Следящий аналого-цифровой преобразователь

1 А СОЮЗ. СОВЕТСКИХссциалистичесиих ЯЦРЕС 1 УБЛИК 991 а) .359 Н 03 К 13/ ут Х а ч Ра ЦЪ ФЪ 99 9ИС БРЕТЕНИЯ Йа ать еПьч , , ., Х а; К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим, В,И.Ульянова (Ленина)(54)(57) СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ПИФРОВОЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий блоксравнения, первый вход которого соединен с входной шиной, а второйвход - с выходом цифроаналоговогопреобразователя, входы которого соединены с первыми выходами реверсивного счетчика и выходной шиной,выход блока сравнения соединен спервым входом блока управления, второй вход которого соединен с выхо,дом генератора тактовых импульсов,третий вход - с вторым выходом реверсивного счетчика, четвертый теля тымнрой одами блод которибкаи,но ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТИЙ вход - с шиной "Запуск", а пятыйвход - с шиной "Стоп", первый вы.ход - с первым входом реверсивного счетчика, второй выход в . с вторыми входами реверсивного счетчика, третьи входы которого соединены с ,выходами соответствующих разрядов распределителя импульсов, третий выход блока управления соединен с первым входом распределителя импульсов и с первым входом блока контроля,а четвертый выход - с четвертым входом реверсивного счетчика, вторыми входами распределителя импульсов и блока контроля, первый выход которого соединен с третьим входом распределителя. импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности преобразования и повышения помехоустойчивости путем уменьшения погрешности и сокращения числа избыточных кодовых комбинаций, первые вы- Я ходы реверсивного счетчика соединены с третьими входами блока контроля, при этом выходы распредели- импульсов соединены с четвервх ока контроля, втовых ого соединен с шиИзобретение относится к аналого - цифровым преобразователям и может быть использовано в области связи, вычислительной и измерительной техники, а также в автоматизированных системах управления технологичес кими процессами в системах автоматизации научных исследований.Известны следящие аналого-цифровые преобразователи (САЦИ) с переменным шагом квантования 13, 10Их недостаток - ограничение возможностей скорости изменения входного сигнала.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход соединен с .выходом цифроаналогового преобра 20 зователя, входы которого соединены с первыми выходми реверсивного счетчика, выход блока сравнения соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с вы ходом генератора тактовых импульсов, третий Йход соединен с вторым выходом реверсивного счетчика, четвертый вход соединен с шиной "Запуск",а пятый вход - с шиной "Стоп", первый выход с первым входом реверсивного счетчика, второй выход с вторыми входами реверсивного счетчика, третьи входы которого соединены с выходами соответствующих разрядов распределителя импульсов, третий выход 35 блока управления соединен с первым входом распределителя импульсов и с первым входом блока контроля, а четвертый выход - с четвертым входом реверсивного счетчика и вторыми 40 входами распределителя импульсов и блока контроля, выход которого соединен с третьим входом распределителя импульсов 21.Недостатком преобразователя явля ется большая погрешность преобразования, обусловленная тем, что в нем возможны выходы числового эквивалента за границы диапазона возможных выходы чис50 изменений входного сигнала при боль - шой скорости изменения сигнала. В- предлагаемом устройстве кодов, вы - ходящих за границы диапазона возможных изменений сигнала,в принципе быть не может из-за используемого правила 55 формирования кодов. Кроме того, наличие избыточных кодовых комбинаций (состояний) приводит к нерациональной перегрузке канала ввода в ЦВМ, затрудняет обработку вводимой информации ЬО В ЦВМ и снижает помехоустойчивость (надежность) передаваемой информации.Под состоянием понимается пара: числовой эквивалент обраэцовоГо уровня и шаг квантования. Ь 5 Цель изобретения - увеличениечточности преобразования и повышение помехоустойчивости путем уменьшения погрешности и сокращения числа избыточных кодовых комбинаций.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блок сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя, входы которого соединены с первыми выходами реверсивного счетчика и выходной шиной, выход блока сравнения соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий вход - с вторым выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с шиной "Запуск", а пятый вход - с шиной "Стоп", первый выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй выход - с вторыми входами реверсивного счетчика, третьи входы которого соединены с выХодами соответствующих разрядов распределителя импульсов, третий выход блока управления соединен с первым входом распределителя импульсов и с первым входом блока контроля, а четвертый выход - с четвертым входом реверсивного счетчика, вторыми входами распределителя импульсов и блока контроля, первый выход которого соединен с третьим входом распределителя импульсов, первые выходы реверсивного счетчика соединены с третьими входами блока контроляпри этом выходы распределителя импульсов соединены с четвертыми входами блока контроля, второй выход которого соединен с шиной "Ошибка".На Фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого .следящего аналого-цифрового преобразователя; на фиг.2 - пример реализации блока контроля; на фиг. 3 приведены. возможные кодовые комбинации трех- разрядного предлагаемого САЦП.Следящий аналого-циФровой преобразователь содержит блок 1 сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 2, цифровые входы которого соединены с выходами соответствующих триггеров (кроме триггера переполнения) реверсивного счетчика 3, выход блока 1,сравнения соедйнен с первым входом блока 4 управления, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 тактовых импульсов, третий вход соединен с .триггером переполнения реверсивного счетчика 3, четвертый вход соединен с шиной "Запуск", а пятый вход блока 4 управления соединен с шиной "Стоп", первый выход блока 4 управления соединен с входомустановки режима работы реверсивного счетчика 3, второй выход сое- динен с управляющими входами разрядов реверсивного счетчика 3, установочные входы разрядов реверсивного счетчика 3 соединены с первой группой входов блока контроля 7, а выходы распределителя б импульсов соединен с второй группой входов блока 7 контроля, второй выходблока контроля соединен с шиной "Ошибка".Устройство работает следующим образом.С приходом сигнала "Запуск" блок 4 управления выдает сигнал начальной установки (И,) на свой четвертый выход и устанавливает начальное значение результата сравнения на предыдущем такте 5 Э = Трое Сигнал "И 4" устанавливает реверсивный счетчик 3 в нулевое состояние, а в распределитель б импульсов заносится код,001. С приходом очередного тактового импульса от генератора 5 тактовых импульсов, поступающего на второй вход (к 2) блока 4 управления, и при отсутствии сигнала "Стоп" ( В 5 ) формируется текущий результат сравнения Б по формуле%1=5: = К 1 РЭй РЭпо этому же правилу формируется и сигнал %1" (фиг. 2) на первом выходе блока 4 управления,Сигнал "И 1" устанавливает режим работы реверсивного счетчика 3 по правилу1 Е Ю ьЪеп "-" е 1 ве "+и .Затем осуществляется формированиевеличины шага квантования. Для этого в зависимости от результата сравнения.на текущем и предыдущем такте формируется сигнал на третьемвыходе блока 4 управления по формулеЮЭ=551 Ч 551,Если ИЗ=РАЬБЕ, т.е. в случаечередования результатов сравнения,осуществляется сдвиг вправо распределителя Б импульсов, т.е. шаг квантования уменьшается вдвое (в предлагаемом устройстве, также как и в. известном, предполагается запрещенным сдвиг вправо при коде 001),Если результаты сравнения на текущем и предыдущем такте совпали(ИЗ=ТВОЕ), , то запускается блок 7контроляна первом выходе (И 1) которого появляется сигнал при условиикратности числового эквивалента иудвоенного текущего шага квантования.Этот сигнал осуществляет сдвиг влевосодержимого распределителя импульсов,т.е, увеличивает вдвое значение шагаквантованияПосле формирования величины шага.квантования цроводится формирование величины числового эквивалента.Для этого блок управления 4 выдаетсигнал "И 2" на своем втором выходе(Фиг,2). Сигнап "И 2" формирует величину текущего числового эквивалента,т.е. ;= Ф Н, где обозначает 20 сложейие или вычитание в зависимостиот режима работы реверсивного счетчика, установленного сигналом "И 1"устройства управления. Кроме того,устройство управления обеспечивает 25 запоминание текущего результатасравнения, т.е. Р:=5. С приходомочередного тактового импульса описанные действия повторяются.В примере реализации блока контроля приняты следующие обозначения: и - число разрядов; и -1старший разряд; х, - значение Э -горазряда реверсивного счетчика;у - значение -го разряда распределителя импульсов.Используя принятые обозначенияможно записать выражения формирования выходных сигналов блока контроляв видем И 40 М=Ч Е .; Ч 42:Ч Е+7= х Е,;45Е, =ъЕ,; Ю .:7,Е Е:д41 фЪ 1 11+241+4 1 41+7ОЭти выражения можно реализоватьс помощью логических матриц. Техни ко-экономическая эффективность за-,ключается в том, что возрастает 50 точность преобразования и повышаетсяпомехоустойчивость.,1102031 рхняя ераюииа Юцаиаэ Нижню 8 ранццФиалаэофа Фив. е ЗаказВ ИИП 4782/43 Тиразс 862 ПодпВ а ЕЕюааеаеювюеВеайафееюае 4 ЕавП фПатент", г.Ужгород, ул,Проектная