Аналого-цифровой квадратор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 061180 (21) 3002б62/18-24 (51)М Кл с присоединением заявки ¹

G G 7/20 а 08 Z 3/00

Государствеииий комитет

СССР оо лелам изобретений и открытий (23) Приоритет

1531 УДК681. 335 (088.8) Опубликовано 070782. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 07,07.82

В.К.Чепалов, Б.К.Александров и A.Ä. àëàìàð÷óê (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ПИФРОВОЙ КВЩРАТОР

Изобретение относится к автомати1ке и вичислительной технике, в частности к устройствам для возведения в квадрат длительности время-импульсного сигнала с представлением результата в питеровой 4ооме.

Известен аналого-циФоовой квадратор, содержащий генератор линейноизменякщегося сигнала, генератор управляемой частоты, формирователь, элемент .задержки, элемент И, счетчик и выходную группу элементов И (1J, Недостатком квадратора является пониженная чувствительность.

Наиболее близким к изобретению является аналого- цифровой квадратор, содержащий генератор линейно изменяющегося напояжения, соединенный первым входом с инной запуска н с первым входом основного триггера, вторым входом - с миной останова, вторым входом основного триггера и с входом элемвнта задержки, а выходом — с входами первого и второго генераторов управляемой частоты, подключененых выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов

И, соединенных вторыми входами с выходом основного триггера, а выходами - с входами узла исключения совпадения, первый выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного входом обнуления с первым выходом элемента задержки, а выходами разрядов — с первыми входами элементов И выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элещ мента задержки, причем вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с вторым выходом узла исключения совпадений (2) .

Выходное напряжение генератора линейно изменяющегося напряжения изменяется по закону

U = KTg, где К вЂ” коэФФициент пропорциональности;

Тк - временной интервал между импульсами Запуск и Останов .

Генераторы управляемой частоты генерируют частоты

Г = Г + тК и Г = FO — Кт, где F - начальная частота генерао торов.

Частота F поступает на суь|мирую1 щий вход реверсивного счетчика, а частота F - на его вьтчитающий вход.

После окойчания цикла преобразования

942053 и с первым входом дополнительного триггера, подключенного вторим входом к.первому выходу узла исключе« ння совпадений

Ча чертеже изображена блок-схема аналого-цифрового квадратора.

Аналого-цифровой квадратор содержит генератор. 1 линейно изменяющегося напряжения, соединенный первым входом с шиной запуска и с первым входом основного триггера 2, вторим входом — с шиной останова, вторым входом триггера 2 и с входом элемента 3 задержки, а выходом - с входами первого и второго генераторов 4 и 5 управляемой частоты. Генераторы 4 и 5 подключены выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов И б и 7, соединенных вторыми входами с выходом триггера 2, а выходами - c входами узла 8 -исключения совпадений.Первый выход узла 8 подключен к суммирую-. щему входу реверсивного счетчика 9, соединенного входом обнуления с первым выходом элемента 3 задержки а выходами разрядов - с первыми входами элементов И 10 выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элемента 3 задержки. третий элемент И 11 соединен первым входом с вторым выходом узла 8 исключения совпадений, вторым входом — с выходом дополнительного триггера 12, a âûõîäîì - с вычитающим входом счетчика 9 и с первьэе входом триггера 12.

Второй вход триггера 12 подключен к первому выходу узла 8.

Устройстве работает следующим образом.

Квардатор начинает работать с поиО ходом импульса . Запуск™, определяющего начало преобразуемого интерва-. ла Тн, который переводит в единичное состояние триггер 2, открывающий эле менты И б и 7 и запускает генератор 1, выходное напряжение которого изменяется по закону U = KT>,:.è управляет выходными частотамн генераторов 5 и.4, генерирующих короткие импульсы-с частотами, -соответственно

О равными F„ Po + KTx Fg = Fa т Ктх °

Импульсы с частотой f„-÷åðåç эле мент И б и узел 8 исключения совпадений поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Импульсы частоты 1 с генератора 4 проходят через элемент И 7, узел 8 исключе.ния совпадений .и элемент И 11 на вы:читающкй.вход реверсивного счетчи- ка 9. Элемент И 11 вместе с триггером 12 обеспечивает прохождение им- пульса на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 только после того, как поступит импульс на суммирующий вход. При поступлении импульса с частотой Р иа суммирующий вход и на

5 второй вход триггера 12, последний

3 со счетчика считывается код, пропо цнональный квадрату временного интервала, равный N = KT .

Чвдостаток такого квадратора заключается в следующем: при работе с малыми временными интервалами (аргу- 5 ментом) на нижней границе диапазона преобразуемых временных интервалов напряжение на выходе генератора линейно изменяющегося напряжения не успевает значительно измениться и 10 частоты генераторов управляемой частоты Р и F остаются практически такими же, какими они были в исходном состоянии, т.е. близкими к-F>.

Если генератор управляемой частоты, импульсы с которого поступают на вычитающий вход счетчика, имеет несколь.ко большую начальную частоту, т.е.

F< w F (из-за неидеальности генера1 тооов всегда имеется некоторый разброс начальйых частот), то за время цикла преобразования (квадрировання) на вычитающнй вход ревеосивного счетчика поступит больше имйуль сов, чем на суммирующий. После окончания цикла с квадратооа будет ачитан код, близкий к максимальному, тогда как он должен быть минимальным, т.е. происходит переполнение четчика по вычитающему входу. Этот

@сект вызывает сбой в работе устройств. на которые подается выходной код квадратора.

Цель изобретения - повышение ста- . бильности преобразования малых значений аргумента. 35

Для .достижения поставленной цели в аналого-цй@ровой квадратор, содержащий генератор линейно изменяющегося напряжения, соединенный первым входом с шиной запуска и с первым . 4 входом основного триггера, вторым. входом - с шиной останова, вторым входом основного триггера и с вхоцом элемента задержки, а выходом - с входами первого и второго генерато- 4 ров управляемой частоты, подключенных выходами к первым входам соответственно:первого и второго элементов И соединенных вторыми входащ.с в мьдом основного триггерами а .5 выходами - с входами узла исключения

-cosnageswA> первый выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного входом обнуления с.первым выходом элемента задержки, а выходами разря

;доз - с нервымн входами элементов И выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элемента задержки, введены дополнительный триггер и третий элемент И, соединенный первым входом с вторым выходом узла исключения совпадений, вто- рым входом - с выходом дополнительного триггера, а выходом - с вычи« тающим входом реверсивного счетчика 6

942053

40 формула изобретения аНИИПИ Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 устанавливается в положение разрешая прохождение импульсов через элемент И 11. При поступлении импульса на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 и на первый вход триггера 12 через элемент И 11, триггер 12 5 устанавливается в положение 0, и прохождение импульсов Р1 через элемент И 11 запрещается до поступления очередного импульса частоты F

Таким образом, число импульсов, по- 0 ступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 не может превысить числа импульсов, поступивших на его суммирующий вход.

Импульсом Останов, определяю- 15 щим конец временного интервала Т„, возвращается в исходное состояние триггер 2, закрывающий элементы И 6 и 7, и устанавливается начальное напряжение на выходе генератора 1.

Число импульсов, зарегистрированное счетииком 9, после прихода импульса Останов равно N = КТ„1. Импульс Останов, поступившйй через элемент 3 задержки на группу элементов И 10, обеспечивает считывание выходного кода, а затем установку исходного состояния счетчи ка 9.

Таким образом, введение дополни! тельных триггера 12 и элемента И 11 устраняет сбои, возникающие при преобразовании малых временных интервалов, что улучшает стабильность работы квадратора, не изменяя его основные характеристики. Указанное об- 35 стоятельство и определяет техникоэкономическую эФфективность применения квадратора по сравнению с прототипам.

Аналого-цифровой квадратор, содержащий генератор линейно иэменяющегося напояжения, соединенный пер- вым входом с шиной запуска и с первым входом основного трнггеоа, вторым входом — с миной останова, вторым входом основного триггера и с входом элемента задержки, а выходом - с входами первого и второго генераторов управляемой частоты, подключенных выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов И, соединенных втооыми входами с выходом основного триггера, а выходами — с входами узла исключения совпадений, первый выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного входом обнуления с первым выходом элемента задержки, а выходами разрядов - с первыми входами элементов И выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элемента задержки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности преобразования малых значений аргумента, в него введены дополнительный триггер и третий элемент И, соединенный первым входом с вторым выходом узла исключения совпадений, вторым входом - с выходом дополнительного триггера, а выходом - с вычитающим входом реверсивного счетчика и с первым входом дополни тельного триггера, подключенного вторым входом к первому выходу узла исключения совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карпов Р.Г., Карпов H.g.

Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов. Ч., Машиностроение, 1977, с. 135, рис. 96.

2. ABTopGKoP свидетельство СССР

Ф 561193, кл. G 06 G 7/20, G 06 Т 3/00, 1975 (прототип1.