Многоканальный преобразовательаналог-код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

843217 (61) Дополнительное к авт. сви т-ву у. 744969

r (22)Заявлено 25.07.79 (21) 2801314/18 — 21 (51)М. Кл.

Н 03 К 13/17 с присоединением заявки,%—

Гооударстввнный комитет (28) Приоритет до делам изобретений н открытий

Опубликовано 30,06.81. Бюллетень Лй 24 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 30 .06 . 8 1 (72) Лвторы изобретения

Т.А.Алиев и A.Н.Колесников (71) Заявитель

Институт кибернетики АН Азербайджанской ОСР (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

АНАЛОà — КОД

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения многомерных сигналов, представленных в аналоговой форме.

По основному авт.св. Ф ?44969 известен многоканальный преобразователь аналог-код, содержащий и блоков сравнения, преобразователь код — напряжение, и первых логических элементов И, коммутатор каналов, пер10 вый логический элемент ИЛИ, k вторых логических элементов И, выходной регистр, двоичный счетчик, блок управления, m третьих логических элементов И, первые m групп переключателей, второй логический элемент ИЛИ, сумматор и триггер Pl).

Однако это устройство не позволяет производить уточнение значений коэффициентов управления регрессии вида

Ъ = С1(1 + a„X„+ a X >i . - - a тт (тт, связывающего искомую неизмеряемую величину с косвенными измеряемыми параметрами X;,(= т-и), что является существенным недостатком, так как для реальных объектов с течением времени эти коэффициенты меняют свои значения и требуется их корректировка, а в некоторых случаях они неизвестны и требуется их определение.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный преобразователь аналог — код, содержащий и блоков сравнения, первые входы которых соединены с соответствующими и шинами входного сигнала, вторые входы соединены с выходами преобразователя кода в напряжение, а выходы подключены соответственно к первым входам и первых элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими и выходами коммутатора каналов, а выхо". ды и.первых элементов И соединены с соответствующими и входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам k вторых элемен»:

35 ля аналог — код.

Устройство содержит и шин 1 входных сигналов и блоков 2 сравнения, преобразователь 3 кода в напряжение, первые и элементов И 4, коммутатор

5 каналов, первый логический элемент

Ф 3 8432 тов И, выходы которых соединены с со" ответствующими. k входами выходного регистра, а вторые входы подключены к соответствующим 1 первым выходам счетчика, вторые выходы которого соединены с соответствующими k входами

5 преобразователя кода в напряжение, блок управления, выходы с первого по третий которого соединены соответственно управляющим входом счетчика, 1О установочными входами счетчика и выходного регистра и управляющим входом коммутатора, четвертый выход со.— единен с единичным установочным входом триггера, нулевой установочный

15 вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а единичнЪЙ выход триггера подключен к первым входам m третьих элементов И вторые входы которых соединены с соответствующими

20 выходами коммутатора каналов, а третьи входы подключены к первому выходу блока управления, а выходы через соответствующие первые m групп переклю-. чателей соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами сумматора, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока управления, введены накапливающий сумматор, регистр сдвига, узел сравнения, третий элемент ИЛИ и m дополнительных групп переключателей, причем выходы коммутатора через m дополнительных групп переключателей соединены со входами третьего элемента ИЛИ, выходы которого соединены с первыми входами узлов сравнения, вторые входы которого соединены с выходами выходного регистра, а выход подключен к управляющему входу регистра сдвига, установочный вход которого подключен к пятому выходу блока управления, а выход подключен к шестому входу блока управления и к пер-; .вому управляющему входу накапливающего сумматора, информационные входы кото рого соединены с выходами сумматора, а второй и третий управляющие входы— соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управления.

На чертеже предсталена структурная схема многоканального преобразовате17. 4.

ИЛИ 6, вторые k элементов И 7, k-разрядный выходной регистр 8, k ðàçðÿäный двоичный счетчик 9, блок 10 управления, третьи m логических элементов И 11, первые m групп переключателей 12 по q штук в каждой группе, второй логический элемент ИЛИ 13, сумматор 14, триггер 15, накапливающий сумматор 16, регистр 17 сдвига, узел 18 сравнения, третий логический элемент ИЛИ 19, вторые m групп переключателей 20 по k штук в каждой группе. Предлагаемое устройство работает в трех режимах.

1. Преобразование и-канальной à;а"логовой информации в. цифровой кое.

2. Преобразование Il-êàíàëüíàé аналоговой информации в цифровой код с одновременным измерением неизь., ряемой величины, связанной с и меряемыми аналоговыми параметрами управлением линейной регрессии.

3. Преобразование и-канальной аналоговой информации в цифровой код с одновременным измерением неиэмеряемой величины, связанной с измеряемыми аналоговыми параметрами уравне--. нием линейной регрессии, уточнение или определение коэффициентов этого уравнения.

В первом режиме в начале работы блок управления 10 приводит в нулевое состояние выходной регистр 8 и двоичный счетчик 9. При преобразовании входного сигнала g-го канала (1 «» g» и) счетные импульсы.от блока управления 10 последовательно поступают на вход двоичного счетчика 9, содержимое которого поступает на входные шины преобразователя 3 кода в напряжение. В момент равенства линейноступенчатого напряжения, которое вырабатывается на выходе преобразователя кода 3 в напряжение и поступает наблоки 2 сравнения с входным сигналом 9-го канала на выходе g-ой схемы

2 сравнения появляется импульс, который, проходя через g-ый элемент И 4, открытый g-ым выходом коммутатора 5 каналов, поступает через элемент

ИЛИ 6 на входы элементов И 7 и передает содержимое k — разрядного двоич— ного счетчика 9, которое соответствует в этот момент времени. значению измеряемого аналогового сигнала g-ro канала Hà k-разрядный выходной регистр 8. В результате завершения преобразования сигнала g-го

8432 канала в выходном регистре 8 находится цифровое значение измеряемого ана- логового сигнала g ãî канала.

Во втором режиме до начала работы на m группах переключателей 12 устанавливаются соответствующие значения величины коэффициентов с „ (1=4-П) уравнения регрессии, блоком 10 управления в накапливающий сумматор 14 за-. носится постоянная величина Clg, ре- )ф гистр 8 и двоичный счетчик 9 устанавливаются в нулевое состояние, триггер

l5 устанавливается в единичное состояние °

При преобразовании входного сиг- 1 нала g-го канала Х .счетные импульсы от блока 10 управления последовательно поступают на вход двоичного счетчика 9 и одновременно каждый из иих, проходя через р-ный (1 рс m) эле- уо мент И 11, открытый р-ым выходом комI мутатора 5 каналов, передает через элемент ИЛИ 13 значение р-го коэффи циентас)р уравнения регрессии, набранное на р-ой группе переключателей 2S

12, на вход сумматора 14. Таким образом, в зависимости от того, сколько счетных импульсов проходит через р-ый логический элемент И ll, столько же раз набранный на соответствующих переключателях 12 коэффициент aр слагается. сам с собой в сумматоре 14.

Прохождение упомянутых счетных импульсов через р-ый элемент И 11 . прекращается в момент равенства линейно-ступенчатого напряжения, которое вырабатывается на выходе преобразователя 3 код — напряжение, с выходным . сигналом g-го канала. Сравнение этих напряжений происходит на соответствующем g-ом блоке 2 сравнения. В результате этого равенства на выходе блока 2 сравнения g-ro канала вырабатывается импульс, который, проходя через g-ый логический элемент И 4, открытый g-ым выходом коммутатора .5 каналов, поступает через элемент

ИЛИ 6 на нулевой установочный вход триггера 15 и устанавливает его в нулевое состояние. Тем самйм триггер

15 запирает элементы И )1. Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 6 поступает на входы элементов И 7 и передает содержимое k-разрядного двоичного счетчика 9, которое соответствует в этот момент времени значению измеряемого аналогового сигнала д-i.î канала на k-разрядный выходной регистр 8. В результате завершения пре-.

17 6 образования сигнала g-го канала в

k-разрядном выходном регистре 8 находится цифровое значение измеряемого аналогового сигнала g-ro канала, а к содержимому сумматора 14 прибавляется произведение цифрового значения преобразованного аналогового сигнала

g-ro канала и соответствующего коэффициента управления регрессии. Перед измерением. сигнала очередного входа блок 10 управления производит гашение содержимого k-разрядного двоичного счетчика 9 и k-разрядного выходного регистра 8, а также устанав- ливает:в единичное состояние триггер

15. Процесс преобразования происходит аналогично. Измерение же неизмеряемой величины у завершается тогда,,когда все косвенные измеряемые параметры Х„ связанные с у и характеризующие его изменения, будучи преобразованными, произведут через соответствующие элементы И 1).ïåðåäà÷ó соответствующих им коэффициентов о1 уравнения регрессии, набранных заблаговременно на соответствующих переключателях 12, через элемент ИЛИ 13 в сумматор 14.

В третьем режиме работы устройства, кроме выполнения функции второго режима, также производится.уточнение или опеределение коэффициентов уравнения регресии, прн которых устройство показывает на сколько единиц изменяется функция, если значение одного из аргументов изменяется на единицу, а все остальные аргументы при этом остаются неизменными.

Уточнение или определение коэффициентов уравнения регрессии производится следующим образом.

Перед началом работы устррйства в этом режиме Hà m группах переключателей 20 соответственно набираются такие диапазоны для параметров X.

1 которые с большей вероятностью встречаются в процессе преобразования соответствующих переменных Х . Блоком 10 управления производятся все подготовительные операции второго режима работы. Кроме того, накапливающий сумматор 16 устанавливается в нулевое состояние и устройством 10 управления при передаче коэффициента в сумматор 14 производится установка в единичное .состояние младшего разря" да регистра )7 сдвига.

Принцип работы устройства во многом идентичен второму режиму. Отличие

84321 состоит в том, что в процессе работы устройства на узле сравнения 18 производится сравнение преобразованных аналоговых переменных Х;, поступающих на входные шины блока 18 с выхо5 дов выходного регистра 8 с соответствую|цими заданными значениями диапазонов для этих переменных, набранных заблаговременно на m группах переключателей 20. В случае равенства сравниваемых значений на выходе блока 18 вырабатывается импульс, который поступает на шину сдвига 17 регистра и производит сдвиг единицы на один разряд. В случае соответственного ра- >S венства всех значений преобразуемых параметров X„ с заранее набранными на переключателях 20 диапазонами для параметров Х; на старшем разряде регистра 17 сдвига возникает сигнал, который фиксируется в блоке 10 управления и одновременно производит передачу содержимого сумматора 14 в накапливающий сумматор 16. После S та— ких передач (S задается на блоке 10 управления кратным степени числа два) содержимое накапливающего сумматора

16 представляет собой сумму, из которой путем деления на число S (деление практически сводится к определению места запятой в делимом и для заданного 5 оно заранее известно) получается среднее значение величины ) „1.

Перед началом очередного цикла измерений на одной из групп переключате-З5 лей 20 (например, первой группе)предшествующее значение задаваемого диапазона для параметра Х„, меняется на единицу(11„ Х = 1! значения осталь. . 2 1, 1 ных параметров на переключателях 20 остаются неизменными и управляющим сигналом с блока управления 10 накапливающий сумматор 16 перводится в режим вычитания. Теперь в тех случаях, когда в процессе преобразования имеет 15 место равенсIBQ всех значений преобразуемых параметров Х„ с соответствующими, заранее заданными на переключателях 20 диапазонами параметров Х

1 содержимое сумматора 14 вычитается из 5 » содержимого накапливающего сумматора

16. Очевидно, что после S таких моментов содержимое накапливающего сумматора 16 составит величину Х вЂ” =с1.

1 2 .1

Перед началом очевидного цикла изменений.управляющим сигналом с блока управления 10 накапливающий сумматор

16 переводится в режим сложения. Работа устройства происходит аналогич7

8 но вышеописанной и в случаях, когда в процессе преобразования имеет место равенство всех значений преобразуемых параметров х с соответствующи1 ми, заранее заданными на переключателях 20 диапазонами параметров к содержимому накапливающего сумматора 16 прибавляется содержимое сумматора 14. Очевидно, что S таких моментов содержимое этого сумматора составит величину =а +Ъ, Перед началом очередного цикла измерений управляющим сигналом с блока управления

10 накапливающий сумматор 16 переводится в режим и на первой группе переключателей 20 устанавливается диапазон параметра Х,, который отли( чается от предыдущего Х< . .на единицу Х„ -Х „ =.1, значения остальных

I диапазонов параметров на переключателях 20 являются неизменными. Работа устройства происходит аналогично вышеописанной и в случаях, когда в процессе преобразования имеет место равенство всех значений преобразуемых параметров X„: с соответствующими, заранее заданными на переключателях

20 диапазонаМи параметров Х содержимое

1 сумматора 14 вычитается из содержи-. мого накапливающего сумматора 16.

Очевидно, что после S таких моментов содержимое накапливающего сумматора

16 составит величину - э — + с12 — 2 а1

Таким образом, накапливая получаеемые значения коэффициента с „ в количестве раз, кратном степени числа два, определяется среднее значение коэффициентас1„, которое и является искомой величиной.

Уточнение остальных коэффициентов уравнения регрессии производится заданием соответствующих значений диапазонов для параметров на соответствующих группах переключателей 20 аналогично.

Если коэффициенты уравнения perpecсии неизвестны и требуется их определить, то исходя из предварительной информации, получаемой от объектов, на переключателях 12 задаются априорные значения этих коэффициентов, затем путем многократного уточнения по предлагаемой методике определяются их искомые значения.

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь аналог — код по авт.св. Р 744969, 8432

10 отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразова ния> введены накапливающий сумматор, регистр сдвига, узел сравнения, третий элемент ИЛИ и m дополнительных групп йереключателей, причем выходы коммутатора через m дополнительных групп переключателей соединены со входами третьего элемента ИЛИ, выходы которого соединены с первыми входами узлов сравнения, вторые входы которого соединены с выходами выходного регистра, а выход подключен к управляющему входу регистра сдвига, 17 10 установочный вход которого подключен к пятому выходу блока управления, а выход подключен к шестому входу блока управления и к первому управляющему входу накапливающего сумматора, информационные входы которого соединены с выходами сумматора, а второй и третий управляющие входы соединены, соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 744969, кл. Н 03 К 13/17, 21.11.77.

2 !а

Составитель Л.Беляева !

Р акто Л.Пчелинская ТехРеД Н.БабУРка КоРРектоР Л.Иван ед и

Заказ 5163/81 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4