Способ цифрового измерения аналогового сигнала

О П А,"ФЯ Е ИЗОБРЕТЕЙЯЯ Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки М 9 С 01 Р 13/02 Государственинй комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300780(54) СПОСОБ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛАИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах, измерительных устройствах систем контроля и регулирования. 5 Известен способ цифрового измерения аналогового сигнала, в котором измеряемый сигнал в первом такте преобразуют в код и полученное зна чение кода фиксируют в первом регистре, во втором также формируют монотонно возрастающее значение кода, преобразуют этот код в эталонное напряжение, получают из эталон ного напряжения кодовое значение, которое заносят во второй регистр, сравнивают значения кодов в первом и втором регистрах между собой и в момент равенства кодов прекращают 20 формирование эталонного напряжения.Недостаток способа заключается в том, что он не исключает хаотичного изменения кодового эквивалента входного сигнала, зафиксированного 25 в первом регистре и отображаемого на цифровом индикаторе, если величина сигнала близка к граничному уровню смены эталонного сигнала при его переходе от предыдущего уровня к последующему, сигнала, а измерительный прибор их не зафиксирует.Цель изобретения - получение устойчивого отображения измеряемогосигнала при малой длительности цикла измерения,Указанная цель достигается тем,что в способе цифрового измеренияаналогового сигнала, заключающемсяв том, что формируют циклически изменяющуюся, а в пределах цикла монотонно возрастающую, кодовую последовательность сигналов, преобразуют эту последовательность вэталонный аналоговый сигнал, сравнивают входной и эталонный аналоговыесигналы, формируют импульс в моментих равенства, фиксируют этим импульсом в приемнике кодовой информациизначение кодовой последовательности,вызвавшей равенство входного и эталонного аналоговых сигналов,отображают на цифровом индикаторе зафиксированный код, формируют управляющий сигнал путем логического умножения сигналов циклически изменяющегося младшего разряда кодовойпоследовательности и младшего разряда зафиксированного кода, преобразуют этот управляющий сигнал в дополнительный аналоговый сигнал,который прибавляют к эталонному сигвалу .На фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства,реализующая предлагаемый способ; нафиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство содержит формирователь1 кодовой последовательности, преобразователь 2 кодовой последовательности в эталонный аналоговый сигнал,устройство 3 сравнения входного напряжения Онх и эталонного аналогового сигнала, формирователь 4 импульса, приемник 5 кодовой информации,регистр б, цифровой индикатор 7, 15соединенный с регистром б для отображения, устройство 8 логическогоумножения, преобразователь 9, суммирующее устройство 10.На временной диаграмме (фиг.2) 2 Ообозначено: а - временная разверткамладшего разряда кодовой последовательности на выходе формирователя 1;Ь - соотношение между входным и эталонным напряжениями и значениями 25кодовой последовательности (малыепульсации во входном напряжении могутпривести к тому, что равенство можетфиксироваться либо н момент с,либо т, с - соотношение между входными напряжением и суммой эталонногои дополнительного напряжения д ("1"),если равенство зафиксировано в момент с (младший разряд зафиксиро-.ванного кода представлен логической"1"), е - соотношение между входнамнапряжением и суммой эталонного идополнительного напряжения, д ("О"),еСли входное напряжение превышаетуровень идО + Ом и равенство зафиксировано в момент с (младший разряд зафиксированного кода представлен логическим "О"). С помощью Формирователя 1, Формирующего на своихвыводах циклически изменяющуюся,а в пределах цикла монотонно возрастающую, кодовую последовательностьсигналов, и преобразователя 2 Формируется эталонный, ступенчато изменяющийся аналоговый сигнал (напряжение),перекрывающий весь диапазон изменения входного сигнала, (напряжения).При сравнении в устройстве 3 эталонного и входного сигнала сигнал навыходе устройстна 3 появляется вмомент времени, когда эталонное напряжение равно входному, т.е, кодовая 55комбинация на выходе формирователя 1,определившая эталонное напряжениена выходе преобразователя 2 в моментее равенства входному, и является кодовым эквивалентом последнего, Иэ 0выходного сигнала устройства 3 формируют импульс н формирователе 4 иФиксируют эту кодовую комбинацию нрегистре б и отображают затем спомощью цифрового индикатора 7. В 65 устройстве 8 формируют путем логического умножения управляющий сигнал,который преобразуют с помощью преобразователя 9 в дополнительныйаналоговый сигнал и прибавляют его спомощью суммирующего устройства 10к эталонному сигналу от преобразователя 2, Диаграммы на фиг.2 поясняюткаким образом достигается устойчивоеотображение измеряемой величины безувеличения цикла измерения или введения пауз между циклами, При превышении входным сигналом граничногоуровня сумматорного сигнала (фиг,2)в следующем цикле в этот момент ужебудет меньший на О уровень, чеми обеспечивается устойчивое отображение измеряемой неличины. Длительность цикла выбирается минимальновозможной, определяемой только частотными свойствами применяемых элементов, а не длительностью съемаинформации, т.е. отрезком времени,требуемым для однозначного считывания отображенной информации,Эффективность способа цифровогоизмерения аналогового сигнала заключается в том, что значительно снижается утомляемость при считыванииинформации с цифрового индикатора,сокращается время определения окончания переходных процессов по состоянию цифровых индикаторов, расширяется область применения измерителей, н которых реализован предлагаемый способ, за счет исключения дополнительных колебаний при относительно малом времени измерения. Формула изобретенияСпособ цифрового измерения аналогового сигнала, заключающийся в том, что Формируют циклически изменяющуюся, а в пределах цикла монотонно возрастающую, кодовую последовательность сигналов, преобразуют эту последовательность н эталонный аналоговый сигнал, сравнивают входной и эталонный аналогоные сигналы, формируют импульс в момент их раненства, фиксируют этим импульсом в приемнике кодовой информации значение кодовой последовательности, вызвавшей равенство входного и эталонного аналоговых сигналов, и отображают на цифровом индикаторе зафиксиронанный код, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения устойчивого отображения измеряемого сигнала при малой длительности цикла измерения, Формируют управляющий сигнал путем логического умножения сигналов циклически изменяющегося младшего разряда кодовой последовательности и младшего разряда зафиксированного кода, преобразуют этот управляющий сигнал в дополнительный аналогоный сигнал, который прибавляют к эталонному сигналу,752171 после 8 ойпельюос ти Составитель А. ТитовТехред М,Кузьма Корректор М. Шароши Редактор А. Долинич Тираж 1019 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5