Преобразователь напряжения в код с плавающей запятой

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОВ к лвто ско (6! ) Дополнительное (22) Заявлено 04.05 с присоединением зая (23} Приоритет—

Опубликовано З

Дата опублико

Гооударотееииый комитет

СССР до делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. Г. Горбков

Куйбышевский ордена Трудового Красна"о Зн политехнический институт имени В. В. Куйбышева (7l ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

С ПЛАВАЮШЕЙ ЗАПЯТОЙ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначен для широко-. диапазонных сигналов в вычислительные устройства с ограниченной длиной разряд ного слова.

Известно устройство для преобразования аналоговой величины в код с плавающей запятой. В этом устройстве регистр и преобразователь кода в напряжение ,вйполнМны ввиде раздельных узлов, соот-. ветствующих порядку и мантиссе числово- 1О го эквивалента 1 g .

Недостатком этого устройства является то, что определение порядка и мантисcbI производится раздельно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее регистр мантиссы, преобразователь когда в напряжение (ПКН) мантиссы, датчик преобразуемого напряжения, сравнивающее устройство, регистр порядка, схему управления, генератор тактов, дешифратор, преобразователь когда в напряжение(ПКН) порядка, источник

2 опорного напряжения, комбинационную схему, служащую для получения прямого кода порядка C 2 3

К его недостаткам следует отнести то, что определение порядка и мантиссы производится раздельно, в результате чего шаг квантования для различных значений порядка будет равным. Это приводит к тому, что число разрядов мантнсры определяется при минимальном значении порядка, соответствуюшем минимальной величине шага квантования. Это не позволяет увеличить точность преобразования при увеличении значения входного сигнала.

Бель изобретения - повышение точности преобразования входного напряжения в код с плавакапрй запятой.

Поставленная пель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код плавакхпей запятой, содержащей сравниве юшее устройство, первый вход которого соединен с нсодной шиной, а вторсй с выходом преобразователя кода порядка в напряжение, аналоговый вход которого з подключен к источнику опорного налряже- с . ния через преобразователь кода мантиссы н в напряжение, управляющие входы которого соединены с выходом счетчика мантиссы, триггер управления, установочный в в единицу вход которого соединен с шиной с управления, установочный в ноль вход — т с выходом сравнивающего устройства, а выход подсоединен к первому входу клк i0 ча, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетчик порядка, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого, начиная со второго, соединены со входами преобразователя кода порядка в напря жение, дополнительно введены элементы

ИЛИ и И, причем выход ключа соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с соответствую->0 шими выходами дешифратора, выходы элементов И порозрядно соединены с пер- выми входами элеМентов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами соответству|ощих триггеров счетчика ман- 25 тиссы, кроме и-го элемента И, выход которого непосредственно соединен со счетным входом и -го триггера при э roM выход каждого элемента ИЛИ соединен со счетным входом последу1ощего разряда, а управляющий выход счетчика мантиссы соединен со счетным входом счетчика порядка.

На фиг. 1 дана структурная электрическая схема преобразователя напряжейия в код с плавающей запятой; на фиг —, 35 эпюры формирования уравновешивающего напряжения.

Преобразователь напряжения B код с

1 плавающей запятой сонержит преобразова40 тель 1,коца порядка в напряжение,преобразователь 2 кода мантиссы в напряжение источник 3 опорного н ал ряжения, с р авни вающее устройство 4, счетчик 5 мантиссы, состоящий из триггеров 6 -6 и и

45 элементов ИЛИ 71 -7 „, триггер 8 управления элементы И 9 -9 „, ключ 10, I генератор 11 импульсов, дешифратор 12, счетчик 13 порядка, Выходом .устройства являются выходы счетчика 5 мантиссы

5 и счетчика 13, порядка.

Устройство работает следующим образом

Счетчик 5 мантиссы и счетчик 13 порядка устанавливаются в начальное положение импульсом ус тановки "О". Триггер 55 старшего разряда в счетчике мантиссы

5 :: исключен;,так как значение данного разряда всегда равно единице .в нормали3 978340 4. ованном числе (соответственно резистор. таршего разряда мантиссы связан с ши" ой источника опорного напряжения) .

При подаче управляющего импульса

"Пуск": триггер 8 управления опрокидыается, открывается ключ 10 и импульсы генератора 11 импульсов начинают посупать на первый вход элементов И 9 —

9, Состояния второго. входа элементов

И 9 - 9,„определяются соответствующим отенциалом с выхода дешифратора 12.

При начальном состоянии счетчика порядка 13 - "О" (на счетчике 13 порядка в процессе уравновешивания формируется дополнительный код порядка) разрешак щий потенциал по ается на первый элемент И 9. Импульсы с генератора 11 импульсов чеоеэ элемент ИЛИ 7 лба туп ают на первый триггер 6 (самый старший триггер мантиссы исключен вследствие представления числа в нормализованном виде). При переполнении емкости счета, состоящего из одного триггера 6, импульс переполнения поступает на вход счетчика 13 порядка (фиг. 2). Изменение состояния счетчика 13 порядка на единицу смещает разрешающий потенциал с выхода дешифратора 12 с первого на второй элемент И

9 а также поступает на вход младше2 го разряда преобразователя 1 кода порядка в напряжение 1. Таким образом, вы— держивается следующая логика работы устройства — при каждом переполнении счетчика мантиссы последовательно увеличивается емкость задействованного счетчика 5 мантиссы 5, что автоматически уменьшает величину кванта уравновешивающего напряжения, при этом одновременно увеличивается содержимое счетчика

13 порядка. и.через дешифратор 12 это отражается HB увеличении коэффициента передачи преобразователя 1 кода порядка в напряжение. Увеличение коэффициента передачи преобразователя 1 кода поряд- ка в напряжение компенсирует уменьшение шага квантования преобразователя

2 кода мантиссы в напряжение. Это сгабилизует величину кванта уравновешивающего напряжения (эпюры напряжения фиг. 2) при смене диапазонов измерения.

Далее процесс уравновешивания продолжа-.. .ется по известному поразрядному способу.

Код порядка представляется в дополнитель- ном коде, код мантиссы — в прямом коде.

Величина кванта в предлагаемом усгройстве задается емкостью преобразователя кода порядка в напряжение. При этом постоянство шага квантования по ниапазону

978340 при представлении величины преобразования в виде числа с плавающей запятой (в нормализованной форме) обеспечивает максимальную воэможщ эр точность его представления .. S

Формула изо брет е ния

Преобразователь напряжения в код с плавающей запятой, содержащий сравниваю10 шее устройство, первый вход которого со-. единен с входной шиной, а второй — с выходом преобразователя кода порядка в напряжение, аналоговый вход которого подключен к источнику опорного напряже- ния через преобразователь кода мантиссы в напряжение, управляюшйе входы которорого соединены с выходом счетчика мантиссы, триггер управления, установочный в единицу вход которого соединен с ши- 20 ной управления, а установочный в ноль вход — с выходом сравнивающего устройства, а выход подсоединен к первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетчик порядка, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого начиная со второго, соединены с входами

Р преобразователя кода порядка в напряжение, о r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены элементы ИЛИ и И, причем выход ключа соединен с первыми входами элементов

И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дешнфрагора, выходы элементов Hi поразрядно соединены с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выхо-" дами соответствующих триггеров счетчика мантиссы, кроме и-го элемента И, выход которого соединен непосредственно со счетным Входом и -го триггера, при этом выход каждого элемента ИЛИ с,>:динен со счетным входом триггера нс.сло.дуклцего разряда, а управляющий вт-гход счетч1пл MBH rBccbI соединен со сне и b- i . входом счетчика порядка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 486471, кл. Н 03 К 13/17, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 364091 кл. Н 03 К 13/17, 1973

,прототип) .

Составитель Н. Козлов

Редактор А. Власенко Техред И.Гайду Корректор

Заказ 9240/74 Тираж Яб9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений .и открытий

1.13035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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