Способ цифрового измерения аналогового сигнала

 

О П g," ÔЯ Е

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ю 752171

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 310778 (21) 2652052/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

G 01 R 13/02

Государственинй комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300780. Бюллетень ¹ 28 (53) УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 300780 (72) Авторы изобретения

P.Ä. Бай, А.A. Канеп и В.A. Конобеенский (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ АНАЛОГОВОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах, измерительных устройствах систем контроля и регулирования. 5

Известен способ цифрового измерения аналогового сигнала, в котором измеряемый сигнал в первом такте преобразуют в код и полученное зна- 10 чение кода фиксируют в первом регистре, во втором также формируют монотонно возрастающее значение кода, преобразуют этот код в эталонное напряжение, получают из эталон- 15 ного напряжения кодовое значение, которое заносят во второй регистр, сравнивают значения кодов в первом и втором регистрах между собой и в момент равенства кодов прекращают 29 формирование эталонного напряжения.

Недостаток способа заключается в том, что он не исключает хаотичного изменения кодового эквивалента входного сигнала, зафиксированного 25 в первом регистре и отображаемого на цифровом индикаторе, если величина сигнала близка к граничному уровню смены эталонного сигнала при его переходе от предыдущего уров-39 ня к последующему, сигнала, а измерительный прибор их не зафиксирует.

Цель изобретения — получение устойчивого отображения измеряемого сигнала при малой длительности цикла измерения.

Указанная цель достигается тем, что в способе цифрового измерения аналогового сигнала, заключающемся в том, что формируют циклически изменяющуюся, а в пределах цикла монотонно возрастающую, кодовую последовательность сигналов, преобразуют эту последовательность в эталонный аналоговый сигнал, сравнивают входной и эталонный аналоговые сигналы, формируют импульс в момент их равенства, фиксируют этим импульсом в приемнике кодовой информации значение кодовой последовательности, вызвавшей равенство входного и эталонного аналоговых сигналов,отображают на цифровом индикаторе зафиксированный код, формируют управляющий сигнал путем логического умножения сигналов циклически изменяющегося младшего разряда кодовой последовательности и младшего разряда зафиксированного кода, преобразуют этот управляющий сигнал в до75? 1 71 полнительный аналоговый сигнал, который прибавляют к эталонному сиг. налу .

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства. устройство содержит формирователь

1 кодовой последовательности, преобразователь 2 кодовой последовательности в эталонный аналоговый сигнал, устройство 3 сравнения входного напряжения 0в и эталонного аналогового сигнала, формирователь 4 импульса, приемник 5 кодовой информации, регистр б, цифровой индикатор 7, 15 соединенный с регистром 6 для отображения, устройство 8 логического умножения, преобразователь 9, суммирующее устройство 10.

На временной диаграмме (фиг.2) 2О обозначено: а — временная развертка младшего разряда кодовой последовательности на выходе формирователя 1;

Ь вЂ” соотношение между входным и эталонным напряжениями и значениями 25 кодовой последовательности (малые пульсации во входном напряжении могут привести к тому, что равенство может фиксироваться либо в момент с, либо t>, с — соотношение между входными напряжением и суммой эталонного и дополнительного напряжения 4 ("1"), если равенство зафиксировано в момент t< (младший разряд зафиксиро-. ванного кода представлен логической

"1"), е — соотношение между входнам напряжением и суммой эталонного и дополнительного напряжения, 4 ("0"), еСли входное напряжение превышает уровень и д0 + Uz и равенство зафиксировано в момент с (младший раз- 40 ряд зафиксированного кода представлен логическим "0"). С помощью формирователя 1, формирующего на своих выводах циклически изменяющуюся, а в пределах цикла монотонно возрастающую, кодовую последовательность сигналов, и преобразователя 2 формируется эталонный, ступенчато изменяющийся аналоговый сигнал (напряжение), перекрывающий весь диапазон изменения входного сигнала, (напряжения).

При сравнении в устройстве 3 эталонного и входного сигнала сигнал на выходе устройства 3 появляется в момент времени, когда эталонное напряжение равно входному, т.е. кодовая комбинация на выходе формирователя 1, определившая эталонное напряжение на выходе преобразователя 2 в момент ее равенства входному, и является кодовым эквивалентом последнего. Иэ выходного сигнала устройства 3 формируют импульс в формирователе 4 и фиксируют эту кодовую комбинацию в регистре 6 и отображают затем с помощью цифрового индикатора 7. В 65 устройстве 8 формируют путем логического умножения управляющий сигнал, который преобразуют с помощью преобразователя 9 в дополнительный аналоговый сигнал и прибавляют его c помощью суммирующего устройства 10 к эталонному сигналу от преобразователя 2. Диаграммы на фиг.2 поясняют каким образом достигается устойчивое отображение измеряемой величины без увеличения цикла измерения или введения пауз между циклами. При превышении входным сигналом граничного уровня сумматорного сигнала (фиг.2) в следующем цикле в этот момент уже будет меньший на U уровень, чем и обеспечивается устойчивое отображение измеряемой величины. Длительность цикла выбирается минимально возможной, определяемой только частотными свойствами применяемых элементов, а не длительностью съема информации, т.е. отрезком времени, требуемым для однозначного считывания отображенной информации.

Эффективность способа цифрового измерения аналогового сигнала заключается в том, что значительно снижается утомляемость при считывании информации с цифрового индикатора, сокращается время определения окончания переходных процессов по состоянию цифровых индикаторов, расширяется область применения измерителей, в которых реализован предлагаемый способ, за счет исключения дополнительных колебаний при относительно малом времени измерения.

Формула изобретения

Способ цифрового измерения аналогового сигнала, заключающийся в том, что формируют циклически изменяющуюся, а в пределах цикла монотонно возрастающую, кодовую последовательность сигналов, преобразуют эту последовательность в эталонный аналоговый сигнал, сравнивают входной и эталонный аналоговые сигналы, формируют импульс в момент их равенства, фиксируют этим импульсом в приемнике кодовой информации значение кодовой последовательности, вызвавшей равенство входного и эталонного аналоговых сигналов, и отображают на цифровом индикаторе зафиксированный код, отличающийся тем, что, с целью получения устойчивого отображения измеряемого сигнала при малой длительности цикла измерения, формируют управляющий сигнал путем логического умножения сигналов циклически изменяющегося младшего разряда кодовой последовательности и младшего разряда зафиксированного кода, преобразуют этот управляющий сигнал в дополнительный аналоговый сигнал, который прибавляют к эталонному сигналу.

752171 после&о8аюгльнос ти

Составитель A. Титов

Техред М.Кузьма . Корректор M. Шароши

Редактор А. Долинич

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4735/2

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4