачастую нестандартного.

Среди различных видов помех наибольшие затруднения вызывают импульсные помехи, отличающиеся широким спектром частот и случайным характером появления. Самым эффективным методом ослабления помех этого вида является цифровая фильтрация.

Из известных методов цифровой фильтрации (гармонический отбор, усреднение, статистический метод и др,) для фильтрации импульсных помех в многоканальных системах наиболее удобен метод цифрового «сглаживания». В этом методе учитывается тот факт, что за период обращения входная аналоговая величина в каналах изменяется на величину, не превышающую заранее известного значения. Если входная величина изменилась за период обращения на величину, большую этого значения, следовательно, входной сигнал

10 имеет помеху, которая должна быть отфильтрована. При применении метода цифрового

«сглаживанпя» необходимо иметь предыдущее значение входной величины по данному каналу.

15 В процессе фильтрации новое мгновенное значение входной величины К„„- вычитается нз предыдущего ее значения — К„р,, Далее полученная разность А = Керет К тек сравнивается с допустимой величиной отклонения А „„.

При (А) )А„„и з предыдущего значеHHя измеряемой величины вычитается (или прибавляется в зависимости от знака отклонения) значение А„„- Крез: Кпрез + А лап, 25 где Кр,з — новое текущее значение входной величины.

Прн (А) (А„„полученное новое значение является мгновенным текущим значением:

К рез К ге«.

30 Реализация этого метода цифровой филь281911 трацин требует использования специального устройства для организации хранения К, р„и выполнения перечисленных выше математических операций или, в случае использования для этих целей ВМ, связана с дополнительны- 5 ми затратами машинного времени.

Для устранения указанных недостатков предлагается цифровое «сглаживание» выполнить в аналого-цифровом преобразователе.

Операция «сглаживания» может осущест- 10 вляться одновременно с выполнением аналого-цифрового преобразования, если использовать схему следящего преобразователя с несложными дополнительными логическими устройствами. 15

От известных следящих аналого-цифровых преобразователей предлагаемый преобразователь отличается наличием дополнительной логической схемы определения конца преобразования, состоящей из счетчика допустимого от- 20 клонения, в котором записывается код допустимого отклонения А„,, и устройства фиксации нулевого кода этого счетчика с собирательной схемой на выходе.

На чертеже предста вле на схема описьпвае- 25 мого многоканального аналого-цифрового следящего преобразователя.

Преобразователь содержит коммутатор 1, реверсивный счетчик 2, весовую схему 8, срав нивающее успр ой ство 4, устройство-блок 5 30 управления, счетчик б допустимого отклонения входной величины, устройство 7 фиксации .нулевого кода счетчика и собирательную схему 8. Кроме того, на схеме обозначены код 9 .адреса выбираемого канала, код 10 предыду- 35 щего значения измеряемой величины К „р„, код 11 допустимого отклонения входной величины А „,, вызов 12, сигнал 18 о конча пня слежения, код 14 нового текущего значения входной величины Кр„и входные аналоговые 40 сигналы 15.

Для выполнения преобразования по какому-либо каналу от ВМ в преобразователь поступают следующие сигналы: код 9 адреса выбираемого канала, вызов 12 — в устройство- 45 блок 5 управления, код 10 предыдущего значения измеряемой величины — в счетчик 2; код 11 допустимого отклонения входной величины — в счетчик б.

Устройство-блок 5 начинает вырабатывать сигнал счета для счетчика 2. Тот же сигнал одновременно подается на счетчик б допустимого отклонения, работающий на вычитание.

Таким образом, в этом счетчике во время пре;образования образуется код Аc = Аao — _#_, 55

4 где У вЂ” число импульсов, поступивших на счетчик. При A„„= 0 код в счетчике 2 равен

К пред А акоп. В этот момент преобразование должно быть закончено, так как,этот код соответствует новому текущему значению входной величины Кр„, полученному в результате цифрового «сглаживания». Режим преобразования .продолжается до появления сигнала

18 окончания слежения, который вырабатывается собирательной схемой 8 при получении сигнала ра венства входного и компенсирующего напряжений от сравнивающего устройства 4 или при получении сигнала от устройства 7 фиксации нулевого кода счетчика б.допустимого отклонения.

В обоих случаях результирующий код К„;, (новое текущее значение входной величийы) образуется в реверсивном счетчике 2 и передается в ВМ по сигналу 18.

При переходе к новому входному каналу от

ВМ поступают новые значения К,„„-, (код

10), А..., (код 11), сигналы кода 9 и вызова

12, и процесс повторяется описанным выше образом.

В предложенной схеме получается выигрыш во времени по сравнению с обычным следящим преобразователем, так как преобразование заканчивается до того, как в реверсивном счетчике образовался бы действительный результат преобразования входного сигнала, который был бы недостоверен из-за присутствия импульсной помехи. Наряду с этим выполняется фильтрация импульсных помех без применения фильтров и затрат дополнительного вр ем е ни ВМ.

Предмет изобретения

Многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий коммутатор аналоговых сигналов, реверсивный счетчик, весовую схему., сравнивающее устройство и устройство управления, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, он содержит дополнительный счетчик, устройство фиксации нулевого кода и собирательную схему, причем оди н вход дополнительного счетчика соединен с шиной записи кода допустимого отклонения преобразуемой величины, другой вход в со входом реверсивного счетчика, а выход через устройство фиксации нулевого кода подключен к одному входу собирательной схемы, другой вход которой соединен с выходом сравнивающего устройства, а выход собирательной схемы подключен к блоку управления. 281911

Составитель В. Д. Махнанов

;Редактор Н. Г. Михайлова Техред Л. В. Куклина Корректор О. М. Ковалева

Заказ 7570 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета,по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Ра1шская наб., д, 4/5

Областная типография Костромского управления по печати