Способ аналого-цифрового преобразования

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц663102

Г !

1:- -.. (qg, I (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.07.71 (21) 1688837/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл.

Н 03 К 13/20

Гасударстеенный кемнтет

СССР па делам нзебретеннй н открытий (53) 621.325 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 20.05.79 (72) Автор изобретения

Н. A. Филиппов

Фрунзенский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения аналого-цифровых преобразователей.

Известен способ аналого-цифрового преобразования, содержащий равношаговое урановешивание входной величины компенсирующим напряжением (1).

Однако известный способ отличается сложностью и непостоянством диапазона разброса относительной погрешности по диапазону измерения.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому способу является способ аналого-цифрового преобразования, основанный на дискретном урановешивании входной величины компенсирующим напряжением (2).

Недостатком такого способа является непостоянство относительной погрешности преобразования по диапазону измерения.

Цель изобретения — выравнивание отно- 2о сительной погрешности по всему диапазону преобразования.

Указанная цель достигается тем, что осуществляют тактированный сдвиг выходного цифрового результата в регистре па мяти до появления единицы в его старшем разряде с одновременным подсчетом числа тактов сдвига, определяющего положение «запятой» в цифровом результате.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа, выполненного согласно данному изобретению.

Блок-схема содержит схему сравнения 1, один из входов которой подключен к выходу резистивного п-разрядного делителя 2, входами подключенного через ключи управления 3 к выходам триггеров 4 сдвигающего регистра, входы которых подключены через клапаны 5 к выходам распределителя импульсов 6. Тактовый вход сдвигающего регистра подключен к выходу ждущего генератора 7 импульсов сдвига и входу счетчика 8, при этом первый и второй выходы управляемого мультивибратора 9 подключены соответственно к входам распределителя

6 и схемы сравнения, выходами подключенной к управляющим входам клапанов 5. Делитель 2 и ключи управления 3 составляют преобразователь код-напряжение (ПКН), а

663102 триггеры 4 — управляемый сдвигающий регистр памяти (УРП) .

Устройство работает следуюшим образом.

В исходном состоянии у распределителя 6 возбуждены две шины 1, разрешающие прохождение импульсов от мультивибратора 9 к триггерам 4. В исходном состоянии триггер 4 находится в состоянии «1», а остальные 4«... 4 — в состоянии «О». Подача сигнала пуск на вход и мультивибратора 9 приводит к появлению импульса с его вы- <0 хода 1. Этот импульс, поступив в схему сравнения 1, заставляет ее сработать и в зависимости от результата сравнения выдает импульс либо в шину м, либо в шину б . В первом случае триггер 4 импульсом, прошедшим через клапан 5 (правый) переводит его в состояние «О», во втором случае триггер 4 остается в состоянии «1». После этого в обоих случах триггер 4 -1 переводится в состояние «1». На очередном полутакте мультивибратор 9 выдает импульс через вы- 20 ход II в распределитель 6, в котором устанавливается в результате этого положительный потенциал на выходах 2 (не показаны) .

Очередной импульс мультивибратора 9, заставив вновь сработать схему сравнения 1, 25 приводит к появлению с выхода последней импульса, который, пройдя соответствующий клапан, переводит триггер 4 -» в состояние

«О», или оставляет его в состоянии «1», что зависит от результата сравнения. После опередления состояния триггера 4„,триг- зо гер 4„ переводится очередное сравнение Vx, с новой образцовой величиной Чо, и описанным образом определяется состояние триггера 4 q. После окончания и-го такта все триггеры 4 занимают состояния, обеспечивающие выдачу делителем 2 значения образцовой величины напряжения Vp, ближайшей к значению Vx.

Останавливается мультивибратор 9 при состоянии «О» триггера 4 генератор 7 вы- 4g дает импульс, который, во-первых, записывается счетчиком 8, во-вторых, приводит к единичному сдвигу УРП в сторону старших разрядов записанного в нем числа. Если после этого триггер 4„остается в состоянии

«О», то генератор 7 вновь выдает импульс для счета его счетчиком 8 и для сдвига числа в УРП. Эти операции свига и счета числа сдвигов заканчиваются при появлении «1» в триггере 4,. При этом состояние и-m+1 старших триггеров регистра УРП и триггеров счетчика 8 выдают результат преобразования, причем старшие и-m+1 выходы триггеров 4п, 4m выдают в общем случае ненормализованную мантиссу, а р выходов счетчика 8 — порядок — положение запятой в первом числе, что совместно и образует результат измерения. В зависимости от требуемой размерности (вольты, милливольты, и т. и.) блок управления может соответственно изменять положение запятой.

Количество выходов описанного преобразователя ((и-m+1) +р) (и говорит о сжатии информации, именно о сокращении разрядности результатов измерения. Постоянство количества выходов и-m+1 для мантиссы при наличии р выходов для показания запятой обеспечивают выравнивание относительной погрешности всех результатов измерения.

В предлагаемом способе достигается выравнивание разброса относительной погрешности по диапазону измерения. Одновременно с этим при взятии более малых шагов квантования относительно исходных, используемых в известных способах преобразования аналоговой величины в цифровую, достигается повышение точности измерения в начале поддиапазонов измерения без повышения разрядности кода результата измерения.

Формула изобретения

Способ аналого-цифрового преобразования, основанный на дискретном уравновегцивании входной величины компенсирующим напряжением, отличающийся тем, что, с целью выравнивания относительной погрешности по всему диапазону преобразования, осуществляют тактированный сдвиг вы=-одного цифрового результата в регистре памяти до появления единицы в его старшем разряде с одновременным подсчетом числа тактов сдвига, определяющего положение

«запятой» в цифровом результате.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 282525, кл, G 01 R 23/10.

2. Хризман С. С. Цифровые измерительные приборы и системы, Киев, 1970, стр.237.

663102

Составитель В. Чичкин

Редактор Н. Коган Техред О. Луговая Корректор А. Власенко

Заказ 2726/59 Тираж 1059 llодннсное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4