Аналого-цифровой преобразователь

 

Яо

Ilk f/ г;;,.

О П РИ".- А Н- И Е

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

<»>432676

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 07.07.72 (21) 1806948/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень i¹ 22

Дата опубликовануия опйсания 21.04.75 (51) М. Кл. Н 03k 13/17

Гасудврственный комитет .Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретена я

И. П. Белякова, Г. Г. Живилов и Л. В. Сапунова (71 ) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к цифровой элект,роизмерительной технике и может быть,применено в преобразователях напряжения B цифровой код, работающих в условиях аддитивных случайных помех.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий сравнивающее устройство, устройство управления, распределитель, основной цифро-аналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, счетчик, дешифратор и логическую схему «И».

Однако в известном устройстве априорно задается постоянное число результатов измерений, участвующих в интегрировании, в,результате чего погрешность преобразования изменяется от измерения к измерению. При минимизации указанной .погрешности и случайном характере помех число интегрируемых результатав растет вместе с ростом оборудования и .времени измерения.

С целью повышения точности преобразования постоянного напряжения в условиях аддитивных помех, сокращения времени преобразования при цифровом и нтегрировании результатов измерений в предлагаемое устройство дополнительно введены сумматоросреднитель, реверсивный счетчик заданной допустимой погрешности от помехи, цифроаналоговый преобразователь приращений и логическая схема, входы которой связаны с соответствующими выходами распределителя, дешифратора и счетчика, а выходы — со входами распределителя и цифро-аналогового преобразователя приращений, выходы последнего свчзаны со входами сумматора-осреднителя и входом сравнп вающего устройства, к которому подключен выход основного цифроаналогового преобразователя, младшие разряды основного цифро-аналогового преобразователя связаны с выходами сумматора-осреднителя, выход сумматора-осреднителя связан со входом реверсивного счетчика, а вход— с выходом реверсивного счетчика заданной допустимой погрешности от,помехи, входы которого связаны с выходамп реверсивного счетчика.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство работает следующим образом.

По команде «Запуск» начинается процесс аналого-цифрового преобразования, в котором участвует сравнивающее устройство 1, распределитель 2 тактовых импульсов, основ,ной цифро-аналоговый преооразователь 8 и устройство управления 4. В результате преобразования,в основном цифра-аналоговом преобразователе 3 (»a входящем в него регистре ,памяти — счетчике) формируется код, соответствующий сумме измеряемого напряжения и случайного значения аддитивной помехи

432676

n,=n,-+ Ли sign Л, (-+1 Л =..О

25 ЛГ,. — ЛУ, i 1 ii=i Г,, + q(t)), а также определяется значение ком пенснрующего напряжения. которое подается на вход сравнивающего устройства 1.

Затем производится гг-кратное измерение приращений новых значений аддитнвной помехи (так как измеряемое напряжение за время измерения нс изменяется) по отношению к значению, записанному в основном цифро-аналоговом преобразователе 8. Измерение приращений происходит по сигналу «запуск кодирования приращений» со счетчика

5 через логическую схему 6 с помощью устройства управления 4. Количество разрядов, которые участвуют в измерении приращений в распределителе 2 тактовых импульсов и цифро-аналоговом преобразователе 7 приращений, определяется кодом реверсивного счетчика 8, который через дешифратор 9 уп,равляет работой логическои схемы 6. Последняя управляет младшими разрядами распределителя 2, тактовые импульсы которого че.рез логическую схему 6 поступают на цифроаналоговый преобразователь 7 приращений.

:После каждого измерения приращения, число которых определяется кодом счетчика 5, его код переписывается в сумматор-осредпптель

10 с учетом знака.

Суммарное значение приращений запоминается в сумматоре-осреднптеле 10.

Г1осле этого производится и-кратное повторное измерение приращений и вычитание с учетом знака получаемых кодов из кода, записанного в сумматоре-осреднптеле 10, ia результате чего в нем записан код, соответствующий разности двуx сумм

Затем с устройства управления 4 и со счетчика 5 поступают сигналы,»a логическую схему «И» 11, выходной сигнал которой осуществляет сдвиг кода в сумматоре-осреднптеле 10 на число разрядов, пропорциональное iã, что равноcèëüèî делению на и.

Осредне.i,iàë разность приращений с помощью сум м атор а-осреднптеля 10 ср авп ивается с заданной допустимой погрешностью от помехи е., всличпн которой задан 1 в виде кода в реверсивном счетчике 12 заданной допустимой погрешности от помехи. Гслп осредненная разность приращений больше заданной допустимой погрешности от помехи, то нз реверсивного счетчика 8 вычитается «1», что соответствует уменьшению числа осреднясмых результатов, а если осрсдненная разность меньше — то «1» в него прибавляется, что соответствует увеличению числа осредняемых результатов.

Затем происходит новое осреднение приращений, количество которых изменяется по отношепшо к двум предыдущим суммам приращений. Осредненное значение суммируется с кодом, записанным в основном цифро-àíàяоговом преобразователе 8. Этим вносится по)правка, уменьшающая .влияние помехи, после чего происходит выдача результата преобразования с заданной погрешностью преобразования, и цикл измерения повторяется после

1р подачи сигнала «запуск».

Число осредняемых результатов приращений является переменным, за висящим от дисперсии входной помехи и заданной допустимой погрешности от помехи F., Подстройка значения и на реверсивном счетчике 8 происходит в соответствии со следующей процедурой. где n, — зIIачeHHе чHc а оc )e HHe lhIx,,резуJIb татов в .момент .времени;

n> — значение числа осредняемых результатов в момент времен,и.

Эта процедура реализуется с помощью реверсивного счетчика, управляемого сумматором-осреднителем 10, определяющим при сра внении осредненной разности с допустимой погрешностью от помехи е увеличение или уменьшение числа осредненных результатов в реверсивном счетчике 8. За m-циклов подстройки на реверсивном счетчике 8 устаО навлпвается некоторое среднее значение и,, которое определяет оптимальное количество осредняемых результатов. Псрсд каждым циклом осреднения код из реверсивного счетчика 8 переписывается,в счетчик 5, определяя

45 этим количество за пусков кодирования прпрац;ений.

B реверсивном счетчике 8 разряды, соответствующие заданным максимальному и минимальному зHà÷ñíèÿì и, формируют управ50 ляющие импульсы, изменяющие величину заданной допустимой .погрешности от помехи на реверсивном счетчике 12 заданной допустимой погрсцшостп от помехи в большую пли меньшую сторону, что позволяет получить .до55 стоверные результаты измерения в условиях увели IHBBIQIIlHxcH помех, а также результаты с меньшей погрешностью измерения в условиях уменьшающихся, помех.

Количество осредняемых разрядов зависит бО от числа осредняемых результатов и, и с изменением числа гг реверсивный счетчик 8 через дешифратор 9 и логическую схему 6 управляет количеством опрашиваемых разрядов цифро-аналогового, преобразователя 7

55 приращений, что позволяет увеличить быстродействие преобразователя.

432676

Предмет изобретения

Составитель А. Кузнецов

Текред А. Камышникова

Редактор T. Морозова

Корректор И. Симкииа

Заказ 250/567 Изд. ¹ 1724 Тираж 811 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета й!пнистров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушскал наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Таким образом, в процессе преэбразэвания формируются: текущее цифровое значение измеряемои величины с заданной погрешностью от влияния аддитивных помех на параллельном выходе основного цифра-аналогового преобразователя 3; текущее значение оценки дисперсии помехи на параллельном выходе реверсивного счетчика 8; текущее значение,погрешности преобразования на параллельном выходе реверсивного счетчика 12 заданной допустимой погрешности от помехи.

Устройство обеспечивает цифровое осреднение по приращениям результатов измерения, разброс которых получается в результате воздействия на вход преобразователя аддптивной случайной помехи.

Аналого-цифровой преобразователь, содер>ка1ций сравнивающее устройство, устройство управления, распределитель, основной цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, счетчик, дешифратор и логическую схему «И», отличающийся тем, что, с целью повышения точности преооразованпя постоянного напряжения в условиях аддитивных,помех, а также сокращения времени преобразования лри цифровом интегрировании резуль5 татов измерений, в него дополнительно введены сумматор-осреднитель, реверсивный счетчик заданной допустимой погрешности от помехи, цифро-аналоговый преобразователь приращений и логическая схема, входы кото10,рой связаны с соответствующими выходами распределителя, дешпфратора 41 счетчика. а выходы — со входами распределителя и цпфро-аналогового преобразователя приращений, выходы последнего связаны со входами сумматора-осреднителя и входом сравнивающего устройства, к которому подключен выход основного цифро-аналогового преобразователя, младшие разряды основного цифро-аналогового преооразователя связаны с выходами

20 сумматора-осреднителя, выход сумматораосреднптеля связан со входом реверсивного счетчика, а вход — с выходом реверсивного счетчика заданно11 допустимой логрешностц от помехи, входы которого связаны с выхода25 ми реверспвного счетчика.