Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

(19) (11) А СПУБ 51)4 Н 03 М 11 гарц5 ОП ИЕ ИЗ ЕТЕНИЯ Л "ю ЯИЪЛМОТВМАСССР1979.ОГО-ЦИФРО ь использоваении параметческих сигнаменьшение диГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИ(54) АДАПТИВНЫЙ АНАЛВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение может бьно при автоматическом измеров широкополосных периодлов. Цель изобретения намической погрешности при преобразовании периодических сигналов. В адаптивный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) введены генераторы пилообразного 11 и ступенчато изменяющегося напряжения 13, элемент сравнения 12, третий регистр 17, дешифраторы нулей 14 и единия 15, эл- мент И 16. В устройстве в каждом нерио. де преобразуемого сигнала производитя пр- образование одного мгновенного значнпя. Причем изменение задержки в систем происходит только после того, как будет обе- печено сравнение сигнала со шкалой читывания АЦП и получен правильный отсчет. 2 ил.Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной и измерительной технике, может быть использовано при автоматическом измерении параметров широкополосных периодических сигналов и является усовершенствованием известного устройства ио авт св. со 822349.Цель изобретения уменьшение динамической погрешности при преобразовании периолических сигналов.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюцие его работу.Преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1 считывания, сумматор 2, первый регистр 3, блок 4 сравцецця кодов, второй регистр 5, цифроацалоговьй преобразователь 6, генератор 7 цмсульсов, вычитаюгцие устройства 8 и 9, мультиплексор 1 О, генератор 11 пилообразцого напряжения, элемент 2 сравнения, гецератор 13 ступенчато изменяющегося на. иряжеция, лешифратор 14 нулей, дешифратор 15 единиц, элемент И 16 и третий регистр 17.АЦ 11считывания, сумматор 2, первый 3 и цторой 5 регистры, блок 4 сравнения, цифрсацалсговый преобразователь 6, мультиилсксср 1 О с вычцтающими устройствами 8 ц 9 образуют следящую измерительную систему, обеспечивающую адаптивный режим квантования ца основе анализа колон, иолучсццых ца данном и предыдущем тактах.Ввслем слелукццие обозначения:, полный кол мгновенного значесцц иреосразуемого сигнала, полученный ца к.м акте;и кол ца выходе АЦП 1 считывания; а кол, иос гуиающий на цифроанал(гоцци преобразователь 6 с регистра 5 на к-м такте;с 1 величина кванта преобразования ио амплитуде;Х - число квантов в гпкале АЦП 1 считывания. К началу к-и такта на управляющий вхол АЦП 1 считывания поступает напряжение, равное ас), с цифроаналогового преобразователя 6, в результате чего шкала занимает положение от ас 1 до (а. + 11) с 1. При поступлении импульса опроса с первого выхода генератора 7 импульсов на выходе АЦП 1 считывания фиксируется код п. соответственно, ца выходе сумматора формируется кол х. = пс; - а. и сравнивается с кодом Х., полученным аналогичным путем на предыдущем такте и хранящимся в первом регистре 3. В зависимости от результата сравнения блоком 4 сравнения на входы регистра 5 через мультиплексор 1 О полается олин из следуюццх колов: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 а.+ = Х-, если Х. ) Х-,а = Х. - М + 1, если Х( Х-, аф = Х - М/2, если Х"-ъс Х.-.Данные коды формируются из кодов регистра 3 с помощью вычитающих устройств 8 и 9. Задержанным импульсом с второго выхода генератора 7 импульсов коды Х. и а. заносятся соответственно в регистры 3 и 5, и после окончания переходного процесса установления выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 6 устройство готово к следующему такту преобразования.Таким образом, если сигнал нарастает (Х) Х-), шкала АЦП 1 считывания к следующему такту занимает положение от а.- до а- + М, т.е. простирается вверх от измеренного на предыдущем такте значения; если сигнал спадает (Х. ( Х.-), шкала простирается от а до а.-с - 1, т.е. вниз от измеренного значения, а если ХХ т.е. сигнал остается постоянным, шкала располагается симметрично относительно Х.Дешифратор 14 нулей, дешифратор 15 единиц, элемент И 16 и третий регистр 17 образуют схему формирования выходного кода. Код Х. в регистр 17 записывается задержанным импульсом с генератора 7 импульсов только в том случае, если на выходах лешифраторов4 и 15 присутствуют уровни 1, т.е. код пне минимальный (0000), что соответствует ситуации, когда преобразуемый сигнал меньше шкалы), и не максимальный (111.1), что соответствует ситуации, когда сигнал больше шкалы.Генератор 11 пилообразного напряжения, элемент 12 сравнения и генератор 13 ступенчато изменяющегося напряжения образуют систему автоматического сдвига синхроимпульсов (фиг. 2 б), сопровождающих периодический входной сигнал (фиг. 2 а). Синхроимпульсы (фиг. 26) запускают генератор 11 пилообразного напряжения, выходное напряжение которого 1 сравнивается элементом 12 сравнения с напряжениемгенератора 13 ступенчато изменяющегося напряжения (фиг. 2 в). В момент сравнения формируется строб-импульс (фиг. 2 г), задержка которого 1. определяется напряжением 11:. Строб-импульс запускает генератор 7 импульсов, в результате осуществляется такт преобразования мгновенного значения напряжения.На фиг. 2 а показана ситуация, когда имеет место резкий скачок напряжения 11(1) . До точки А сигнал 1.) (1) характеризовался малыми изменениями, поэтому в этой точке шкала АЦП 1 считывания занимает положение 1, симметричное относительно измеренного значения. При запуске АЦП 1 с задержкой 1(точка Б) шкала по-прежнему занимает положение 1, сигнал ) находится вне шкалы и код пбудет максимальным132733 и фиг.Г Сос Техред Тираж омитета , ж - з еское п тавительИ. Верес902СССР поРа шседприяти, г Ужгород, ул Проектная, 4 Редактор А. ШандорЗаказ 1 В 49/55ВНИИПИ Госдарствснного113035, МоскаГроизяодстбенно.полиграфи При этом на выходе дешифратора 15 единиц сформируется уровень 0, запрещающий запись кода Х. в регистр 17 через элемент И 16 и прохождение импульса на генератор 13 ступенчато изменяющегося напряжения,В результате к следующему периоду входного сигнала напряжение 11: не изменяется, задержка 1. также остается без из. менений (преобразуется все та же точка Б), а шкала смещается вверх на величину и занимает положение 11 (фиг. 2 а). Далее, в следующих тактах шкала последовательно занимает положения 111 и 1 Ч, пока сигнал Б(т) не попадает в зону шкалы; при этом дешифраторы 14 и 15 нулей и единиц формируют уровень 1 на своих выходах, разрешая запись кода точки Б в регистр 17 задержанным импульсом с генератора 7 импульсов (фиг. 2 д) и изменение состояния генератора 13 ступенчато изменяющегося напряжения, что приводит к увеличению напряжения 11. на величину ъ (фиг. 2 в) и изменение задержки строб-импульса (фиг. 2 г) до величины 1-ь т.е. далее будет преобразовываться точка В выходного сигнала.Аналогичным образом устройство функционирует и при резком отрицательном перепаде входного сигнала, т.е. задержка строб-импульса не меняется, а шкала скачками, равными с)(1 х) 1), перемещается в динамическом диапазоне до совпадения с сигналом, после чего разрешается изменение задержки. 5 Формула изобретенияАдаптивный аналого-цифровой преобразователь по авт. св. Мо 822349, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности при преобразовании периодических сигналов, введены элемент сравнения, третий регистр, дешифратор нулей и дешифратор единиц, элемент И, генераторы пилообразного и ступенчато из.меняю 1 цегося напряжения, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента сравнения, выход которого подключен к управляющему входу генератора импульсов, входы дешифраторов нулей и единиц подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя считывания, а выхо ды - к первому и второму входам элемента И соответственно, третий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, а выход - с входом генератора ступенчато изменяю 1 цегося напряжения и тактовым входом третьего регистра, информационный вход которого подключен к.выходу сумматора, выход является выходом устройства, а вход генератора пилообразного напряжения является шиной синхро.низации.