Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 6053I4

Соиз Советских

Социалистических

Республик,е, (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 10.07.75 (21) 2152601/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 21.04.78 (51) М. Кл.з Н ОЗК 13/17

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и птирытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

О. П. Назаров, А, 3. Ходоровский и 1О. А, Ширяев

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ П РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в контрольно-измерительных системах различного назначения.

Известны аналого-цифровые преобразователи, в которых с целью сокращения объема формируемых данных осуществляется предсказание текущих значений некоторых параметров преобразуемого сигнала по ранее полученным отсчетам, при этом формирование выходных данных происходит в момент, когда значения этих параметров сигнала отклоняются от предсказанных значений на величину, превышающую допустимое отклонение (1).

Недостатком таких преобразователей является избыточное число отсчетов, формируемых преобразователем.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь, содержащий блок управления, решающий блок, преобразователь напряжения в код, выходы которого соединены со входами блока логических элементов И и входами регистра кода текущей кривизны, подключенного через преобразователь кода в напряжение ко входам двух схем сравнения, преобразователь временного интервала в код, один вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ, а второй — с выходом блока управления, два преобразователя кода в напряжение, подключенные своими выходами ко вторым входам схем сравнения, а входами — к выходам регистра кода граничных значений кривизны (2). Недостатком это5 ro преобразователя также является большое число отсчетов, необходимых для последующего восстановления преобразуемого сигнала с заданной точностью. Кроме того, построение преобразователя по вышеописанной схеме тре10 бует большого объема данных для передачи каждого отсчета.

Целью изобретения является сокращение объема данных, формируемых в момент отсчета и необхочимтях для последующего вос15 становления сигнала с заданной точностью.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок управления, два входа которого соединены с выходами двух схем сравнения, одни

20 входы которых соединены с шиной порогового напряжения, а другие — с выходами двух блоков суммирования, входы которых подключены к выходу основного преобразоватечя кода в напряжение, к выходам двух дополни25 тельных преобразователей кода в напряжение и к шине входного сигнала, выходы блока управления соединены с входами блока формирования выходных данных и преобразователя временного интервала в код, выходы которого

30 подключены ко входам блока формирования

605814

)5

\ а0

4ь

ЭЭ

65 выходных данных, согласно изо<>ретению ВВсдепы блок сравнения кодов угловых коэффициентов, два генератора линейно-изменяющихся напряжений, два стробируемых сумматора, реверсивный счетчик, два счетчика угловых коэффициентов, выходы которых через генераторы линейно-изменяющихся напря>кепий соединены со входами блоков суммирования и через блок сравнения кодов углоьых коэффициентов — с входом блока управления, причем выходы одного из счетчиков угловых коэффициентов подключены ко входам блока формирования выходных данных, другие входы которого соединены с выходами блока управления, связанного также через реверсивный счетчик со входами основного преоб>разователя кода в напряжение и непосредственно со входами счетчиков угловых коэффициентов и стробируемых сумматоров, другие входы которых соединены с выходами преобразователя временного интервала в код и входами блока формирования выходных данных, а выходы— с входами дополнительных преобразователей кода в напряжение.

На черте>ке представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Он содержит блок управления 1, с: емы сравнения 2 и 3, блоки суммирования 4 и 5, генераторы 6 и 7 линейно-изменяющегося напряжения с переменным наклоном, реверсивны,i счетчик 8, основной преобразователь 9 кода в напряжение, дополнительные преобразователи 10 и 11 кода в напряжение, стробируемые сумматоры 12 и 13, блок 14 сравнения кодов угловых коэффициентов, преобразователь 15 временного интервала в код, счетчики

16 и 17 угловых коэффициентов, блок 18 формирования выходных данных, входные шины

19, 20 и 21, выходные шины 22, 23, 24, 25, 26 и 27 блока управления. Входы блока 1 подключены к выходам схем сравнения !? и 3, которые соединены с входными шинами 20 и

21 и выходами блоков 4 и 5. Блоки 4 и 5 соединены с выходами основного преобразователя

9, дополнительных преобразователей 1О и 11, генераторов 6 и 7 и с входной шиной 19. Выходная шина 22 блока связана со входами преобразователя 15 и счетчиков 16 и 17. Выходная шина 25 соединена со входами блока

18, счетчиков 16 и 17 и преобразователя 15.

Выходные шины 23 и 24 соединены со входами блока 18 и реверсивного счетчика 8, выходы которого подключены ко:входам основного преобразователя 9. Выходы преобразователя

15 соединены со входами блока 18, а выходы счетчиков 16 и 17 — с входами генераторов

6 и 7 и блока 14, выход которого связан с входом блока управления 1. Стробирующие входы стробируемых сумматоров 12 и 13 соединены со входами счетчиков 16 и 17 и выходными шинами 26 и 27, остальные входы— с выходами преобразователя 15, а выходы— со входами дополнительных преобразователей

10 и 11, Выход счетчика 17 подключен ко входу блока 18, В исходном состоянии прсобразователь 15 временного интервала я «од, все счетчики 8, 16 и 17, 00а стробпруемых сумматора i2 и i3 и все преобразователи 9, 10 и 11 кода в напряжение находя,ся в нулевом состоянии. 1-1а

9 II o/J II c I c s Ik 1> с 0 0 р 2 3 )i е м 0 е н а и р я ж е и и е >

kIB kllHH) 20 — поло>кительное IICpO,"OBOC напряжение /г, равное допустимому отклоненшо интерполирующей прямой от прсооразующего напряжения, а па шину 21 — то же напряжение, но отрицательной полярности (— /,.

Сигнал начала преобразования с блока управлеHHH 1 по шине 22 поступает на вход нособразователя 15 и запускает его. Зтим же

cHI HBJIo ii в cilcIBHKH 16 H 17 угJIollbkx коэффициентов записывается на1альный код угловоI0 коэффициента. Генераторы 6 и 7, начиная с момента То, создают линейно-изменяющиеся напряжения U »> с одинаковыми наклонами.

Эти напряжения поступают в блоки 4 и 5, где из них вычитается преобразусмое напряжение Ь „, 1 азпостные сигналы с выходов блоков 4 и 5 поступают на входы схем сравнения

2 и 3. В момент рав" íñòâà разностного сигнала Upi — //; пороговому напряжению /г срабатывает схема cpaHIICI 3, и по ее сигналу на шине 24 блока управления 1 появляется импульс, который подается Hа суммирующий вход реверсивного счетчика 8 и в.;од блока 18 форирования выходных данных. Следует отмтить, что сигналы на шина;; 23 и 24 блока управления могут появиться только при наличии разрешагощего сигнала с блока сравнения кодов угловых коэффициентов, который в свою очередь формирует этот сигнал при равенстве кодов угловых коэффициентов, поступающих с счетчнков 16 и 17.

Далее, па выходной шипе 25 блока управ1 IIQHB lncTcn cHI HB;I, IIO которо 4у lit>оисходит считывание данных с выходов блока

18 формирования выходных данных, запись в счетчик 16 максимального положительного, а в счетчик 17 — — той >ке всличины отрицательного кодов углового коэффициента и обнуление преобразователя 15 временного интервала в код. На этом заканчивается первый цикл преобразования (TIE(t(TI), Второй цикл преооразования (i)TI) начинается с того, что по записанным в счетчики угловых коэффициентов 16 и 17 кодам генераторами 6 и 7 формируются линейно-изменяющиеся напряжения с максимальным положительным и максимальным отрицательным наклонами. К этим напря>кениям в блоках суммирования 4 и 5 добавляется напряжение h C выхода основного преобразователя 9 кода в напряжение. В момент / срабатывания схемы сравнения 2 на выходной шине 26 блока управления 1 появляется сигнал, по которому из счетчика 16 вычитается единица. Этим же сигналом осуществляется стробирование сумматора 12, на выходах которого формируется код, соответствующий моменту времени г, Алгоритм работы стробируемого сумматора 12 описывается выражением

N = N,, + Ng, +... + N . = —, N,, С выходов сумматора 12 код поступает на входы дополнительного преобразователя 10 кода в напряжение, на выходс которого создается напряжение, пропорциональное коду

Л, . Коэффициент пропорциональности равен изменению углового коэффициента наклона прямой при вычитании единицы из счетчика

16. Напряжение с выхода преобразователя 10 поступает на вычитающий вход блока 4. B момент t срабатывания схемы сравнения 3 на выходной шине 27 блока управления 1 появляется сигнал, по которому в счетчик 17 добавляется единица, а па выходах сумматора

13 в соответствии с алгоритмом

A === jU +N +... +N =- Л

tj появляется код N <,, который поступает на входы дополнительного преобразователя 11 кода в напряжение. Преобразователь 11 работает аналогично преобразователю 10. llBпряжение с выхода преобразователя 11 поступает на суммирующий вход блока о. Начиная с моментов времени tI и t, генераторы соответственно 6 и 7 формируют напряжения с новыми наклонами и описанный выше процесс повторяется до тех пор, пока не уравняются коды угловых коэффициентов на выходах счетчиков 16 и 17. При выполнении этого условия блок 14 сравнения кодов угловых коэффициентов формирует разрешающий сигнал, который поступает на блок управления 1. При наличии разрешающего сигнала срабатывание любой из схем сравнения вы ывает появление па выходных шинах 23 или 24 (в зависимости от того, какая из схем сработала) блока управления сигнала, который подается на вычитающий пли суммирующий входы реверсивного счетчика 8 и на вход блока 18 формирования выходных данных. С некоторой задержкой по отношению к этому сигналу на выходной шипе 25 блока управления 1 формируется сигнал, по когорому происходит считывание данных с выходов блока 18, запись в счетчик

16 максимального положительного, а в счетчике 17 — TQH же величины отрицательного

6 кодов углового коэффициента и обнуление преобразователя 15. Затем процесс преобразования повторяется до получения следующего отсчета.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок управления, два входа которого соединены с выходами двух схем сравнения, 10 одни входы которых "îåäèíåíû с шиной порогового напряжения, а другие — с выходами дву..; блоков суммирования, входы которых подключены к выходу основного преобразователя кода в напряжение, к выходам двух до15 полнительных преобразователей кода в напряжение и шине входного сигнала, выходы блока управления соединены с входами блока формирования выходных данных и преобразователя временного интервала в код, выходы

20 которого подключены ко входам блока формирования выходных данных, отличающийс я тем, что, с целью сокращения объема формируемых данных, в него введены блок сравнения кодов угловых коэффициентов, два ге25 нератора линейно-изменяющихся напряжений, два стробируемых сумматора, реверсивный счетчик, два счетчика угловых коэффициентов, выходы которых через генераторы линейноизменяющихся напряжений соединены со вхо50 дами блоков суммирования и через блок сравнения кодов уr70BbIx коэффициентов с третьим входом блока управления, причем выходы одного из счетчиков угловых коэффициентов подключены ко входам блока формирования

35 выходных данных, другие входы которого соединены с выходами блока управления, соедипенного также через реверсивный счетчик со входами основного преобразователя кода в напряжение и непосредственно со входами

40 счетчиков угловых коэффициентов и стробирусмых сумматоров, другие входы которых соединены с выходами преобразователя временного интервала в код и входамп блока формирования выходных данных, а выходы—

45 с входами дополнительных преобразователей кода в напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 351311, 50 кл. Н ОЗК 13/17, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 365035, кл. Н ОЗК 13/17, 1971.

Редактор А. Громов

Составитель И, Стом

Тек ред A. К ам ы ш ни кова

Корректоры: Л. Брахнина и О. Тюрина

Заказ 592/17 Изд. ¹ 412 Тираж 1087 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр, Сапунова, 2