Следящий аналого-цифровой преобразователь

(57) И сится к областиельной техникивано для преобяющихся аналоовой код. Цельюповышение точетение от и вычисл втомати и может ть использ быстроизме алов в циф зовани говых сиг изобретен Б,Жуков,в ия являетс ации в анал ых устройст ностроение,ОВОИ ПРЕО 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Новосибирский электротехничкий институт(56) Авторское свидетельство СССР 546099, кл. Н 03 М 1/48, 1975,Преобразование информго-цифровых вычислительнвах и системах. М.: Машис. 255, рис. 100.(54) СЛЕДЯШИЙ АНАЛОГО-ЦИФРРАЗОВАТЕЛЬ ности путем предотвращения возникновения режима автоколебаний. Цель достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее цифровойсумматор 1, регистр 2 памяти, цифроаналоговый преобразователь 3, блок 4сравнения, генератор 5 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, введены четыре элемента И и два элемента ИЛИ-НЕ. 2 ил.Изобретение с тнссится к двтолгдтике и вчислэ е;тьнои . с хнике и может быть испопьовдно для преобразования быстроиэменяющихся аналоговых сигна 5 лов В цифровой коп.Пелью изобретения является повышение точности путем предотвращения возникновения режима днтоколебаний,Нд Фиг. 1 привелс нд блок - схема сле 10 дящего аналого-цифрс вс гс преобразователя; нд Фиг.2 - временные диаграммы, поясньюгие работу устройства.Слеусящий анд того-пшфрсвой преобразователь содержит цифровой сумматор 1, регистр 2 памяти, цифроаналоговьн преобразователь 3, блок 4 сравнения, генератор э тдктс вых илпуле сов, втсрй пеленз И б, реверс ивный счетчик 7, первый элемент ИЛИ-НЕ 8, четвер тьсй элемент И 9 второй элемент И 10, второй элемент И:1 И - НЕ 11, первьй элемент И 12.Преобразователь работает следующим образом. 5В исходном состоянии регистр 2 памяти и ренерсивный счетчик 7 находятся в нулевом состоянии (схема уста- нонки в "0" нд фиг. не показана).На вход устройства поступает импульс в ЗО ный сигнал Г ,(с) (Фиг.2, линия 1).При помощи генератора 5 задается шаг дискретизации дналого-цифрового преобразования по нремсни. Как только уровень входного сигнала достигает уровня срдб;ть.ндния блока 4 сравнения, на его выходе Формируется сигнал урсвня логической 1 , который поступает нд вход управления работой реверсивного счетчика 7. Значение40 сигналд нд выходе блока 4 сравненияопределяет направление счета в реверсивном счетчике 7. С приходом тактового импульс.д, вырабатываемого генератором э, нд тактовый вход реверсивного счетчика 7 через обычно открытый элемент И б в реверсивном счетчике 7 производится суммирование или вычитание импульсов. Причем если выходной сигнал блока 4 сравнения равен "1", то производится операция сул.лсировдния, еспи О , то - операция ньпштдния. Так, если в момент времени 1. на выходе блока 4 сравне 1ния сформировался сигнал уровня логи55 ческой 1 , то в реверсивный счетчик 7 импульсов по переднему фронту тактового мптльсд записывается единица, нд ихэде которс со Формируется код приращений и его знак. В данномслучае код приращений имеет вид 0001,старший разряд которого определяетзнак кода приращений предназначенный для осуществления операций суммирования и вычитания цифровым сумматором 1. Если в старшем разряде кода приращений записан "0 , то в цифровом сумматоре 1 производится операция сумлироьдния, если, то - операция вычитания , В момент временипроизводится операция суммированиякода приращений 00 О 1 с кодом00 00 00 00 , записанным в этот момент врегистре 2 памяти , и з дпи с ь полученного в результате суммиров ани я кода0 00 О О 0 0 1 в р е ги ср 2 памяти п о з ддн ему фронту тактового импульса , В момент времении а выходе блока сра ви ения также формируется сигнал уров- и я логической " 1 " так к ак 1 ( С )У ВхГ , ц. В реверсивный счетчик добавляется еще один импульс, и код приращений имеет вид 0010. Так как в старшем разряде записан О, то при помощи цифрового сумматора 1 производится суммирование кода приращений 0010 с кодом 000000001, записанным в регистре 2 памяти, и запись полученного в результате суммирования кода 00000011 в регистр 2 памяти. В дальнейшем при неизменномсоотношении условия Н В(г ) э сьых цюп происходит увеличение кода приращениг на одну единицу. Как только код приращений будет иметь вид 0111, элемент И 6 запирается, тем самым прекращается поступление тактовых импульсов на вход реверсивного счетчика 7. Код приращений остается неизменным, и в дальнейшем код, записанный в регистр 2 памяти, будет суммироваться с постоянным кодом приращений до тех пор, пока соотношение У) О Вне изменится. При изменении данного соотношения на выходе блока 4 сравнения формируетсясигнал уровня логического О , и рев е р с и в ный счетчик 7 переключается врежим вычитания, элемент И 6 открывается, и с приходом тактового импульса код приращений уменьшается на единицу (фиг.2, линия 111, момент времени С ),Временные диаграммы, приведенные на фиг.2 (1 и 111), полностью описывают данный гроцесс, Интерес вызывают момент времени С, и последующие.В момент времени . элемент ИЛИ 1 СНЕ 11 срабатывает, так как нл его входах присутствует нулевая комбинация реверсиццый счетчик 7 обцуляетУ5 ся, и в дальнейшем производится вычитание из ко.л регистра 2 памяти цоодной единице.На осгцвлции алгоритма работыследящих лцалс 1 го-цибровых преобразователей (АИ 1) цифровой сумматор 1должен обеспечиклть как суммированиекодов, тяк и их вычитание. При этомоперация суммирования производитсяпри помощи прямого, а операция вычитания - при помощи дополнительного кодов. Прямой и дополнительный коды могут быть получены автоматически припомощи реверсивного счетчика 7, старший разряд которого определяет знакприращения, Если старший разряд реверсивного счетчика 7 равен "О", тоцифровой сумматор 1. должен осущестк квлять операцию сложения, е.сли 1то - операцию вычитания. Это достигается путем объединения пяти старших разрядоц цифрового сумматора 1 иподключения их к старшему разряду реверсивного счетчика 7,При преобразован 1 и импульсных воздействий в слдяшей системе, как правило, возникле режим автоколебацийпо окоцчлции импульсного воздействия.Данный режим возцикает вследствие того, что выходной код приращений реверсивного счетчика 7 за один циклпреобразования не может изменитьсяболее или менее чем на единицу. Дляпредотвращения возникновения режимаавтоколебаций н устройстве можно вы 40делить два Функциональных узла, предназначенных для выделения запрещенных комбинаций. Первый функциональный узел реализован на двух элементах И 10 и 12 и элементе ИЛИ-НЕ 1345и предназначен для выделения кодовыхкомбинаций 0111 (элемент И 10),1 ООО (элемецт И 12), поступающих с выхода реверсивного счетчика 7. Второй функциональный узелреализован при помощи элемента И 9и первого элемента ИЛИ-НЕ 8 и предназначен для выделения кодовой комбинации,ОООООХХХ, где Х - безразличное сос.тояние "О" или "1". Данная кодовля комбинация, сформированная навыходе регистра 2 памяти, выделяетсяв момент времени, когда в старшемразряде реверсивного счетчика 7 записанд едициця. Тлкое состс яцие рег истрл 2 памяти и реверсивного счетчикавозможны при отслеживании слеляпгцм АПП за задним Фроцтом импул; гцого воздействия при его приближеции к цулевому уровню,Формула изобретенияСледящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные цифровой сумматор, регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь, блок сравнения, второй вход которого является входной шиной, генератор тактовых импульсов, выходы регистра памяти соединены с соответствующими первымц входами цифрового сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности преобразования путем предотвращения возникновения режима автоколебаний, введены четыре элемента И, два элемента ИЛИ-НЕ и реверсивный счетчик, прямой выход старшего разряда и инкерсные выходь. остальных разрядов которого и инверсный выход блока сравнения соединены с соответствующими входами первого .лемецта ., инверсный вход старшего разряда и прямые выходы остальных разрядов реверсивного счетчика и прямой выход блока сравнения соединены с соответствуюпгими входами второго элемента И, выход которого и выход первого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого объединен с тактовым входом регистра памяти и соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с тактовым входом реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, первые входы которого соединены с соответствующими выходами регистра памяти, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом чепкертого элемента И и инверсным выходом старшего разряда реверсивного счетчика, прямой выход старшего разряда которого соединен с соответствующими вторыми входами цифрового сумматора, третьи входы которого объединены с соответствующими входами четвертого элемента И и соединены с соответствующими1338073 управления реверсом которого соединен с прямым выходом блока сравнения,Составитель И. РомановаРедактор А, Маковская Техред И,Попович Корректор М Пожо Заказ 4145/56 Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5