Аналого-цифровой преобразователь

 

.г

О П И С А Н И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (II) 445982

Союз Советских

Социалистических

Республик

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 29,03.73 (21) 1902213 26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.10.74. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 03.10.75 (51) М. Кл. H 03k 13/17

Государственный коатнтет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 681.325(088.8) и открыт и и (72) Авторы изобретения

Г. Г. Живилов и H. М. Сметанин (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Устройство относится к цифровой электроизмерительной технике, может быть использовано в преобразователях напряжения в код.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной усилитель, два измерительных ключа, согласующий усилитель, усилитель-удвоитель, сравнивающее устройство, сравнивающее устройство текущей ошибки с заданной, устройство управления, цифроаналоговый преобразователь, суммирующий узел, источник образцовых дополнительных напряжений, логическое устройство линейной экстраполяции, счетчик и реверсивный счетчик.

Известные преобразователи неточно измеряют экстремальные значения входного сигнала, у них велико время установления интервала экстраполяции из-за постоянного шага приращения интервала.

С целью повышения точности измерения экстремальных значений и ускорения установления интервала экстраполяции, в предлагаемый аналого-цифровой преобразователь введены логическое устройство ступенчатой экстраполяции, блок решения логических операций, блок выделения экстремальных значений и схема совпадения, причем первый вход блока выделения экстремальных значений соедипеп с первым выходом устройства управления, его второй вход — с первым выходом блока решения логических операций, второй вход которого соединен со схемой управления, третий II четвертый — со входами реверсивного счетчика, первый вход — с выходом логи5 ческого устройства чннейной экстраполяции, а второй — с первым выходом логического устройства ступенчатой экстраполяции, второй выход которого связан с источником образцовых дополнительных напряжений, первый

10 вход — с выходом схемы сравнения, а второй со вторым выходом устройства управления; выход блока выделения экстремальных значений подсоединен к первому входу схемы совпадения, второй вход которой соединен с вы15 ходом сравнивающего устройства текущей ошибки с заданной, а выход — со входом цнфро-аналогового преобразователя.

Блок-схема предлагаемого аналого-цифрового преобразователя изображена на чертеже.

20 Входной усилитель 1 соединен через ключ 2, управляемый устройством управления 3, с конденсатором 4 и согласующим усилителем 5, подсоединенным к первому входу сравнивающего устройства 6. Ко второму входу сравни25 вающего устройства подключен цпфро-аналоговый преобразователь 7. Устройство управления 3 связано с реверсивным счетчиком 8, соединенным со счстчпко;I 9. Последний подключен к устройству управления входом и вы30 ходом. Входной усилитель 1 соединен также

44:")982

Таблица

Логические операции

Линейная экстраполяция

Ступенчатая экстраполяция и п

<0 — я (— ЛЕ

2 я1 <Π— - < — AE

<0 — < — AE

1 я <Π— я > — ЛЕ

П я <О

1 — < — ЛЕ

2 я >0 >AE

IП

<0 — я < — ЛЕ

1, >0 я <ЛЕ

-=t <Π— я < — ЛЕ

Е1 <Π— к, > — ЛЕ

=t <Π— > — AE

tt <О

1 — ) — ЛЕ

1

0 я )0

, >ЛЕ

ЧП вЂ” - — ЛЕ

>О

< ЛЕ

1 — — ЛЕ

V III

=, <Π— AE

t, >О я() ЛЕ я <Π— AE

1 . )ЛЕ

2

) е >О

) ЛЕ (е >О я, >ЛЕ

:) .

2, >О я, <ЛЕ

>0

)AE !

ХП

-0

< ЛЕ

<О

2 — я < — AE

ХП!

-- 0 — а > — ЛЕ я >О

< AE

XIV

>0 я >ЛЕ

- 0

1 я <ЛЕ

XV я )О

=-< < ЛЕ

=-r >0

XVI

< AE

Логическое устройство линейной экстраполяции 16 по Ko»a) .де с устройства уппавления 3 в зависимости от знака разности выражения включает цапря>1сенпе лЕ исто 1ника обпязцовых дополнительпь)х FIBIIT>ÿ?KPIIèé 17 с соответствуюцсим знаком. ТТ)>11 отр11пателы)ой 10 разности вкл)очается — AE, пои поло>1сительной разности -+ h E. Лбсолютное зна )ение разности задается запанее и оппелеляет ошибку восстановления. Ттяпря?)сен))е AF. складывается алгс браически в cv>IiIIIRvIAIIIP I 15 узле 14 с напряжением (у(() (- и Гг--1- т) Т.

Выключение и RK IA PTTTIe пяпря?кения ЛЕ выполняются упп явля)ощими пзмерительнь)ми ключами логи IpcKTI>IT схемами логи 1еских устройств 16 и 1), Т>сзул),тят спявнесп)я II)FTKPFI- 20 руется логи 1еским устройcTRo? IIIIHpTII ой экстраполяции !6.

Всле.ч за вь)полне)-п)ем этих ARP)>RTIIIi),тогическое устройство c» пеп ято)1 . стплполяции 15 по команде с xcxno)IPTRR vRnRT)RPTTT)я 3 25 в зависимости от знака плзностп гы))л?кения ((! Г) ) — t/(f + т) T О в)сч)очлpт TT@TIT) ?KPIITIP

ЛЕ С С AATT)pTCTni lA ") м ЗпЛКО..Т ТТС)т1 Ayn))ne тЕЛЬНОй Пал Оет) RT:-)О Летеe — A F ППП ПОчО жител)11ой плзпост) --)- с)г.. Т>ездил)-.тлт cnaRIIP- 30

НИЯ та)С>КЕ ф11КСптл.отСЯ ЛОГ)IHPCKR>I .Ст);ОйетВОМ СТ1 ПенчлтО)1 RTл заключается втопae логи .ескeÿ опеплция.

В рез-) льтатс. вь)полнения этиK опе ) лци)" мог т во )1и)сп ть слел юп)ие вл))))л))ть) (с» таблицу), R завис) мости от KATAnITY блок рЕШЕНИя ЛОГИ )ЕСКП "с О) Е)>ЛПП)" 18 пППНПМЛЕт решение об изме))с пии (vx)pHRTTICTITITI или увеличе))ии) п))тепвялл квантования пзмеряеN0I О Нянря?КЕНПя ))я ВЕЛПЧ)П1 7Ar )Ь))И Л(40

Если RI,)полня)отся вяпиапты лог)«)pc 1сих операций 1, ТТТ, ТХ, ХТ, т. е. тек и)ие зня ения

ПОГРЕШНОСтп ВОССтлПОВ.)ЕНИЯ IIAH СО Еп .ЕППИ линейной и ст пеичатой) экстряполяц1101 ппе- 45 вылив)от задан)тю оп>иб)т вос тлповлеппя

AE(Iet, 1)! AF1 и Pt, I ) (AEI) 1. )теплил квя)1товагн)я уменыпается I)a 2Л(.

Если выполняются вапиапты логичес)сих опепаций ТТ, IV, Х, ХТТ, т. е. let, ) IAF1. а I et„ I (I AE I, и V, 1(ТТ, ХТТТ, Х,, т, е, fer, I < I AEI, а в, ) (ЛГ), и,тепвял квантования v.,теньшяется пя .М.

Если Rb)I)A ÷íÿ)отея варианты логи тес)сих операций Г(ТТ, ХТ37 т. е. Ie,, (!AFI и

Iet ) ((МГI, но et, (О, а еt, )О пчи

) О, а et, (О. vPKvT»RII погре)ппость RAcстановления мсняет зпя)с, по опц)бкя восстановления не TII>pRRTIITepT ЛЕ. интепвял квантования увеличивается на Af, Ес IT) вь)по I )я)отся б0 варианть),.1огических оперяппГ) ). Т. Х )"1, т, е.

Iet, ) < I AEI и Rt, 1 !ЛЕ), и тек1)цчая погрешность восстановления в, ) О и etÄ ) О или et, < О и er, (О з))ака не меняет, интервал квантования увеличивается нл М1.

Интервал квантования изменяется по сигналу блока решения .чогпческпх операций 18 устройству управления 3. которое вычитает

II;IIl прибавляет единицу пли две единицы в реверсивный счетчик 8, чем увеличивает или уменьшает интервал квантования на один или ,чва шага, Далее устройство управления 3 дает команду на измерение ранее запомнеНного

445982 напряжения g(t), которое для следующего цикла измерения соответствует напря>кешпо

y(f+ т). Далее устройство работает как описано выше, т. с. определяется оптпмальньТй интервал квантования. В начале измерения код реверсивного советчика 8 равен нулто, что соответствует лцшимяльцо возмо>кцому интервалу квантования. ПО мере роста числа циклов измерения код EIB реверсивном счетчике 8 увеличивается и флуктуирует около определечного оптимального интервала квантования для данного процесса до тех пор, пока не изменится спектр {ил11 соответственно автокорреляциогшая функция) входного сигнала.

Возлтожен ре>кгглт работы блока решения логических операций 18, прп т<отором в peavëüтате выполнения логических операций VI u

ХЛ интервал квлтгтовяния уврличттвастся только на М, что увеличивает вероятцостт Ттлхождепия оптимяльHotn интервала квл(ттовлния и входного спгття,чя в зоне задятпгой отп1 бки восстановления.

Устройство тат<же вычрлярт н излгрпяет экстремальные, отде,гьтто лтинимальныр тт мякСИМЯЛЬНЬТЕ Зпа (ЕП ТЯ ВХОЧНОГО СТТГЦЛЛЯ.

Значенгтр Ттзлтрпяемого ттлппяжрттия, зл чепжачного ттл НОЛОвттпл .Итррвлля 1вагттОТтл Ття

Irr (- — -- — 1 по Отгтотттргтт!" т< тркл Ттгрлтл. зттлчрттшО (изл(еряемого плппя>кр т .тя (((t), залет>>1<лrrттллт на по IHhTH TT!TTpoттлл 1<влтттовяпця т(((- - T) имеет локаahHbllt экстпе л л;.

1Три HaxtepeHHTT экстре л чт 11(тх "цл le»»lr ко 1 реверсивгтого счет-(11кя 8 тт Гоответстврт"т О интервал .ачеп>кк т т ттзмрпярлтгтх ттлппя>кеттттт

ВЫбИрЛЮт ..ТТ ТТТ.Л а. Т,тТЬТЛТ. Т ППОТТЕС Г rr;»r ", ния интервл,ч эя теп>кктт rte 11элтр11(тртс rr лвтОмятического втт опл впсi рцттого тт трпвялл квантования ттр пп Оттсхп чгтт. ТТл ттп «>к Гтттт Р л Г источника ohpaarlnahTY топо,тцптс,.(,llhTx т япгтяжений 17 i статгявливартся равньтлт Очному квант(.

Работает лГГтройство Гледуюпгим обрязолт.

Устпойство vттттявчeгтия 8 вт<чгочяет R л Ггтчтттрле-i чвnггтрчр 12 обвлтнл"то связь (ко.->(Т>(Ь. т т тттом усттчеттття, плвпьглт елптттнге, В б,ток(ттчелеция экстррлтяльцьгх зна трттттй 19 вт.тбттпяртся режим их измеренгтя. Пптт этом в блоке pelltpНИя ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕПЛций 18 Зат<ПЫВЛЮтсsr вьгходы на peRepcl!R»blH с тртчик 8 тт л.стпотттство л ппявления 3, по 1<оторым ттэлтрт1(с тся интервал vRBHToRBFTITEI. Далее блок 19 (Ъттт<сттпл Р" влттттлтттт т, то HrTРГт<тт;< Оттрплтгтттт ТТ ТТ? Т т, Vl. VII, 1гТТТ, ТХ, Х, ХТТ, ХТТТ, ХТ л, Х1 Т (Глт таб IHHV), ПОП 1<отОПТТХ ВОЭТТТКЛТОт;- тП-лт МЬ. входного сгтгнллл. ПО Гтггттàчл с л ГтТ>ойтствл упрявлрттия 8 блот< 19 Rbl TBPT пяэпртттятотт тттт сигнал ня логг"тecr

ВЬТДЕЛЕННОЕ ЭКГтцрлlaah»ne ЗТТЛ ТГТТТТГ ППЕОПЯзуется в код Г помо11(1.1О veTpn."TOTRa л.прлвлр ция 3, сраи;цвяюшего устройства текущей ошибки с зяда11ной 18 и ццфро-аналогового преобразователя 7.

Прц пзлтерецц11 лттц11тл1ячьных значений

5 устройство плботяст -як1(лT же обрязолт. как и гтрп пзл cpeltall эт<стрслтгльт:ых зцачртгий. Отлпчт.е эяк;тючяется в том, что блок выделения экстре;Та ?>Ill=Ex 3;тачецит(фиксирует вариантьг логических опсра1п(й II, III, IV, VI, Vll, VIII

10 (слг. таблицу), пplt которых возпгткяют л11тниМУМЬТ RXO,BEIOTO СЦГПЯЛЛ.

Ппи Ттзлтеренгти л аксилтальных значений устройство работает как при цзлтеретгии экстрелгллТTlblx зцлчецH .(. Отличие заключает15 Ся В Tnrrl, ЧтО бЛОК ВЬТдрчЕ(1ия ЭКСтрЕМаЛЬНЫХ

aTIBHPHHй фИКСТТПЛ.Ет RBPTtar!Thl ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕp BITT!it ТХ, Х, ХТI, ХТТ), ХТ"л(. XVI (слт. таблцтгл() . прп кото.>blx во птткягот макстtõï лты вхоgkto! о сгтгтга, 13, 20

Ппедлтрт изобретения

Аналого-тгпфпово" пгеобпазователь, содер25 >кя!ттий вхО.ПО "т л Ги,титрлт. чвл ттзлтепитрльтгых клТосгл, Гогллсx Tnттттттт л (тт,чгттрль, с Гтт ттттрль);:ROTITP,ЧЬ, ГП "Rlrt!Ra!Oil!(Р Л СтПОйетВО, СПаВНИттяюТттср л.стпот", тво Tc".< ". e "T Оптибт<и c зачлнНо "1, . строттствО . пг1лв Р>1ття. IIHApo-ягтялогоЗ0 вый ппробпловлтcч» Гл лтлтирл юпги11 х зел, тт< точцик Обп Baцовь х ° Оттол Нтельныx Haпря>к(1».1 .".Ог 1.ГИО Гтпойство линейной

B?<(рлголяцтцт, Г Гтчт.v. TT реверсивньгй счеттпт<, n T 1!T т л тп тц т и Г тем, что, с тгельТО

tTnRbt !It PET Itchy nr kl n тТТ ИЗ Л 1 С > ГНИЯ ЭТ<СТП РЛТ Я ЛЬцт,Tx зчачрнитт и;юкопрт(ия экстпягтолятгии, В ТТЕТ n п п >TTЦ "ЛОТТO RRP ret!T,Ò;ТОГТТЧР(КОЕ

vстпОйГтвО ".-i "Гтттлот"; экстплполягтиц, блок р ттРТТП т логтт (РГ тт . От Рплпий, б, Ток Rl..тчеле40 тгтт; ЭТ<Гтцрлтя,тт.тттт . ЭТ Л"-ТЕТТТТ(Т TT ГХЕМЛ ГОВ.ТаЧе11 я, пгц Рл гeoRTT "1 вхо т блок" "-т.- л.ения экстпелтлль lbtx akla«ekttt!T Гоечт.не " " провы» выхОЧО т vPTonttcTRa л Ttr>BR, rerTTTst. Рго RTOT>olt вход — Г пепвь(лт Rbtxo nxt б.чокл псптегп я,чО45 r T!Hect

ThtTt — ГО вхочлмтт rtpврпсивтгогО Г Тр тт <я прпВЬТЦ ВХОЧ вЂ” Г ВЬТХОчо Т (ОГИ РГ <ОГО Л>гтПОТТГтВЯ липе1111ои эт(-тплполя тии я RTO O!r — - и пвым

50 выход олт anR»rrpc т<огО т.с Tr>nile TR л Гтгrrpt;rla Tnrt

aTКРЦПй, ПРПВЫТТ RXnrl — (. RhTXO ln".Т Г <РЛТЬ( (и лвпрттття, а втоп От(— — (О втопым вт т О чолт

55 VOTOO!!rPTRB, lttraR,ЧРТТТТИ, ВЬТХО блот<я ВЬТ ЛЧИ эк<тп(,тл чь|tr. х лттгт О! тто11(Орчттттртт к гроволтл Rxoчл. Г .Рлть" ГORTTB ченття втопой Rxn т<отопотт (npTr!lrpkT Г ттьтхо Олт c пявнивлтп ттргО л OTT>nrtpTRл тртсгtr ч": О 11ттбт<ц Г эл-atTHolt, 50 а RhIXOЧ вЂ” ГО ВХО Tn т т Тт(ТТПО-яПЛЧОГОВОГО ППРОбпазов-;тели.

445982

Составитель Н. Сметанин

Техред В. Рыбакова

Корректор В. Брыксина

Редактор Б. федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1721/7 Изд. № 568 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5