Устройство аналого-цифрового преобразования

Союз Советскнх Социалнстннеских Республик(22) Заявлеио 28,01.77,21) 2445649/18-2 соединени вки М осударстввииый хамит СССР оо декан изобретений и открытийлетень Ю я описання 30.01.т 9 Дат лико Авториизобре Беликова:.ОВАНЕС Я Изобретение относится к цифровои и электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах аналого-цифрового преобразования, цифровых системах автоматического управления и контроля.информационно-измерительных системах, работающих в условиях аддитивных случайных помех.С уменьшением уровня измеряемых сигналов все большее влияние на погрешность измерения оказывают помехи. Наиболее эффективным способом подавления помех является интегрирование (аналоговое и цифровое) .Известно устройство аналого-цифрового преобразователя, содержащее преобразователь напряжение - код, динамический регистр, ждущий мультивибратор, счетчик и элементы логики, в котором, с целью повышения точности при работе в условиях помех, осуществляется цифровое интегрирование результатов преобразования 1,Недостаток этого устройства - низкое 2 о быстродействие.Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь напряжения в код и устройство адаптации интервала и ошибки интегрирования, устройство ,адаптации состоит из цифроаналогового преобразователя приращений, счетчика, реверсивного счетчика, дешифратора, логического элемента И, сумматора-осреднителя, реверсивного счетчика погрешности и включает сравнивающее устройство преобразователя напряжения в код, при этом входы логического элемента И связаны с соответствующими выходами распределителя, дешифратора и счетчика, а выходы - со входами распределителя и цифроаналогового преобразователя приращений, выходы последнего связаны со входами сумматооа-осреднителя и входом сравнивающего устройст. ва, младшие разряды основного цифроаналогового преобразователя связаны с выходами сумматора-осреднителя, выход сумматора-осреднителя связан со входом реверсивного счетчика, а выход - с выходом реверсивного счетчика погрешности, входы которого связаны с выходами реверсивно. го счетчика 21,Устройство позволяет изменять интервал интегрирования в зависимости от дисперсии случайных помех по заданной допустимой погрешности, что соответствует пб64646 вышеиию быстродействия и точности преобразования.Наличие в известном устройстве большого количества узлов аналогового типа сни.жает точность всего устройства в целом.Цель предлагаемого изобретения - повышение точности преобразования.Она достигается тем, что в устроиство аналого-цифрового преобразования, содержащее преобразователь напряжения в код, первый вход которого соединен с шиной вход.ного сигнала, второй вход - с выходом эле- О мента И, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход - с первым выходом устройства управления, кодовые выходы преобразователя напряжения в код соединены с первой группой кодовых входов сумматора-осреднителя, первый и второй управляющие входы которого соединены с выходом преобразователя напряжения в код и со вторым выходом устройства управления, первый выход устройства управления соединен с первыми входами счетчика и реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом счетчика, дополнительно введены регистр результата, регистр ошибки, два цифровых компаратора, счетчик сдвига, регистр суммы, причем кодовые выходы сумматора-осреднителя соединены с кодовыми входами регистра результата, регистра ошибки и через регистр суммы, управляющий вход которого соединен с третьим выходом устройства управления, со второй группой кодовых входов сумматора-осреднителя, первый выход ре.гистра ошибки соединен со входами первого и второго цифровых компараторов, первые выходы которых соединены с первым управляющим входом регистра результата, а вторые выходы - с шинами сложение 35 и вычитание реверсивного счетчика, вы.ход которого соединен с первым входом счетчика сдвига, второй вход которого сое.динен с первым выходом устройства управления, а выход - со вторыми управляющими входами регистров результата и ошибки.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства аналого-цифрового преобразования. Устройство содержит преобразователь 1 напряжения в код, сумматор-осреднитель.2, устройство 3 управления, регистр 4 ошибки, регистр 5 результата, регистр 6 суммы, цифровые компараторы 7 и 8, реверсивный счетчик 9, счетчик 10, счетчик 11 сдвигов, элемент И 12. При этом выходы устройства 3 управления связаны с соответствующими входами сумматора-осреднителя 2, реверсивного счетчика 9, счетчика 10, счетчика 11 сдвигов, через элемент И 12 с запускающим входом преобразователя 1 и с управляющим входом регистра 6 суммы. Кодовые выходы преобразователя 1 через сумматоросоеднитель 2 поступают на входы регистра 5 результата, регистра б суммы, а через регистр 4 ошибки на входы цифровых компараторов 7 и 8, выходы которых управляют сложением и вычитанием реверсивного счетчика 9, код которого поступает на счетчик 1 сдвигов и счетчик 10, Управляющий выход счетчика О связан со входом элемента И, а счетчик 11 сдвигов - с управляющими входами регистров 5 и 4, на другой управ- ляющий вход регистра 5 поступает сигнал с выходов компараторов 7 и 8, выход регистра 6 связан со входом сумматора-осреднителя 2.Работа устройства осуществляется следующим образом.По сигналу пуск устройство приводитвсе регистры в исходное состояние, при котором на реверсивном счетчике 9 записан код числа Мо, соответствующий максимальному интервалу интегрирования. Затем по управляющему сигналу с устройства 3 код из реверсивного счетчика 9 переписывается в счетчик 11 сдвига и счетчик 10, после чего производится Я -кратное преобразование входного сигнала (. +(1) в преобразователе 1 по сигналам с устройства 3 управления через элемент И 12, на второй вход элемента И поступает разрешающий потенциал со счетчика 1 О, задающего число многократных преобразований. При этом может использоваться любой тип преобразователя, Полученные в результате преобразования в преобразователе 1 коды импульсом конец йреобразования переписываются в сумматор-осреднитель 2, где суммируются Ио раэ, и код суммы считывается в регистр 6 суммы б н регистр 5 результата 5, Сумматор 2 ри этом освобождается. Затем производится новое М-кратное преобразование в преоб разователеи суммирование кодов в сумматоре 2, притом одновременно с запуском преобразователя 1 счетчик 11 сдвига осуществляет сдвиг кода в регистре 5 результата, что соответствует делению на число Ы, и получению среднего результата преобразования. Новое значение суммы результатов преобразования записывается из сумматора- .осреднителя 2 в регистр 5 результата, причем код сумматора 2 сохраняется и из него по сигналу с устройства 3 управления вы читается код, записанный в регистре 6 сум.мы, разностькодов, равнаяь Х=Х ( + (1) - Х 1.)х + ч(1)Ь (1) переписывается в регистр 4 ошибки.Во время очередного Х -кратного преобразования код разности Л Х и код результата в регистре 5 сдвигаются с помощью счетчика 11 на % .единиц и полученный осредненный результат из регистра 5 выдается на считывание, а из регистра 4 разность Л Х/М, сравнивается в цифровых ком параторах с допустимыми уровнями погрешности от помех Л. В зависимости от положительного или отрицательного решения выходы цифровых компараторов управляютформула изобретендя 5прибавлением или вычитанием единицы приращения Л И из кода реверсивного счетчика 9,Таким образом, изменение интервала интегрирования, определяемого кодом реверсивного счетчика 9, происходит в соответствии с итерационной формулойХ 1 =Ъ+Л 1 ЧЯ+1 Л ХЩ - Л, )Ой - 1 /Л гМ-Л,О О Л а/Л Х/Х/( ЛПосле определения значения Х в реверсивном счетчике 9 описанный цикл повторяется, причем, еслиЛг( Ь ХМ, Л 1,то с выходов цифровых компараторов выдается сигнал на регистр 5 результата, разрешающий считывание кода результата.Таким образом, после нескольких шагов поиска (нескольких описанных циклов) в реверсивном счетчике 9 установится некоторое значение И 1, соответствующее допустимой погрешности ЛВ предлагаемом устройстве по сравнению с известным точность возрастает в 1,5 - 2 раза. Устройство аналого-цифрового преобразования, содержащее преобразователь напряжения в код, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход - с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход - е первым выходом устройства управления, кодовые выходы преобразователя напряжения в код соединены с пер 5 10 15 20 25 30 35 вой группой кодовых входов сумматора-осреднителя, первый и второй управляющие входы которого соединены с выходом преобразователя напряжения в код и со вторым выходом устройства управления, первый выход устройства управления соединен с первымн входами счетчика и реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены регистр результата, регистр ошибки, два цифровых компаратора, счетчик сдвига, регистр суммы, причем кодовые выходы сумматора-осредннтеля соединены с кодовыми входами регистра результата, регистра ошибки и через регистр суммы, управляющий вход которого соединен с третьим выходом устройства управления, со второй группой кодовых входов сумматора-осредннтеля, первый выход регистра ошибки соединен со входами первого и второго цифровых компараторов, первые выходы которых .соединены с первым управляющим входом регистра результата, а вторые выходы - с ши. нами сложение и вычитание реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом счетчика сдвига, второй вход которого соединен с первым выходом устройства управления, а выход - со вторыми управляющими входами регистров результата и ошибки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1., Гитис Э. И. Преобразователи информации для электрических цифровых вычислительных устройств, М Энергия 1970, с. 241 - 243.2. Авторское свидетельство СССР432 б 76, кл. Н ОЗ К 1307, 13.01.72.Составитель Н. КозлоТехред О. ЛуговаяТираж 105Государственного комитетаелам изобретений и открыосква, Ж.35, Раушская набПатектз, г. Ужгород, ул. ктор свое 13035, Милиал ППП едактор Б. Павлов аказ 7541/55 ЦНИИГ 1 И