Способ преобразования электрических сигналов и устройство для его осуществления

 

Союз Советскни

Соцналнстнческнк

Рес ублнн

Оll ИСАНИЕ 98З7З5

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявл."но 28.05.75 (2l) 2143350/18-24 (5l )M. Кл . (2З) Приоритет - (З2) 29. 05 ° 74 (З1) ПВ 3818-74 (ЗЗ) ЧССР

G 08 С 13/02

Р оударатекииый комитет

СССР

Опубликовано 23. 12.82. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.12.82

Ао делан иэобретеиий и открытий (53) УДК621.398 (088,8) Иностранцы

Юрий Карпинскы, Станислав Слабы и Яро (ЧССР) (72) Авторы изобретения ав Томек

Я 4

Иностранное предприятие

ИНОВА Вызкумиы а вывойовы подни (ЧССР) (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к преобразованию электрических сигналов, а именно к способу многоканального преобразования числа входных импульсов, поступающих в заданном интервале времени, в выходные аналоговые или цифровые сигналы в соответствии с общим законом преобразования, а также к многоканальному устройству, осуществляющему такое преобразова— ние, оно может быть использовано в телеизмерительных системах.

Известен способ многоканального преобразования сигналов, основанный на преобразовании дискретных сигналов в аналоговую величину и последующем разделении и накоплении сигналов, и устройство для реализации указанного способа содержащее датчики, логические схемы управления, аналоговые ключи, разделительные схемы, суммирующие элементы и аналого-цифровой преобразователь на выходе устройства (1).

Недостатком известного способа является низкая точность преобразования сигналов, недостатком устройства, реализующего этот способ, - его сложно ст ь .

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым являются способ преобразования сигналов, основанный на накоплении электрических сигналов-импульсов за определенный интервал времени в каждом канале, и реализующее его устройство, содержащее элементы ИЛИ, первые входы которых соединены со входами устройства, и накопители, выходы которых соединены с выходами устройства (2).

Недостатком известных способа и реализующего его устройства является низкая точность преобразования.

2о Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования электрических сигналов нако

98373, пленные в каждом канале электрические сигналы-импульсы дополняют последовательно поступающими вспомогательными импульсами и одновременно формируют вспомогательный сигнал, функционально зависящий от текущего значения числа поступивших вспомогательных импульсов, фиксируют моменты времени, в которые количество накопленных в отдельных каналах 10 электрических сигналов-импульсов и вспомогательных импульсов достигает заданного числа, и формируют в эти моменты выходные сигналы.

Предлагаемый способ мажет быть >s реализован устройством, в котором введены генератор вспомогательных сигналов и в каждом канале делитель числа импульсов, выход каждого элемента ИЛИ через соответствующий делитель числа импульсов подключен к первому входу накопителя, первый выход генератора вспомогательных сигналов соединен с вторыми входами элементов ИЛИ, второй выход генератора вспомогательных сигналов подключен к вторым входам накопителей.

На фиг. 1 представлен график, поясняющий предлагаемый способ (t время, р - текущее значение общего

1 числа накопленных и вспомогательных импульсов в канале с порядковым номером i); на фиг. 2 - пример схемы устройства c, r каналами, служащего для реализации предлагаемого способа.

Рассмотрим последовательность опе раций предлагаемого способа.

Для упрощения пояснения делается сперва предположение, что накопле40 ние входных импульсов во всех каналах происходит в течение общего интервала накопления A= и преобразование осуществляется во всех каналах параллельно во времени в интервале преобразования Г =

=(t>, у, причем t 7/ . Моменты окончания преобразования t< в отдельных каналах различны, как следует из дальнейшего описания, Желаемое соотношение между значением выходного сигнала у, полученного преобразованием, и числом и накопленных в интервале накопления входных импульсов задается функцией f:

1„= К(И„), 1= 1, g t, (1) 5 4 где i — порядковый номер канала, r - число каналов.

После накопления и входных им1 пульсов в течение интервала накопле-, ния А их число дополняется в течение интервала преобразования : подачей вспомогательных импульсов, причем одновременно формируется вспомогательный сигнал у, аналоговый либо дискретный, значение которого изменяется в зависимости от возрастающего числа m вспомогательных импульсов по закону

У =g (И1), (М причем функция g связана с функцией соотношением

9 (1)= (М-m), Л) где N — постоянная, большая чем максимальное значение п1 которое еще должно преобразоваться по заког ну (1 ). Общее текущее число накопленных и вспомогательных импульсов р =и +m непрерывно проверяется в

1 каждом канале. В момент времени tN ., ! в котором число m вспомогательных импульсов, обозначенное m., удовлетворяет равенство

И1+11 =814 =3 2 ",Г, (41 запоминается текущее значение вспомогательного сигнала = 9(11„).

Из выражений (2), (3), (4) и (1) следует 9=g(nи„)= (1(-у1;)=f(v Д )=S,, (5) т,е. значение у, запоминаемое в момент выполнения равенства (4 ), действительно является требуемой выходной величиной для канала i согласно закону (1).

В общем случае интервал накопления или интервал преобразования не должен быть для всех каналов общим.

Накопление входных импульсов можно в общем случае производить в отдельных каналах или их группах в совершенно независимых и даже различно длительных интервалах. Также интервалы преобразования могут быть для разных каналов или их групп разными, взаимно не перекрывающимися.

Такое решение имеет особое преимущество в случае, когда для дальнейшей обработки и использования информации, например, для складывания или

98373 вычитания результатов преобразования в различных каналах, или для ее последовательной передачи телеметрическим устройством, является выгодным получать указанные результаты в разные моменты времени.

В общем случае не должно удовлетворяться даже укаэанное ус ловие t

7g t . Если, например, при измерении частоты случайных импульсов эта ча- tO стота намного ниже, чем технически возможная частота вспомогательных импульсов, можно преобразование осу. ществить за промежуток времени, намного короче интервала накопления ts

А, и возможно, например, производить дополнение импульсов еще перед окончанием накопления входных импульсов (t>(t, t =С ), не внося существенную погрешность в преобразование 20 измеряемой частоты.

В примере, приведенном на фиг.1, число вспомогательных импульсов возрастает линейно во времени. В общем случае эта зависимость может быть 25 нелинейной. От ее конкретного вида не зависит результат преобразования, который задан лишь соотношениями (2) и (3) и значением постоянной N но в случае, если функция f отлича- зв ется значительной неравномерностью (например, логарифмическая функция с аргументом, изменяющимся на несколько порядков), то является с точки зрения технической реализации выгодным генерировать вспомогательные импульсы неравномерно во времени с теи, чтобы скорость изменения вспомогательного сигнала у поддерживалась во всем диапазоне возможных значений и в пределах, обусловленных

4 техническими свойствами устройств, использованных для запоминания значений у=у; .

В интеРвале А=(t<, tg) на входы 4s устройства 1„,..., 1, подаются входные импульсы общим числом и„,...,и которые проходят на первые входы элементов ИЛИ 2,...,2 и с их выходов на входы делителей числа импульсов 3, ° „3>.

В интервале = с, t ° 1с первого

4г выхода генератора ч подводятся через вторые входы элементов ИЛИ 2 -2> на

55 все входы делителей числа импульсов

3 -3 вспомогательные импульсы. Со

4 Явторого выхода генератора 4 генерируемый вспомогательный сигнал y=g(m) 5. 6 подводится на вторые входы накопителей 5,,...,5g,.

В моменты tN„,...,tN<, когда происходит заполнение делителей числа импульсов 3 -3, т. е. выполнение условий (4), с выходов делителей числа импульсов подаются команды на первые входы соответствующих накопителей 5,...,5>, которые обуславливают запоминание новых значений вспо. могательного сигнала у. Запоминаемые значения у,...,у, появляются на выходах устройства 6,...,6 и остаются там до их использования.

Сигнал у на втором выходе генератора 4 иожет быть аналоговым либо дискретным; представленным последовательным, параллельным или последовательно-параллельным кодом, чему должно соответствовать устройство накопителей 5,...,5g.

Генератор 4 может быть реализован известными средствами цифровой или аналого-цифровой техники в виде одноцелевого блока, либо в качестве этого генератора может быть использована ЦВМ, в случае надобности с соответствующим цифро-аналоговым преобразователем и аналоговым вторым выходом, если на выходах устройства 6t,...,б требуются аналоговые сигналы.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность преобразования сигналов упростить уст-.

/ ройство.

Формула изобретения

1. Способ преобразования электрических сигналов, основанный на накоплении электрических сигналов-импульсов за определенный интервал времени в каждом канале, преобразовании и запоминании сигналов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, накопленные в каждом канале электрические сигналы-импульсы дополняют последовательно поступающими вспомогательными импульсами и одновременно формируют вспомогательный сигнал, функционально зависящий от текущего значения числа поступивших вспомогательных импульсов, фиксируют моменты времени, в которые количество накопленных в отдельных каналах электрических сигналов983733 ь4

t2 ьЗ

Фиг. /

И Заказ 9930/60 ж 642 Подписное импульсов и вспомогательных импульсоВ достигает заданного числа, и формируют в эти моменты выходные сиг налы, 2. Устройство для преобразования электрических сигналов, содержащее в каждом канале элементы ИЛИ, первые входы которых соединены со входами устройства, и накопители, выходы которых соединены с выходами устрой- 10 ства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в него введены генератор вспомогательных сигналов и в каждом канале делитель числа импульсов, выход каждого элемента

ИЛИ через соо г ветс твующий делитель числа импульсов подключен к первому входу накопителя, первый выход генератора вспомогательных сигналов соединен с вторыми входами элементов

ИЛИ, второй выход генератора вспомогательных сигналов подключен к вторым входам накопителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ольховский Ю.В. Сжатие данных при телеизмерениях. М., 1971у с. 243.

2, Тутевич B.Í, Телемеханика. М., 1973, с. 286 (прототип).

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