Следящий аналого-цифровой преобразователь

)4 НОЗМ 1 него вве отехнический инст Ан ов Е.Аватели1-85. ельла,кшая 4,15,Е СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(54) (57) . СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,. содержащий последовательно соединенные реверсивныйсчетчик, циФроаналоговый преобразователь и сравнивающее устройство, второй вход которого является входнойшиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения точности, в дены инвертор, два вероятностных реле, два регенеративных компаратора, два ключа, первые входы которых объединены с соответствующими входами реверсивного счетчика и подключены к выходам соответствующих регенеративных компараторов, выходы ключей соединены с общей шиной, а вторые входы объединены с первыми входами регенеративных компараторов и подключены к выходам соответствующих вероятностных реле, первый вход первого вероятностного реле .соединен с выходом инвертора, вход которого объединен с входом второго вероят" ностного реле и подключен к выходу сравнивающего устройства, причем вторые входы первого вероятностного реле и первого регенеративного компаратора являются соответственно шинами напряжений смещения и опорного напряжения, 1181116Изобретение относится к средствам преобразования формы представления информации и может быть использовано в системах передачи и обработки информации для образования непрерывно 5 изменяющихся сигналов в двоичный позиционный код в условиях помех, искажающих полезный сигнал.Цель изобретения - увеличение точности преобразования непрерывных 1 О сигналов, существенно изменяющихся за время преобразования в условиях помех, в двоичный позиционный код.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. 35В состав устройства входит блок 1 сравнения, инвертор 2, второе вероятностное реле 3, первое вероятностное реле 4, второй регенеративный компаратор 5, первый ключ 6, первый р регенеративный компаратор 7, второй ключ 8, реверсивный счетчик 9, преоб разователь 10 код-напряжение. Выход цифрового счетчика является выходом устройства. 25Вероятностные реле (ВР) 3 и 4 определяют в условиях помех апостериорные вероятности перехода разностным полезным сигналом, соответственно, положительного и отрицательного уровней, равных по величине половине кванта преобразования. Известное ВР определяет апостериорную вероятность пребывания полезного .сигнала относительно нулевого порога. Для того, чтобы этот порог стал равным половине кванта преобразования (ц/2), необходимо увеличить начальное смещение на варикапах на величину Ч/2 так, чтобы при значе ниях выходного сигнала ВР.около нуля постоянная времени его была бы максимальна, а по мере приближения выходного сигнала к значению порога ц/2 постоянная времени уменьшалась 45 бы, как это требуется при определении апостериорной вероятности. С энергетической точки зрения на варикапы целесообразно подать отрицательное смещение и анализировать 5 О входной сигнал в области отрицательныхзначений относительно порога - ц/г.Регенеративный компаратор - это схема с положительной обратной свя зью. Если опорное напряжев че на его входе отсутствует (Е р = О), то компаратор срабатывает по собственному порогу. Уровень этого порога определяется предельными уровнями выходного сигнала и коэффициентом положительной обратной связи /3 = = В /Р 1 + Н) . Напряжение порога срабатывания регенеративного компаратора Ц = Б ь изменяется в соответствии с изменением его выходного напряжения, что обуславливает появление гистерезиса в передаточной характеристике компаратора. Такое введение гйстерезиса позволяет сформировать мпульс конечной длительности на выходе компаратора даже в том случае, когда входное напряжение компаратора начинает резко падать сразу же после достиженияФпорога Ц. Длительность импульса в этом случае определяется длительностью процесса на участке Ьс, что исключает неоднозначность в срабатывании компаратора, когда его выходное напряжение изменяет уровень его же входного напряженияВведение отрицательного смещения,+модуль которого Бр,+ Бы позволяет получить следующий режим работы компаратора, Ло тех пор, йока входной сигнал компаратора больше уровняФ-Ч/2 = -Прь,р его выходной сигнал соответствуег логическому нулю. Если входной сигнал оказывается ниже уровня -ц/2, на выходе компаратора устанавливается напряжение логической единицы, сохраняющееся до тех пор, пока входное напряжение компаратора не пересечет второй порог -0 ц , значение которого близко к нулю.В исходном состоянии выходные сигналы всех элементов функциональной схемы близки по своему значению к нулю. Ключи 6 и 8 закрыты нулевыми сигналами регенеративных компараторов 5 и 7 и существенного влияния на работу вероятностных реле не оказывают. Постоянная времени интегрирующих цепей вероятностных реле близка к максимальному значению, что позволяет сглаживать выбросы шума на выходе сравнивающего устройства.Входной сигнал Е, представляющий собой адцитивную смесь полезного сигнала Б(с) и помехи 8(С), поступает на неинвертирующий вход сравнивающего устройства 1, на инвертирующий вход которого подается сигналСоставитель И.РомановаТехред А.Бабинец Корректор М.Демчик Редактор М.Бланар Заказ 5948/59 Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 11811обратной связи Н с выхода преобразователя 1 О код-напряжение (ПКН) .На выходе сравнивающего устройстваформируется разностный сигнал Е (С)Е(Г) - Йс), представляющий собой адцитивную смесь разностного полезного сигналами(С) = ЩС) - Н(1)и помехи Б. Эта смесь через инвертор 2 поступает на вход ВР 4, работающего по отрицательному, порогу 10-и/2. Оно формирует сигнал, пропорциональный вероятности пребыванияразностного полезного сигнала надпорогом -ц/2. Как только эта вероятность достигает значения 0,5 (выходной сигнал ВР достигнет уровня-ц/2), срабатывает компаратор 7,на вход цифрового счетчика 9 подается сигнал "+1". Кроме того, сигналомлогической единицы регенеративный 2 Окомпаратор 7 открывает ключ 8, который через свое внутреннее сопротивление сбрасывает потенциал нелинейной емкости ВР 4 до нуля. Компаратор 7 приходит в исходное нулевое 25состояние, подготавливаясь к следующему этапу работы, когда выходнойсигнал ВР 4 под действием разностного сигнала блока 1 сравнения вновьдостигает значения о/2. При этом ком-,паратор 7 за счет своей гистерезисной характеристики сформирует импульс,длительность которого определяетсявременем разряда нелинейной емкостиВР 4 через ключ 8.Таким образом, вероятностное реле354 позволяет в условиях помех выявитьнаиболее вероятностный момент перехода разностным полезным сигналом,через уровень ц/2 и увеличить выход 40ной код Н 1 преобразователя на единицу. Новое значение выходного кодапреобразуется преобразователем 10 внапряжение и подается на блок 1. Цикл 16 4обработки сигнала повторяется до тех пор, пока полезный входной сигнал перестанет нарастать, и значение выходного кода соответствует значению полезного сигнала на входе.При убывании полезного сигнала весь цикл обработки сигнала производится без предварительного инвертирования аналогичным образом. Вероятностное реле 3, регенеративный компаратор 5, ключ 6 формируют сигнал "-1" для счетчика 9.Такое построение функциональной схемы устройства позволяет в условияхпомех сформировать максимально правдоподобные значения цифрового эквивалента непрерывного сигнала.Включение вероятностных реле с регенеративными компараторами, охваченными обратной связью с помощью ключевых устройств, позволяет перейти от импульсной системы преобразователя с частотой Юо , задаваемой импульсным генератором, к непрерывной системе, в которой время обработки сигнала в пределах одного кванта преобразования зависит от амплитуды приращения сигнала и величины этого кванта. Увеличение скорости изменения сигнала на входе системы влечет за собой увеличение разностного сигнала на входах вероятностных реле. В этих условиях апостериорная вероятность превышения фиксированного порога (ц/2) достигает уровня 0,5 за более короткий промежуток времени, быстродействие системы возрастает.Таким образом, режим функционирования в системе может изменяться в зависимости от характера преобразуемого информационного процесса, что расширяет ее частотный диапазон и позволяет избежать стробоскопического эффекта.