Преобразователь аналоговых величин в код

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советский Социалистический Республик(51)М. Кл,с присоединением заявки 11 о Н 03 К 13/20 6 01% 23/00 Государственный омитет СССР ио делам изобретений н открытиИ(088.8) Дата опубликования описания 150980(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВЫХ ВЕЛИЧИН В КОДИзобретение относится к устройствам преобразования электрических величин в цифровую форму, и может быть использовано, в частности, для измерения длительности импульса, пери ода и частоты следованйя импульсов.Кроме того, преобразователь может использоваться при создании измери тельных приборов и датчиков, работающих иа Фоне шумов и помех. 10Известно устройство, содержащее генератор образцовой частоты, блок управления, выполненный на триггерах управления, ключи, выполненные на элементах И, формирователь 15 импульсов, суммирующий и реверсивный.счетчики 11. Недостатком этого устройства является малый коэффициент усреднения, который определяет помехоустойчивость и точность устрой ства, т.к . в конечном результате практически учитываются только первый и последний результаты одиночных измерений. Кроме того, известное устройство имеет сложную схему и 25 обладает низким быстродействием,Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство, содержащее формирующее устройство, генератор им пульсов, электронные ключи, суммирующий и реверсивый счетчики, устройство управления и распределитель импульсов 121.Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что инФормация выдается только через дискретные моменты времени, определяемые числом усредняемых периодов. Кроме того, так как вес результата квантования является переменным, то и вес погрваности, обусловленной шумами или помехами, является также переменным, что приводит к появлению болыаих погрешностей при измеренииЦелью изобретения является повьзаение точности, помехоустойчивости, быстродействия преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор образцовых частот, выходы которого подключены ко входам блока управле ния, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами формйрователя импульсом и первым входом первого ключа, третий выход блока управления подключен к первому входу второго ключа и второьа входу первого ключа, счетчик-регистр, счетный вход которого соединен с выходомвторого ключа и реверсивный счетчик, введены элементы совпадения инвертора и делитель частоты, ко входам которого подключены выходы, ключей, выходы делителя частоты соединены " входами реверсивного счетчика,выходы разрядов которого подключены ко входам соответствующих разрядов счетчика-регистра, выходы счетчика-регистра подключены ко входам элемента совпадения, выход которого подключен непосредственноко второму входу вто-, рого ключа и через инвертор к третьему входу первого ключа, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом счетчика-регистра.На чертеже представленаструктурная схема преобразователя.Преобразователь содержит генера.тор образцовых частот 1, подключенный к блоку управления 2, который состоит из переключателей 3 и 4, задающих требуемый режим работы; формирователь импульсов 5, счетчик-регистр б, элемент совпадения 7, инвертор 8, два ключа 9 и 10, регулирующий делитель частоты следования импульсов 11, реверсивный счетчик 12 и выходной регистр 13. Ковходам бло" ка управления подключены источники преобразуемых величин. Переключатели 3 и 4 на чертеже показаны в положении преобразователя длительности импульсов в код (импульсы могут следовать как периодически, так и любым .,произвольным образом) .с выходных разрядов реверсивноГо счетчика снимается выходной код преобразователя, который может хранить ся, например, в выходном регистре, либо непосредственно передаваться в системы индикации, печати и т.п. Преобразователь работает следующим образом.Входной импульс передним фронтом через формирователь импульсов 5 осуществляет запись в счетчик-регистр б уменьшенного вдвое результата преды" дущего преобразования, который хра.нится в реверсивном счетчике 12. Одновременно происходит запись результата предыдущего преобразования в выходной регистр 13. При наличии во всех выходных разрядах счетчика-регистра б высоких потенциалов на выходе элемента совпадения 7 появляется нулевой сигнал, в противном случае на выходе элемента совпадения 7 появляетсй единичный сигнал .;Импульсы образцовой частотыот генератора образцовых частот 1 через замкнутые контакты переключа-" .теля 4 блока управления 2 и 6 ткрытый ключ 9 поступают на счетный вход счетчика-регистра б и уменьшенные в К раэ делителем частоты 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. После прохождения числа импульсов образцовой частоты, равно 0 15 го половине рузультата предыдущего измерения, счетчик-регистр б досчитывает до нуля, срабатывает элемент совпадения 7, закрывается ключ 9 иоткрывается ключ 10, который остается открытым до тех пор, пока на входе присутствует входной импульс. При этом импульсы образцовой частоты с генератора образцовых частот 1 через ключ 10 и делитель частоты 11 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 12. Таким образом, в случае, если произошло изменение длительности входного импульса, то к концу импульса на реверсивный счетчик 12 поступит разность между значением предыдущего измерения и значением вновь поступившего входного импульса, уменьшенная в К раз, которая суммируется со своим знаком с результатом предыдущего измеренияЕсли эта длительность входного импульса сохраняется, то через некоторое число периодов установится новый результат измерения, т.к. разность между значением предыдущего измерения и новым значением входного импульса будет одного знака и с каждым пери-одом будет уменьшаться, пока не станет равна нулю,В случае, если длительность входного импульса меняется в результате Шума, разность между значением предыцущего измерения и новым значением входного импульса будет носить знакопеременный характер. Шумы наложатсяЗ 5 на результат измерения, но будутуменьшены в К раз.Преобразование периода следованияимпульсов в код производится припереключении переключателя 3 в бло 4 О ке управления 2. В этом случае напервый вход ключа 10 всевремя поступает разрешение на прохождение .импульсов, что обеспечивает непрерывность преобразования, которое45 осуществляется аналогично предыдущему случаю. Запись хода в выходномрегистре 13 осуществляется переднимфронтом поступающих импульсов.Преобразование частоты импульсов5 О в код осуществляется при переключении переключателей 3 и 4 блока управления 2. В этом случае с генератора образцовых частот 1 на формирователь импульсов 5 поступают импуль 55 сы, напРимер, частотой1 гц,а на третий вход ключа 10 и на пер"вый вход ключа 9 поступают импульсыпреобразуемой частоты Хп . В остальном работа преобразователя аналогична предыдущцим случаям,бО Таким образом, в данном устройстве погрешность преобразователя,вызванная шумами или помехами, входит в отсчет уменьшенной в Кф раз;конечный отсчет содержит информациюо всех предыдущих отсчетах с убыва764127 30 15 Формула изобретения 25 Пл еваКорр Составитель Л.Тех редА. Щепанс ктор М.Шароши едактор Л. Новожило ая Заказ 6302/50 Тираж 995 ВНИИПИ Государствеин по делам изобрете 13035, Москва, )Х, Раисн ССС Под митета открыт наб.,гий/5 4 ород Филиал Патент, г. У оектная,ющими весовыми коэффициентами, и чем более ранние импульсы, тем мейьше их: вклад в выходной код. Информация обновляется после поступления каждого импульса.Это позволяет повысить точйость преобразования входных измеряемых величин на фоне шумов и помех, а также позволяет создать универсаль-ное устройство для преобразования длительности, частоты, периода иотношения двух частот в код. Кроме того, в данном устройстве возможна регулировка коэффициента деления часто-. ты, что позволяет менять степень осреднения результата преобразования, а обновление информации после каждого поступления нового значения измеряемой величины позволяет судить о динамике процесса. Преобразователь аналоговых величин в код, содержащий генератор образцовых частот, выходы которого подключены ко входам блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входом формирователя импульсов и первым входом первого ключа, третий выход блока управления подключен к первому входувторого ключа и второму входу перво-го ключа, счетчик"регистр, счетныйвход которого соединен с выходомвторого ключа, и реверсивный счетчик,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,С целью повышения точности,помехоустойчивости и быстродействия в него введеныэлемент совпадения,инвертор и делительчастоты, ко входам которого подключены выходы ключей, выходы делителячастоты соединены со входами ревер"сивного счетчика, выходы разрядовкоторого подключены ко входам соответствующих разрядов счетчика"регистра, выходы счетчика-регистра подключены ко входам элемента совпадения, выход которого подключен непосредственно ко второму входу второгоключа и через инвертор к третьемувходу первого ключа, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом счетчика-регистра. Источники информации,принятые во внимание "при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЮ 507933, МКИ Н 03 К 13/20, 1976. 2. Авторское свидетельство СССРВ 513343, МККК Я 04 Р 19/04, 1976.