Многоканальный аналого-цифровой преобразователь биполярных сигналов
> +-Ye «seC
":1Млнетеиа (фь h
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Соцкалнстнческки
Республик о>766003 (61) Дополиительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0310.78 (21) 2669946/18-21
C присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 230980, Бюллетень ¹ 35
Дата опубликования описания 239Я80 (51)М. Кл 3
Н 03 К 13/17
Государственный комитет
СССР
IIo делам изобретений н открытий
Р (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Автор изобретения
A. Т. Антипов
Научно-производственное объединение Геофизика
МИНГЕО СССР (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫН АНАЛОГО-ЦИФРОВО1т
ПРЕОБРАЭОВА1ЕЛЬ БИПОЛЯРНЫХ
СИГНАЛОВ, 1
Изобретение относится к аналогоцифровой вычислительной технике и предназначено для преобразования аналоговых сигналов в цифровую Форму.
Известен цифровоЯ вольтметр для 3 измерения разнополярных .напряжениЯ, содержащий блок сравнения, выход которого через .блок управления к дешифратор подключен к цифровому индикатору, и источник опорного напряжения, 10 подключенный через цифроаналоговый преобразователь и аналоговое запоминающее устройство ко входу блока сравнения устройства (1).
Его недостатком является низкое 15 быстродействие, обусловленное инерционностью аналогового запоминающего устройства °
Известен аналого-цифровой преобра эователь, содержащий блок управления,20 выход которого через элементы совпадения, триггеры регистра числа и цифроаналоговый преобразователь подключен ко входу сравнивающего устройства (2). 25
Недостатком этого преобразователя является его функциональная ограни ченность, так как он не способен преобразовывать в код многоканальную би.полярную аналоговую информацию. 30
Цель изобретения - расширение . функциональных возможностей аналогоцифрового преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный аналого-цифровой преобразователь биполярных сигналов, содержащий блок сравнения, генератор, выход которого соединен со входом блока управления, выходы которого подключены к .единичным входам триггеров и через первые входы элементов совпадения к нулевым входам триггеров, цифроаналоговый преобразователь, введены коммутатор кодов, и - 1 блок сравнения, элемент 2И - и ИЛИ, Этриггер, .сумматор цо модулю 2, причем вторые входы элементов совпадения соединены с выходом сумматора по модулю
2, первый к второй входы кото жго соединены.соответственно с инверсным и прямым выходами первого триггера, а третий к четвертый входы соединены соответственно с инверсным и прямком выходами 1) -триггера, тактовый вход . которого соединен с выходом генератора, а Ъ-вход с выходом элемента 2И -К
:ИЛЙ, первые входы которого соединены со вторыми выходами блока управления, а вторые входы с выходамн блока
1сравнения, первые входы которых
766003 подключены ко входным шинам, а вторые входи через цифроаналоговый преобразователь к выходу коммутатора кодов, при этом выходы триггеров соединены со входами коммутатора, кодов, а прямой выход первого триггера соеди нен со вторым входом цифроаналогового преобразователя, причем третий выход блока управления подключен к нулевым входам триггеров.
На чертеже представлена блок-схема многоканального аналого-цифрового преобразователя биполярных сигналов.
Схема содержит генератор 1, блок
2 управления, элементы 3 совпадения, триггеры 4, коммутатор 5 кодов, цифроаналоговый преобразователь 6, бло- 15 .ки 7 сравнения, элемент 2И - П ЙЛИ
8, D -триггер 9, сумматор 10 по моду:,лю 2.
Преобразователь работает следующим образом. 20
Триггер 4-1 является знаковым триггером преобразователя, который в нулевом состоянии разрешает поступление через коммутатор кодов на вход преобразователя 6 прямого кода с триг- 25 геров 4-2 ... 4-в, а в единичном состоянии обратного кода, таким образом на вход преобразователя 6 поступает через коммутатор кодов прямой или обратной код с выходов триггеров
4-2 ... 4-rn. Кроме того, прямым выход триггера 4-1 заведей на вход,. преобразователя б, на выходе которого появляется нулевой потенциал, когда триггер 4-1 в нулевом состоянии и отрицательное напряжение U а (макси- З5 малъное отрицательное напряжение,преобразуемое устройством), когда он в единичном состоянии (при этом остальные триггеры отключены). Триггеры
4-2 ... 4-т формируют на выходе пре- 40 образователя б положительное напряжение в диапазоне от 0 до () щ „, так как раздельное их включение в единичное состояние (остальные триггеры„ кроме рассматриваемого, находятся в; нулевом состоянии) дает при включении триггера „4-2 напряжение P-; триггера 4-3 --"ф - и т.д. Преобразователь, примененйый в предложенном устройстве, является биполярным, так как различным сочетанием установки в единичное и нулевое состояние триггеров 4-1 -. 4-е на выходе преобразователя 6 можно получить любое напряженна в диапазоне т U фтройство при преобразовании по- 55 ложительного напряжения работает следующим образом.
Схема И элемента 2И-h ИЛИ открыта соответствующей командой блока управления, который из выходных импульсов 6() генератора вырабатывает e + 2 такто-. вых импульса, сдвинутых во времени (м-разрядность выходного кода преобразователя) . Первый тактовый импульс блока управления устанавливает триг- 65 геры 4-1...4"real в нулевое состояние, при этом на вход преобразователя б поступает прямой код (00...0) с выходов триггеров, и на его выходе формируется нулевой потенциал. Второй тактовый импульс устанавливает триггер
4-1 в единичное состояние, при этом на вход преобразователя 6 поступает в обратный код (11...1) с триггеров
4-2...4-vn, который формирует на его выходе положительное напряжение U. .
Одновременно по команде триггера
4-1 на выходе формируется отрицательное напряжение О,„а„ .Таким обра зом суммарный потенциал на выходе преобразователя 6 равен нулю, так как выполняется условие мах тсп, иат, 2 и„„,=о.
4 2 "
Так как входное напряжение преобразователя, положительное, то на выходе блока 7-1 сравнения сохраняется низкий уровень, который через элемент
2И-h ИЛИ поступает íà 0- вход триггера 9, который синхроимпульсом с генератора устанавливается в нулевое состояние и на выходе сумматора 10 появляется высокий (разрешающий) потенциал. Третий тактовый импульс блока управления через элемент 3-1 совпадения возвращает триггер 4-1 в нулевое состояние (определяя знак выходного кода преобразователя и устанавливает триггер 4-2 в единичное состояние, при этом на вход преобразователя б поступает, прямой код (10..0) с выходов триггеров 4-2 ° ..4-tn на выходе преобразователя 6 появляется положительное напряжение )вф . Если входное напряжение преобразователя больше выходного потенциала преобразователя б, то на выходе блока 7-1 низкий уровень сохраняется, триггер 9 остается в нулевом состоянии, а на выходе сумматора 10 отсутствует разрешающий потенциал (триггер 4-1 в нулевом состоянии). Четвертый, тактовый импульс устанавливает триггер 4-3 в единичное состояние, формируя на выходе преобразователя б напряжение + . Если входное -напряжение преобразователя после третьего такта меньше выходного потенциала преобразователя б, то на выходе блока 7-1 появляется высокий уровень, триггер 9 переключается в единичное состояние и йа выходе сумматора 10 появляется разрешающий потенциал. Четвертый тактовый импульс через схему совпадения 3-2 возвращает триггер 4-2 в нулевое состояние и устанавливает триггер 4-3 в единичное состояние, при этом на выходе преобразователя б появляется напряжение (зш и т.д. По vs+ 2 тактовому
4 импульсу процесс преобразования входного напряжения завершается, а схема управления 2 открывает схему 0< эле мента 2И- и ИЛИ.
766003
Предположим, что на входе второго канала (на входе блока сравнения 7g2) - отрицательное напряжение. Работа устройства по первому и второму тактовым импульсам блока управления аналогична преобразованию положительного напряжения, при этом на выходе блока 7-2 появляется высокий уровень так как нулевой потенциал на выходе преобразователя 6 выше потенциала на входе блока 7-2. Высокий уровень с блока 7-2 через 2И элемента 2И-И ИЛИ поступает на вход триггера 9, который синх11оимпульсом с генератора устанавливается в единичное состояние и на выходе сумматора 10 отсутствует разрешающий потенциал, следовательно, 1S элемент 3-1 совпадения закрыт и триггер 4-1 третьим тактовым импульсом не сбрасывается (таким образом, знак выходного кода определен).
Третий тактовый импульс устанавлива- Я ет триггер 4-2 в единичное состояние, при этом на вход преобразователя 6 поступает обратный код (01...1) с. триггеров 4-2...4-1м, а на выходе йре-;образователя 6 появляется отрицатель ное напряжение - ф». (с выхода преобразователя 6 отключено положительное напряжение — (см. выражение) . Если входное напряжение по абсолютной величине больше выходного потенциала пре- О образователя 6, то на выходе блока
7-2 высокий уровень сохраняется, триггер 9 остается в состоянии 1, следовательно, элемент 3-2 совпадения закрыт и четвертый тактовый импульс устанавливает триггер 4-3 в единичное состояние, при этом на преобразователь 6 поступает обратный код (001...1) с триггеров 4-2 - 4-а1, а на выходе преобразователя 6 формируется отрицательное напряжение 3/4 0 сн. 40
I (о выхода преобразователя 6 отключены положительные напряжения --"- и - @» )
1й т.д.
Таким образом, при преобразованйи входного отрицательного напряжения .
;производится отключение на выходе преобразователя 6 определенного выбора слагаемых, + установкой соответствующих триггеров 4-24- <., в единичное состояние. По (и + ,+ 2) тактовому импульсу процесс преобразования входного напряжения завершается, а блок управления 2 откры,вает 0> элемент 2И-H ИЛИ и т.д. .-Введение в аналого-цифровой преобразователь новых узлов - и -1, схем сравнения, блока И-ИЛИ, Э-триггера, сумматора по модулю 2 и коммутатора кодов расширяет функциональные возможности АЦП, так как он способен преобразовывать в код многоканальную биполярную аналоговую информацию; повышает гочность преобразования многока йаЛьной информации, так как отсутству. ет коммутация (переключение) аналоговых сигналов и сопровождающие ее погрешности и помехи; результат преобразования выдается в прямом коде для входных напряжений любой полярности) упрощает переключение каналов.
Формула изобретения с
Многоканальный аналого-цифровой преобразователь биполярных сигналов, содержащий блок сравнеиия, генератор, выход которого соединен со входом блока управления, выходы которого подключены к единичным входам триггеров и через первые входы элементов совпадения к нулевым входам триггеров,.цифроаналоговый преобразователь, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него . введены коммутатор кода, И -1 блок
;, сравнения, элемент 2И-и ИЛИ, D-триг
,гер, сумматор по модулю J2, причем вто рые входы элементов совпадения,соедц.-„ нены с выходом сумматора по модулю 2, первый и второй входы которого соединены соответственно,с инверсным и прямым выходами первого триггера, а третий и четвертый входы соединены с инверсным и прямым выходами Ъ-триггера, тактовый вход которого соединен с выходом генератора, а D-вход с выходом элемента 2И- и ИЛИ, первые входы которого соединены со вторыми выходами блока управления, а вторые входы с выиодами блоков сравнения, первые входы которых подключены ко входным шинам, а вторые входы через цифроаналоговый преобразователь к выходу коммутатора кодов, при этом выходы триггеров соединены со входами коммутатора кодов, а прямой выход первого триггера сое:динен со вторык входом цифроаналого1вого преобразователя, причем третий выход блока управления подключен к ну левым входам триггеров.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР .9 310387, кл. Н 03 K 13/17, 24.11.69.
2. Шляндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.
М., Высшая школа, 1973.
766003
Редактор Т. Киселева
Заказ 6930/20
Составитель Л. Беляева
Техред A.Ùåëàíñêàÿ Корректор С.Шекмар
Тирая 995 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.
Филиал ППП Патент, г. Узтород, ул. Проектная, 4
