Функциональный аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 28.01.77 (21) 2445650/18-21 заявг(иединен Государственнын комитет Савета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(43) Опуб (45) Дата юл лете ния 10.02,7 гикования опи) Заявител ИОНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 54) 2 Изобретение относится к техникс аналогоцифрового преобразования. Преобразователь предназначен для цифрового измерения аргумента аналоговых функций синуса и косинуса и для определения значений функций синуса и косинуса по аналоговому значению аргумента.Известно устройство, состоящее из двух аналого-цифровых умножителей, аналого-цифрового интегратора и цифрового преобразователя угла в синус и косинус 11. Это устройство позволяет определять по входным аналоговым значениям двух сигналов вгпх=-Ьсозх=СЬ цифровое значение аргумента, Оно реализует высокуго точность (до 0,1%), но содержит слокггг.ге аналоговые узлы, требуст для опрелсния угла два сигнала сгг и ага и не реализует прямую функцию угол - синус угла.Известно устройство, позволяющее методом последовательного счета определять цифровой эквивалент входной величины. Оно содержит сравнивающее устройство, цифро-аналоговый преобразователь, счетчик, логический элемент, генератор импульсов, устройство управления. Генератор импульсов через логический элемент, другой вход которого соединен с устройством управления, подключен к цифро-аналоговому преобразователю и к входу счетчика. Выход цифро-аналогового преобразователя соединен с входом сравнивающего устройства,на другой вход которого поступает входной измеряемый сигнал, а выход сравнивающего устройства соединен с третьим входом логического элемента 2. Точность преобразования 5 такого преобразователя зависит от величиныступени компенсирующего напряжения и может быть достаточно высокой, порядка 0,1%.Однако этот преобразователь не реализует тригонометрическую зависимость между вхо дом и выходом.С целью расширения функциональных возможностей в функциональный аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство сравнения, первый вход которого соединен с 15 гггиной входного сигнала, второй, вход - с выходом цнфро-аналогового преобразователя, а выход устройства сравнения соединен с первггм входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, 20 третий вход - с выходом устройства управления, а выход элемента И соединен с управляющим входом счетчика, введены два цифровых сумматора, синуса и косинуса, два регистра, синуса и косинуса, и цифровой коммутатор.Причем выходы регистра синуса соединены с первой группой входов цифрового коммутатора и с входамп сумматора косинуса, выходы которого через регистр косинуса соединены с второй группой входов цифрового коммутатоЗ 0 ра и с входами сумматора синуса. Выходы1Д = Д - 1 + -- 1; Дой 45 50 55 60 сумматора синуса соединены с входами регистра синуса, выходы счетчика подключены к третьей группе входов цифрового коммутатора, управляющий вход которого соединен с устройством управления, а выходы - с входами цифро-аналогового преобразователя.На чертеже представлена блок-схема функционального аналого-цифрового преобразователя.Функциональный аналого-цифровой преобразователь содержит цифро-аналоговый преобразователь 1, соединенный с одним из входов устройства сравнения 2, выход которого связан с одним из входов элемента И 3, Другие входы элемента 3 связаны с устройством управления 4 и генератором 5 импульсов, а выход элемента 3 соединен с управляющими входами счетчика 6, регистра 7 синуса, регистра 8 косинуса, сумматора 9 синуса, сумматора 10 косинуса. Параллельные выходы регистров 7, 8 и счетчика б связаны через цифровой коммутатор 11 с входами преобразователя 1, управляющий вход коммутатора связан с одним из выходов устройства 4, выходы каждого из сумматоров (9, 10) через соответствующие регистры (7, 8) связаны с входами другого сумматора (10, 9),При определении цифрового значения аргумента япх= l, созх= У аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.По сигналу пуск с устройства управления 4 на коммутатор 11 поступает потенциал, разрешающий считывание кода с регистра 7 синуса или 8 косинуса в зависимости от определяемой функции агсз 1 пУ или агссозКОдновременно с импульсом пуск регистры 7, 8, сумматоры 9, 10 и счетчик б сбрасываются в исходное состояние. Элемент И 3 открывается для прохождения импульсов генератора 5. При этом счетчик подсчитывает число и импульсов, а регистры и сумматоры реализуютитерационную процедуру хд = ха в -- уп -.о =где у - текущее значение кода в сумматоре 9 на и-ом такте;х - текущее значение кода в сумматоре 10 на п-ом такте;/г - число, меньшее единицы, которое зависит от заданной точности воспроизведения функции.В сумматорах 9, 10 происходит суммирование (вычитание) согласно уравнениям (1), а в регистрах 7, 8 - хранение текущих значений х, у и х/К у //г. Значения х и уравны (с некоторой погрешностью) сов п/Й и япи//г. 5 10 15 20 25 30 3 40 С регистров 7, 8 код, пропорциональный х ц, поступает через коммутатор 11 на преобразователь 1, в котором формируется компенсирующее напряжение Уупропорциональное яп (и//г) (сов(п//г). При условии с.l(Уь где / - входной сигнал, срабатывает устройство 2 и поступает запрет на прохождение импульсов с генератора 5 на счетчик 6 и сумматоры 9, 10. К моменту окончания уравновешивания на счетчике сформирован код ср=агс яппи(агс соЖ) в радианах, а в регистрах 7, 8 - код У, = з 1 пср (совср) . Методическая погрешность измерения аргумента обратно пропорциональна величине /г. К примеру, для г=0,001 погрешность составляет 0,1 о/Если необходимо определить цифровое значение функции яп ср(созср) для входного аналогового значения угла р= с/, то управление преобразователем 1 осуществляется от счетчика б, а код яп ср(сов ср) формируется в регистрах 7, 8, В этом режиме преобразователь работает следующим образом.По сигналу пуск устанавливается разрешающий потенциал на прохождение кода счетчика 6 через цифровой коммутатор 11 на вход преобразователя 1. Далее происходит обычный процесс уравновешивания с участием устройства 2, преобразователя 1, счетчика 6, генератора 5, элемента И 3, Синхронно с процессом уравновешивания по импульсам генератора 5 происходит формирование кода япп//г (созп//г) по итерационной процедуре (1). К моменту окончания уравновешивания код счетчика равен значению входного сигнала У=ср, а коды в регистрах 7, 8 равны (с некоторой точностью) япср(созср). Методическая погрешность так же, как и в случае измерения агсяпУ (агс созУ), зависит от /г и для /г=0,001 равна 0,1 Ъ . Формула изобретения Функциональный аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство сравнения, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, а второй вход - с выходом цифро-аналогового преобразователя, выход устройства сравнения соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а третий вход - с выходом устройства управления, выход элемента И соединен с управляющим входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два цифровых сумматора, синуса и косинуса, два регистра, синуса и косинуса, и цифровой коммутатор, причем выходы регистра синуса соединены с первой группой входов цифрового коммутатора и с входами сумматора косинуса, выходы которого через регистр косинуса соединены с второй группой входов цифрового коммутатора и с588626 Составитель Н. КозловТехред И. Михайлова Корректоры: Л, Орлова и Т. Добровольская Редактор Т, Юрчикова Заказ 3270/5 Изд. М 170 Тираж 1080 ИПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 входами сумматора синуса, выходы которого соединены с входами регистра синуса, выходы счетчика соединены с третьей группой входов цифрового коммутатора, управляющий вход которого соединен с устройством управления, а выходы - с входами цифро-аналогового преобразователяя. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе