Аналого-цифровой интегратор

О П И С А Н И Е 397922ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ависимое от авт. свидетельства %ваявлено 31,Ч 1,1971 ( 1692334/18-24)ением заявки Ле -при осударстеенныи комитетСовета Министров СССРоо делам изооретеннйи открытий Приорцтет -Опубликовано 17.1 Х,1973. Бюллетень М 3Дата опубликования описания 22.1.1974 681,335 (088.8) Авторыизобретения И. Л. Винников и А, Б, Иванов ститут систем управления Академии Наук Грузинской,погреши ос рового инт Известно, что с увеличекием ското диапазона увеличивается преобразователей и аналого-циф гратора в целом.Целью ,изобретения является погрешности аналого-цифрового при его работе в широком диа 1 п уменышение интегратора зоне изменеИзобретение относится к области электронных вычислительных устройств, может быть использовано в вычислительной и измерительной технике, в устройствах автоматического управления и др.Известен аналого-цифровой интегратор, содержащий аналоговый преобразователь (например, усилитель), преобразователь аналоговой величины в частоту импульсов, пересчетную схему и цифровой, интегратор,Недостатком известного аналого-цифрового интегратора является малая точность преобразования, так как подлежащая интегрированию аналоговая величина А изменяется в пределах от А= М 1 до А, = МД, где М - масштабный коэффициент;Д - диапазон относительного изменения аналоговой величины А.При этом, как аналоговый преобразователь, так и преобразователь аналоговой величины в частоту работают во всем указанном диапазоне 1 в : Д. ния аналоговой величины ц повышение надежности работы устройства.Эта цель достигается тем, что предложенный интегратор содержит пороговые элемен ты максимального и минимального уровней,аналоговый делитель и исполнительный элемент. Причем входы пороговых элементов максимального и минимального уровней подключены к выходу аналогового преобразова теля, а их выходы через исполнительный элемент соединены с пересчетноц схемой и аналоговым делителем, подключенным ко входу аналогового преобразователя.На фиг. 1 приведена блок-схема аналогоцифрового интегратора; ца фиг. 2 - графики зависимости К,А=(А).Аналого-цифровой интергатор включает всебя соединенные последовательно аналоговый преобразователь (АП) 1, преобразова,тель аналоговой величины в частоту (ПЧ) 2,пересчетную схему (ПС) 3 п цифровой интегратор (ЦИ) 4.До аналогового,преобразователя 1 навходе интегратора включен аналоговый делитель АД 5 (например. делитель напряжения).Делитель 5 представляет собой двухпозиционное устройство, в одной из позиций (например, первой), которого аналоговая величина поступает на преобразователь 1 без изЗ 0 менения, а в другой (второй) она уменьшает 397922ся в 2" раз, где п = 1, 2, 3 (У - число разрядов пересчетной схемы, подлежащих отключению, которое выбирается в зависимости от диапазона изменения аналоговой величины.К выходу преобразователя 1 подключены пороговые элементы максимального (ПЭ) б и минимального (ПЭ) 7 уровней аналоговой величины К 1 А, где К, - коэффициент преобразования преобразователя 1. Пороговые элементы выполнены в виде потенциальных ключевых схем (например, триггера Шмитта), Пороговый элемент б срабатывает при достижении сигналом значения К 1 А асс/2", а поротовый элемент 7 при понижении того же сигнала ниже значения К 1 А2". Элементы б и 7 воздействуют на исполнительный элемент 8, представляющий собой двухпозиционное переключающее устройство (например, дистанционный переключатель),При значениях интегрируемой аналоговой величины от А= М до= - элеА чакс МЛ2 д =2 мент 8 находится в одной из позиций (например, первой).При этом делитель 5 отключен, а в работе пересчетной схемы 3 принимают участие все У разрядов.При значениях интегрируемой величины от А, - МД до М 2" элемент 8 находится в другой (например, второй позиции).При этом делитель 5 включен, а п разрядов пересчетной схемы 3 отключены, т. е, работают Н - п разрядов,Аналого. цифровой интегратор работает следующим образом.В исходном состояниями элемент 8 находится в первой позициями, при которой деления аналоговой величины А не происходит и работают все разряды схемы 3, При этом преобразователь 1 работает по кривой зависимости К 1 А=1(А) на участке от точюи а (начало диапазона) до точки С, соответствующей значению аналоговой величины, равному МД/2" (фиг. 2),Когда аналоговая величина на выходе преобразователя 1 достигает значения К 1 МД/2", срабатывает элемент б и элемент 8 переключается во вторую позицию, что приводит к переключению во вторую позицию, делителя 5 и отключению п разрядов схемы 3. Напряжение на выходе преобразователя 1 падает:в 2" раз, и зависимость между аналоговой величиной А и выходным сигналом с преобразователя 1 определяется уже кривой К,А - /н (А), Совместная работа делителя 5 и преобразователя 1, характеризуемая кривой К,А - /и (А), происходит на участке от точки е до точки / при изменениях аналоговой величины от МД до М. 2",Интегрирующая величина,при этом равна К, К,о о К, К,й,о/ - К 1 К А - частота импульсов.оТаким образом, одновременное понижениеподаваемой на вход преобразователя 1 и аналоговой величины А в 2" раз и отключениеи разрядов схемы 3 не изменяют,коэффициента интегрирования,Когда аналоговая величина на входе преобразователя 1 упадет до значения, р,авногоМ 2", срабатывает элемент 7 и элемент 8переключается в первую позицию, что приво,дит к установке делителя 5 в первую позицию, т. е. к его фактическому отключению ик подключению п разрядов схемы 3.При этосом зависимость между КА и Авновь характеризуется кривой К 1 А=/, (А).Благодаря применению двух пороговыхэлементов максимального и минимальногоуровней переключение блоков схемы под воздействием элементов б или 7 (элемента 8,делителя 5 и схемы 3),из одной позиции в3 О другую происходит мгновенно, и при дальней,шем колебании значений интегрируемойаналоговой величины вблизи порогового значения переключение этих блоков уже не происходит, Это исключает дребезг работыблоков интегратора, что повышает надежность работы и понижает погрешность дискретности интегратора в целом.Таким образом, предложенный интегратор позволяет осуществить работу аналогово 4 О го преобразователя и преобразователя аналотовой величины в частоту в диапазоне,меньшем собственного диапазона измененияинтегрируемой аналоговой величины А, чтосущественно повышает точность работы аналого-цифрового интегратора.Предмет изобретенияАналого-цифровой интегратор, содержа щий последовательно соединенные аналоговый преобразователь, преобразователь аналог - частота, пересчетную схему и цифровой .интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности ра боты, он содержит порого 1 вые элементы максимального и минимального уровней, аналоговый делитель и исполнительный элемент, причем входы пороговых элементов максимального и минимального уровней подключе ны к выходу аналогового преобразователя, аих выходы через исполнительный элемент соединены с пересчетной схемой и аналоговым делителем, подключенным ко входу аналогового преобразователя.397922 А/м м иг 2 Тираж 647ета Совета Министров Сий и открытийскан наб д 4/5 каз 737/2447 ЦНИПодписноеР едактор А, Утехин оставитель С. БелаТехред Т. Курилко Изд.988 Государственного коми по делам изобрете Москва, Ж 35, Ра)ш