Способ аналого-цифрового преобразования

 

(72) Авторы изобретения

1 г

Ю. В. Мельничук и В. С. Якушев (73) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования электрических и неэлектрических величин в цифровой .код.

Известен способ аналого-цифрового преобразования, заключающийся в сравнении аналоговой величины с рядом эталонных мер $1). .Недостатком этого способа является низкая точность преобразования.

Известен способ аналого-цифрового преобразования, заключающийся в итерационной оценке исследуемой величины j2).

Недостатком указанного способа является низкие точность, быстродействие, отсутствие омехозащищенности.

Целью изобретения является повы20 шение точности, быстродействия и обеспечения помехозащищенности.

Указанная цель достигается тем что согласно способу аналого-цифрового преобразования, основанному на итерационной оценке аналоговой величины и определении цифрового ее эквивалента, аналоговую величину предварительно сравнивают с эталонной мерой и вырабатывают алгоритм преобразования, затем аналоговую величину сравнивают с эталонной мерой до получения двух остатков, меньший из которых последовательно сравнивают с эталонной мерой до получения пренебрежимо малого или равного нулю остатка, и для каждого меньшего остатка определяют степенной показатель и целое число, каждое целое число, соответствующее последующему остатку, сравнивают с целым числом, соответствующим предыдущему остатку, определяют количественную зависимость между целыми числами, которую сравнивают с алгоритмом преобразования.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — времен

89860 показатели

ИЛИ IIOCЛЕД О 13 с- Т ЕЛ Ьность чисе.1, кото— рая опрсде.I ë«eòñÿ как

1, >»1 оценка осушествля— ется с не—

ЛОСТ;3ТКОМ „ = о, ЕС»1 С ПЗ—

ПОЛЪЧ>1СЗМЬ1Е

В СС>ОТ!3Е1

"1 131111: a> I1.ОР11ТМОМ п ри уложе111111 МЕНЬШИХ остатков в

U,,причем э (2) ные диаграммы, поясняющие процесс аналого-цифрового преобразования, Устройство содержит блок 1 выбора алгоритма, блок 2 выделения целой части, блок 3 сравнения остатков, $ блок 4 вычисления, блок 5 контроля итерационного преобразования, блок 6 итерационного преобразования, блок

7 отображения.

На фиг. 2 изображены возможные 16 соотношения измеряемой электрической величины 0>«(I ) и эталонной меры (единицы измерения) U (!

Способ преобразования электричес,кого напряжения (тока ) в код заключается в том, что на основании пред,варительного сравнения абсолютных величин U «(I>() и U (Ig) в блоке 1 вырабатывается команда, определяющая алгоритм преобразования U (I<) блоком 2.

На основании этой команды в блоке

2 происходит выделение целой части

С или С (фиг. 2а и Д ) в результате сравнения соответственно О,«(!х) с д

U9(! ) при О!«(1 «)) 0 (!э) или Ug (! )

С О>«(!1«) при 0,,«!)(> (!9 Э 1тричем сравнение по тому ил11 иному алгоритму осуществляется с избь1тком или недостатком до получения первого остатка, соответственно 01« или

)/ о !«о

В результате сравнения с избытком или недостатком по каждому алгоритму

I величины остатков 0!« или 0„ полуо ко чают по два значения, так по первому

35 алгоритму соответственно U К =U о или (о

0К =U о, а по втоРому алгоритму с> 1п

U = U" или U =U . Полученные ос— ко- о, ко =„ко „, татки Up е 00 (0о "о ) подаются на блок 3, где в результате сравне40 ния для дальнейших преобразований выделяется меньший из них и вырабатывается команда на блок 2, на основании которой значение целой части для первого алгоритма принимается равной

С+1 (Я о =0) при оценке с избытком, или С (P =1) — при оценке с недостат0 ком, что в об,ем виде может быть представлено выражением (С+(!†fp)! и аналогично для второго алгоритма (С +(1-K,) 3.

С выхода блока 3 остаток 01((0Кв ) о подается на блок 6, в котором осуществляется его сравнение с избытком и недостатком с эталонной мерой

U (3 ) полученные остатки подаются

9 9 опять на блок 3, где выделяется меньший из них !!1 (О ) и процесс посI ! ледовательного с1>авнения и выделения

8, ф мены11его остатка в блоках 6 и 3 продолжается до получения нулевого остат1 ка или остатка UI« (0 I<è ), соответствующего требуемой точности преобразования.

Блок 6 выдает также целые числа

А> (С! ) (V=1, 2, 3, ...), аналогичные числам С (С1), и показатели (V=1, 2, 3, ...) равные О или 1 соответственно при оценке с избытком и недостатком на блок 5, где каждое полученное целое число сравнивается с предыдушим по абсолютной величине и, если эти числа находятся в соответствующей зависимости, определеHHOH способом преобразования, то они проходят далее на блок 4, если же нет то процесс интерационного »реобразования корректируется.

На основании данных полученных с блоком 1, 2 и 5, блок 4 производит математические преобразования по соответствующим алгоритму вь>ражениям при 0 70 () (()" 3 2 " 4 1и-3 где $3I (J=Q, 1, 2,... ) — степеннь е

Г I I i К О М, ) )с — ПС:П1Е ЧИСЛа (>.. -> И

)«с2Л (..- С 2 „(2); при 0 (U

0 ((1) ! ((С +(I-4,Ц L tC.„+(<-(Д

% (-4) 6 1

898608 (ч=(,а,3.--) ми (2) и (4) KK (1-11Ц1СК 4 И-9Я)1. .1)ЕО +Ям Ф °" + 6 и- 1 к Р-

С,. С вЂ” целые числа, аналогичные

Ку "У КИ значениям,... и в вы-. .у1 ражении (1 ), причем

СКч+ 1 E÷)(2EC„„+„+(" f„ )) .

В конце преобразова ия блок 4 выдает на блок 7 код, прямо пропорциональный измеряемой величине электри- ро ческого напряжения U< (тока I<) для его отображения.

Предлагаемый способ позволяет оценить аналоговую величину с точностью большей, чем дискретность эталон-щ ной меры путем уложения этой величины или ее остатка в эталонную меру, поскольку все последующие итерационные преобразования, за исключением первого осуществляются с последовательно Зб получаемыми остатками и эталонной мерой.

Предлагаемый способ позволяет измерить мгновенное значение исследуемой величины и также контролировать сам итерационный процесс преобразования, т.е. обеспечивает помехозащищенность за счет сравнения получаемых целых чисел, связанных зависимостяФормула изобретения

Способ аналого-цифрового преобразования, основанный на итерационной оценке аналоговои величины и опред ленни цифрового ее эквивалента, отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия, точности и обеспечения помехозащищенности, аналоговую величину предва рительно сравнивают с эталонной мерой и вырабатывают алгоритм преобра зования, затем аналоговую величину сравнивают с эталонной мерой до получения двух остатков, меньший из которых последовательно сравнивают с эталонной мерой до получения пренебрежимо малого или равного нулю остатка, и для каждого меньшего остатка определяют степенной показатель и целое число, каждое целое число соответствующее последующему остатку, сравнивают с целым числом, соответствующим предыдушему остатку, определяют количественную зависимость между целыми числами, которую сравнивают с алгоритмом преобразования.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. M., "Энергия", I 975,,с. 315.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2450268/18-21, кл. Н 03 К 13/02, 1977 (прототип).

898608

Составитель А. Титов

Редактор Т. Веселова Техред T.Èàòî÷êà Корректор Л. Бокшан

Заказ 11968/74 Тираж 953 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035д Москва Ж-35 Раупская наб.д п. 4 5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4