Аналого-цифровой функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)4 Н ОЗМ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение отнтике и вычислительно ФУНКЦИОНАЛЬНЬ тся к автома ехнике и мож(21) (22) (46) (72) и Ю, (53) (56) В 56 3980528/2410,10.8523,03.87, Бюл. У 11Ю. А. Киберев, В, Н. КуИ, Пивоваров681.325(088,8)Авторское свидетельство СССР203, кл. Н 03 М 1/12, 1976.торское свидетельство СССР7680, кл, Н 03 М 1/00, 1,983. быть использовано, в частности, всистемах сбора и обработки информации, в измерительных устройствах.Цель изобретения - повышение точности и расширение области использования за счет увеличения числа преобразуемых характеристик. Поставленная цель достигается за счет того,что в аналого-цифровой функциональный преобразователь введены полусумматор и два Э-триггера, обеспечившие точный подсчет сигналов переносапри суммировании коэффициентов аппроксимации в каждом такте преобразования, 2 ил.98920 2 40 12Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано, в частности, всистемах сбора и обработки информации, в измерительных устройствах.Цель изобретения - повышение точности и расширение области использования за счет увеличения числа преобразуемых характеристик,На фиг. 1 представлена блок-схемапреобразователя; на фиг. 2 " график,поясняющий его работу.Аналого-цифровой функциональныйпреобразователь содержит генератор 1импульсов, счетчик 2 текущих значений функции, дешифратор 3, блок 4памяти, сумматоры 5 - 5, полусумматор 6, счетчик 7, 1-разрядныйцифроаналоговый преобразователь 8(ЦАП), регистры 9 - 11, Э-триггеры12 и 13, компаратор 14 и элементНЕ 15.устройство работает следующимобразом,Принцип действия преобразователяоснован на сравнении мгновенногозначения входного напряжения и циклически формируемого напряжения (пометоду кусочно-линейной аппроксимации), закон изменения которого соответствует закону изменения входногонапряжения преобразователя,Отрезок времени от момента начала формирования напряжения до момента сравнения напряжений заполняется импульсами генератора 1, причем число импульсов и является цифровым эквивалентом входного напряжения преоб" разователя.Пусть имеется некоторая кривая АР (Фиг, 2), любую точку на которой с заданной точностью по методу кусочно-линейной аппроксимации можно найти так 5.10 15 20 25 поступающие на вход 1-рдчрчдп г 1 ЦАП 8 (или напряжение 1 на его выходе), то для получения любого значения напряжения (заранее рассчитанного) на выходе ЦАП необходимо число импульсов (также заранее рассчитанное) на каждом участке аппроксимации, начиная с первого, умножить на коэффициент аппроксимации на этом участке и суммировать эти величины или, что равносильно, суммировать на каждом участке соответствующий коэффициент аппроксимации сам с собой столько раэ, сколько импульсов соответствует данному участку аппроксимации (т.е. на первом участке коэффициент Й, суммировать Е, раз, что соответствует Й,Е,; на втором участке коэффициент с - Е раз, что соответствует д Е , где Е =Х;" -Х; и т.д. и просуммировать эти величины до момента сравнения напряжений)В исходном состоянии счетчики 2 и 7, регистры 9 - 11 и триггеры 12 и 13 обнулены, дешифратором 3 выбран первый участок аппроксимации, которому на выходе блока 4 памяти соответствует код (например, двоичный) коэффициента аппроксимации ЙВеличина коэффициента аппроксимации может быть любой в зависимости от вида заданной функции и требуе" мой точности ее воспроизведения и определяет разрядность слова блока памяти,На вторых входах сумматоров 5 в исходном состоянии присутствуют нулевые сигналы с выходов регистра 1 О. Поэтому код коэффициента аппроксимации с выходов блока 4 памяти поступает через сумматоры 5, который наинформационные входы регистра 9 поступает без изменения, При поступленни первого импульса с генератора50 ХХ;ХХ,-Х,У; (Я;)=с, Х+й (Х -Х, )+ ,+а (Х.,-Х),гдето йЙ. " коэффициенты аппроксимации;- участки аппроксимации.Таким образом, если по оси Х отложить число импульсов Ю, подсчитываемое счетчиком 2 текущих значе" ний функции, а по оси У - число М 1 происходит запись кода коэффициента аппроксимации в регистр 9. Частькоэффициента аппроксимации, соответствующая разрешающей способности1-разрядного ЦАП 8 с выходов(п-ш)(п), п поступает на со- .ответствующие входы ЦАП, на выходекоторого установится напряжение,эквивалентное данному коду. По окончании импульса генератора 1 код коэффициента аппроксимации записывается с помощью сигнала на выходе элемента НЕ 15 в регистр 1 О и посту" пает на вторые входы сумматоров 5, 1298 Ч 20н рея;льтате чего на выходах сумматоров 5 и полусумматора 6 устанавливается код, вдвое болыпий кода коэффициента аппроксимации на данномучастке, т.е, Б, =Й, +д где Й, - кодкоэффициента аппроксимации на данном(первом) участке аппроксимации, хранящийся в блоке 4 памяти. Если разрядность числа И превышает совместную разрядность сумматоров 5 и полусумматора 6, то на выходе переносапоследнего появится единичный сигнал,При поступлении очередного импульса с генератора 1 этот сигнал сосчитывается счетчиком 7, а сигналы с выходов сумматоров 5 и полусумматора 6записываются в регистр 9 и триггер12, На выходе ЦАП при этом устанавливается напряжение, эквивалентноечасти результата суммирования И 1, 20При поступлении следующих импульсовс генератора 1 продолжается суммирование числа д, и подсчет сигналов переноса счетчиком 7. При поступлении на вход счетчика 2 Е импульсов 25на входах ЦАП 8 и на 1,2,,(и-ш)выходах регистра 9 записывается кодН =Е й При наборе на входе дешифратора 3 кода, соответствующего второму участку аппроксимации, дешифратор 3 меняет адрес на входе блока 4памяти и на его выходах появляется кодкоэффициента аппроксимации Й, соответствующий второму участку аппроксимации, Этоткод сразу суммируетсяс числом, находящимся на вторых входах сумматоров 5. Далее описанныепроцессы повторяются. Таким образом,часть результата, находящаяся в данный момент на 1,2. ,(п-ш) выхо рдах регистра 9 и представляющая собой погрешность реализации кусочнолинейной функции на данном (первом)участке аппроксимации, учитываетсяна следующем (втором) участке в момент суммирования этой части результата Й, Е, с коэффициентом аппроксимации ЙВ момент равенства входного напряжения преобразователя и напряженияна выходе ЦАП 8 сигнал с выхода компаратора 14 разрешает запись кодасчетчика 2 текущих значений функциив регистр 11,На входе ЦАП 8 устанавливаетсякодУ щй, Е, +ЙЕ Й;, Е. +й;Е; -Я где Цкод, представленный на 1,2(п-в)выходах регистра 9 в момент срабатывания компаратора 14 на 1-м участке аппроксимации;:Е 2 2 2 - число импульсов, подсчитанных счетчиком 2 на каждом из соответствующих участков аппроксимации;2. - число импульсов, подсчитанных счетчиком 2 до момента срабатывания компаратора 14 на 1-м участке аппроксимации.На выходной шине устройства (выходы регистра 11) устанавливается кодМ =2 +Е 2. +2.,погрешность реализации кусочно- линейной функции в предлагаемом устройстве ранна Я т,е, меньше младшего разряда ЦАП 8, и имеет место только на том участке аппроксимации, где произошло срабатывание компаратора 14.Сигнал переполнения счетчика 2 текущих значений функции сбрасывает в О регистры 9 и 10, триггеры 12 и 13 и счетчик 7, а следовательно, на выходе ЦАП 8 устанавливается нулевой уровень и начинается новый цикл из" мерения.При определенных комбинациях сигналов на входах сумматоров 5 возможны ситуации, когда единичный сигнал переноса на выходе сумматора 5 нел меняется. Однако, за счет введенной в устройство совокупности полусумма- тора 6 и 0-триггеров 12 и 13 обеспечен подсчет счетчиком 7 сигналов переноса с выхода сумматора 5 в каждом такте работы устройства, Тем самым без увеличения разрядности блока 4 памяти повышена точность работы преобразователя и обеспечена возможность увеличения числа преобразуемых хар актеристик.Формула изобретенияАналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные генератор им" пульсов и счетчик текущих значений функции, выход переполнения которого соединен с входами обнуления первого,12 98920 6выходной шиной устройства, выход генератора импульса соединен черезэлемент НЕ с входом записи первогорегистра и непосредственно - с входом, записи второго регистра , (н 41)-йвыход которого соединен со счетнымвходом счетчика, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области 10 использования за счет увеличениячисла преобразуемых характеристик,в него введены полусумматор и дваЭ-триггера, причем первый вход полусумматора соединен с выходом пере носа и-го сумматора, второй вход -с выходом первого триггера, выходпереноса - с (и+1)-м информационнымвходом второго регистра, а выходсуммы - с Р-входом второго триггера, 20 выход которого соединен с (К+1)-мвходом цифроаналогового преобразователя и 0-входом первого триггера,С-вход которого подключен к выходуэлемента НЕ, а К-вход объединен с 25 К"входом второго триггера и подключен к выходу переполнения счетчикатекущих значений фракции, С-вход второго регистра триггера подключен квыходу генератора импульсов. второго регистров и счетчика, а информационные выходы - с информационными входами третьего регистра ис входами дешифратора, выходы которого соединены соответственно с входами блока памяти, выходы которогосоответственно соединены с первымивходами и сумматоров, вторые входыкоторых соединены соответственно свыходами первого регистра, а выходысуммы - соответственно с информационными п входами второго регистра,выходы с 1-го по и-й которого соединены соответственно с информационными входами первого регистра,выходы переноса сумматоров с 1-гопо (и)-й соединены с входами переноса сумматоров с 2-го по и-й соответственно, входы с 1-го по К-йцифроаналогового преобразователя соединены соответственно с выходами с(и-ш)-го по и-й второго регистра,входы с (К+2)-го по 1-й соединенысоответственно с выходами счетчика,а выходы - с первым входом компарато-ра, второй вход которого являетсявходной шиной устройства, а выходсоединен с входом записи третьегорегистра, выходы которого. являются УФО Составитель 3, Моисеенкоедактор Л. Гратилло Техред М.Ходанин Корректор Л. Патай аказ 899/60 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, Р902 Подпи сноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,