Аналого-цифровой квадратор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Реслублик(22) Заявлено 061130 (21) 3002 бб 2/18-24 51 М К з с присоединением заявки М а Об а 7/20 а об л 3/00 Государственный комитет СССР по ледам изобретений и открытий(54) АНАЛОГО-ПИФРОВОЙ КВЩРАТОР ооциональхо ми Изобоетение относится к автомати 1 ке и вичислительной технике, в частности к устройствам для возведенияв квадоат длительности время-импульсного сигнала с представлением результата в цийровой Фооме.Известен аналого-циеоовой квадратор, содержащий генератор линейноизменяющегося сигнала, генератор управляемой частоты, Формирователь,ф элемент .задержки, элемент И, счетчики выходную группу элементов И (1),Недостатком квадратора являетсяпониженная чувствительность,Наиболее близким к изобоетению является аналого-цифровой квадратор,содержащий генеоатор линейно изменяющегося напояжения, соединенный первым входом с инной запуска н с первымвходом основного триггера, вторымвходом - с миной останова, вторымвходом основного триггера и с входомэлемвнта задержки, а выходом - свходами первого и второго генераторов управляемой частоты, подключененых выходами к первым входам соответственно первого и второго элементовИ, соединенных вторыми входами с выдом основного тоиггеоа, а выхода- с входами узла исключения совпадения, первый выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного входом обнуления с первым выходом элемента задержки, а выходами разрядов - с первыми входами элементов Ивыходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элещ мента задержки, причем вычитающийвход реверсивного счетчика соединенс вторым выходом узла исключениясовпадений 12),Выходное напряжение генераторалинейно изменяющегося напояженияизменяется по законуП = К),где К - коэФфициент поопности;Тк - временной интервал между импульсами Запуск и Останов.Генеоаторы упоавляемой частотыгенерируют частотыр : р + тК и Г = РО - Ктгде Р - начальная частота генераоторов.Частота Г поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика, ачастота Р - на его вьтчитающий входПосле окойчания цикла преобоазовани942053 3со счетчика считывается код, поопоциональнцй квадрату временного интервала, равный В = КТ,Чвдостаток такого квадратора заключается в следующем; при работе смалыми временными интервалами (аргументом) на нижней гравице диапазонапреобразуемых временных интерваловнапряжение на выходе генератора линейно изменяющегося напряжения неуспевает значительно измениться и 1 Очастоты генеоаторов управляемой частоты Р и Р остаются практическитакими же, какими они были в исходном состоянии, т,е, близкими к Р,.Если генератор управляемой частоты,импульсы с которого поступают на вычитающий вход счетчика, имеет несколь.ко большую начальную частоту, т.е.Р г Р (из-за неидеальности генератооов всегда имеется некоторый разброс начальйых частот), то за времяцикла поеобоазования (квадоирования)на вычитающнй вход ревеосивного счетчика поступит больше имйульсов, чем на суммирующий. После окончания цикла с квадоатооа будет ачитан код, близкий к максимальному,тогда как он должен быть минимальным, т.е. пооисходит переполнениечетчика по вычитающему входу. ЭтотФбект вызывает сбой в работе устройствна которые подается выходнойкод квадоатора.Цель изобретения - повышение стабильности преобразования малых значений аргумента. 35Для достижения поставленной целив аналого-цйфровой квадратор, содержащий генератор линейно изменяющегося напряжения, соединенный первымвходом с шиной запуска и с пеовым . 4входом основного триггера, вторым.входом - с шиной останова, вторымвходом основного триггера и с вхоцом элемента задержки, а выходом - свходами первого и второго генераторов управляемой частоты, подключенных выходами к первым входам соответственно:пврвого и второго элементов И соединенных вторыми входами с выхОдом основного триггера, авыходами - с входами узла исключения.совпадений, первый выход которогоподключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенноговходОм обнуления с.первым выходомэлемента задержки, а выходами разря;доз " с нервымн входами элементов Ивыходной группы, подключенных вторы.ми входами к второму выходу элемента задержки, введены дополнительныйтриггео и третий элемент И, соединенный первым входом с вторым выходом узла исключения совпадений, вто"рым входом - с выходом дополнительного триггера, а выходом - с вычитающим входом реверсивного счетчика 6 и с первым входом дополнительноготриггера, подключенного вторим входом к.первому выходу узла исключення совпадений.Ча чертеже изображена блок-схемааналого-цифрового квадратооа.Аналого-цифровой квадратор содержит генератор. 1 линейно изменяющегося напряжения, соединенный первымвходом с шиной запуска и с первымвходом основного триггера 2, вторим входом - с шиной останова, вторым входом триггера 2 н с входомэлемента 3 задержки, а выходом - свходами первого и второго генераторов 4 и 5 управляемой частоты. Генераторы 4 и 5 подключены выходами кпервым входам соответственно первого и втооого элементов И б и 7, сое"диненных вторыми входами с выходомтриггера 2, а выходами - с входамиузла 8 исключения совпадений.йеовцйвыход узла 8 подключен к суммирую-.щему входу реверсивного счетчика 9,соединенного входом обнуления с первым выходом элемента 3 задержки, авыходами разрядов - с пеовыми входами элементов И 10 выходной группы,подключенных вторыми входами к второму выходу элемента 3 задержки, Третий элемент И 11 соединен первьмвходом с вторым выходом узла 8 исключения совпадений, вторым входом - свыходом дополнительного триггера 12,авыходом - с вычитающим входом счетчика 9 и с первьэю входом триггера 12.Второй вход триггера 12 подключен кпервому выходу узла 8.устройство работает следующим образом.Квардатор начинает оаботать с пои- О ходом импульса .Запускф, определяющего начало преобразуемого интерва-.ла ТХ, который переводит в единичноесостояние триггер 2, откоывающий элементы И б и 7 и запускает генератоо 1, выходное напояжение которогоизменяется по закону 0 = КТ,:.и упоавляет выходными частотами генераторов 5 и 4, генерирующих короткие импульсы-с частотами, соответственно О р вн Р Ро + Ктхф Р 1 = Р т КтхИмпульсы с частотойчерез элемент И б и узел 8 исключения совпадений поступают на суммирующий входреверсивного счетчика 9, Импульсычастоты 1 с генератора 4 проходятчерез элемент И 7, узел 8 исключе.ния совпадений и элемент И 11 на вычитающкй вход реверсивного счетчи-ка 9. Элемент И 11 вместе с триггером 12 обеспечивает прохождение им- ф пульса на вычитающий вход ревеосивного счетчика 9 только после того,как поступит импульс на суммирующийвход. При поступлении импульса с частотой Р иа суммирующий вход и на 5 второй вход триггера 12, последний942053 30 40 формула изобоетения 1 Подппсно Патент", г. Ужгоро Проектн Филиал устанавливается н положение 1, разоешая прохождение импульсон через элемент И 11, При поступлении импульса на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 и на пеовый вход тоиггера 12 через элемент И 11, триггер 12 5 устанавливается в положение О, и поохождение импульсов Р 1 через элемент И 11 запрещается до поступления очередного импульса частоты Г . Таким обоазом, число импульсов, по ступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 не может превысить числа импульсов, поступивших на его суммирующий вход.Импульсом Останов, определяю щим конец нременного интервала Т, возвращается в исходное состояние тоиггер 2, закрывающий элементы И б и 7, и устанавливается начальное напряжение на выходе генератора 1. Число импульсов, зарегистоированное счетииком 9, после прихода импульса Останов оавно И = КТ 1. Импульс ффОстановфф, поступившйй через элемент 3 задержки на гоуппу элементов И 10, обеспечивает считывание выходного кода, а затем установку исходного состояния счетчи-. ка 9.Таким образом, введение дополни тельных тоиггера 12 и элемента И 11устраняет сбои, возникающие при преобразовании малых временных интервалов, что улучшает стабильность работы квадратора, не изменяя его основные характеристики. Указанное об" 35 стоятельство и определяет техникоэкономическую эФФективность применения квадратора по сравнению с прототипом. Аналого-цийровой квадратор, содержащий генеоатоо линейно иэменяюИИПИ Заказ 4843/41 Т щегося напояжения, соединенный пер-вым нходом с шиной запуска и с первым входом основного трнггеоа, вторым нходом - с миной останона, вто"рым нходом основного тоиггеоа и свходом элемента задержки, а выходом - с входами первого и второгогенератооон управляемой частоты,подключенных выходами к пеовым входам соответственно первого и второгоэлементов И, соединенных втооычивходами с выходом основного триггера, а выходами - с входами узла исключения совпадений, первый выходкоторого подключен к суммиоующемувходу реверсивного счетчика, соединенного входом обнуления с первымвыходом элемента задержки, а выходами разрядов - с первыми входамиэлементов И выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элемента задержки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения стабильности преобразования малых значений аргумента, в него введены дополнительныйтриггер и третий элемент И, соединенный первым входом с вторым выходом узла исключения совпадений,вторым входом - с выходом дополнительного триггера, а выходом - свычитающим входом реверсивногосчетчика и с первым входом дополниФтельного триггера, подключенноговторым входом к первому выходу узлаисключения совпадений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Карпов Р.Г., Карпов Н.У.Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов, Ч., фМашиностроениеф, 1977,с. 135, рис, 96.2. Авторское свидетельство СССР9 561193, кл. 0 06 С 7/20,О 06 Ю 3/00, 1975 (прототип 1.