Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения

(51) 4 Н 03 О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВУ(54 ПРЕ РОМ (57 инф и м цио ифровоихникеформающих СУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ УСТРОЙСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВРАЗОВАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯИзобретение относится кмационно-измерительной тет быть использовано в ио-измерительных и управл системах. Цель изобретения - повышение точности преобразования эа счетснижения приведенной погрешности,Устройство содержит блок 1 аналогового запоминания, блок 2 масштаба,аналого-цифровой преобразователь 3,арифметико-логический блок 9, блок 8синхронизации, регистр 10 масштаба,блок 4 выбора масштаба. В устройствеизменены функциональные связи и появилась возможность адаптивной подстройки коэффициента усиления для приведения входного сигнала к величине,близкой к верхнему пределу преобразования аналого-циФрового преобразователя. 2 э.п, ф-лы, 1 ил.1379941 первого выхода блока 8 синхронизацииподается управляющий сигнал на первыйвход дцалого-цифрового преобразователя 3, При этом в блоке 1 аналоговогозапомццдния фиксируется значение аналогового сигнала Х, С выхода регистраО масштаба ца второй вход блока 2масштаба подается код, устанавливающий в нем масштабный коэффициент преобразования К - 1, Аналого-цифровойпреобразователь 3 преобразует сигнал,постуггивний с выхода блока 1 аналогового запоминания через блок 3 мдсгнтаба цд его второй вход (значение сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя 3 равно К Х), в цифровой код 11 Зтот код подается навторые входы блока 4 выбора масптдбаи первый вход арифметико-логическогоблока 9,На первый вход блока 4 вгнбора масштаба с четвертого выхода блока 8синхронизации подается управляющийсигнал. При этом в блоке 4 выборамасштаба производится деление величины образцового кода И(И, - код,соответствующий Хщ ) на величину кода И . Результат деления округляетсядо ближайшего мецынего значения кода,соответствующего ближайшему меньшемукоэффициенту преобразования блока 2масштаба К, Код, соответствующийокругленному результату деления М //И, подается с выхода блока 4 выбора масштаба цд второй вход регистра10 масштаба. Изобретение относится к цифровой информационно-измерительной технике и может быть использовано для преоб - разовация дналоговьгх сигналов в цифровой коц в информационно-измерительгцгх и управляющггх системах, а также для сопряжения цифровых вычислительных ьгяниц с аналоговыми канапдми, цмеюгпгли большой динамический диапа О зоц сигнала,Цель изобретения - повышение точцостг преобразования аналогового сигнала в цифровой код за счет сниженияприведеццсй погрешности ацалого-цифрового преобразования.Нд чертеже представлена структурная схема устройства аналого-цифрового преобразования с автоматическимгыбором предела измерения20Устройство содержит блот( 1 аналогового запоминания, блок 2 масштаба,аналого-цифровой преобразователь 3,блок 4 выбора масштаба, включающийпостоянное запоминающее устройство 5, 25цифровой делитель б, д танже регистр7, блок 8 синхронизации, арифметикологический блок 9, регистр 10 масштаба, элемент ИЛИ 11, шину 12 "Запуск",таймер 13. 30Сущность изобретения заключаетсяв следующем.Приведенная погрешность вцосит заметную долю н погрешность устройствандлого-цифрового преобразовдния иопределяется по Формуле Хо3д Хфгде Х - цена младшего значащего разоряда аналого-циФрового преобразователя;Х - значение преобразуемого аналогового сигнала.Из ньрджеция следует, что В принимает цдименьшее значение, когда Х принимает наибольшее. Такггм образом, чтобы снизить значение о, необходимо про 1 гзвести преобразование аналогового сигнала в диапазоне, близком к верхнему пределу преобразования Хн, 50 Потом с третьего выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал на третий вход арифметико-логического блока 9 и первый вход регистра 10 масштаба. Одновременно с первого выхода блока 8 синхронизации подается управляюний сигнал на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3. При этом с выхоцд регистра 10 масштаба ца вторые входы блока 3 масштаба.и арифметико-логического блока 9 подается код, соответствующий определенному результату деления Вп/И, которым устанавливается масштабный коэффициент преобразования в блоке 2 масштаба К=И /И. Аналогоцифровой преобразователь 3 преобразует сигнал, поступивший с выхода блока 1 аналоговоро запоминания через блок 2 масштаба на его второй вход (значение сигнала на входе дцдлого-цифровоДля этого в устройстве на первый вход блока 1 аналогового запоминания с входной нины подается аналоговый сигнал. По команде "Запуски с второго выхо. 55 да блока 8 сицхронизацииподается управляюний сигнал на второй вход блока 1 аналогового запоминания и третий вход регистра 10 масштабаОдновременно сго преобразователя 3 равно Х К ) вцифровой код 11 х. В арифметическомлогическом блоке 9 производится учетмасштаба путем деления величины кода5Их на величину кода, соответствующуюокругленному результату деления Н /,/и.Таким образом, с выхода арифметико-логического блока 9 снимается код1х 111 хИ11 вУстройство работает следующим образом.По команде нЗапускн на втором выходе устройства синхронизации формируется сигнал, по которому в блоке 1аналогового запоминания Фиксируетсязначение преобразуемого сигнала Х,этим же сигналом регистр 10 масштабаустанавливается в одно из устойчивыхсостояний, и с его выхода подаетсякод на второй вход блока 2 масштаба,который устанавливает в нем масштабный. коэффициент передачи К =1, Одно 25ПОвременно тот же сигнал через элементИЛИ 11 подается на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3, покоторому он преобразует поступившийна его второй вход сигнал Х в цифровой код И, который заносится в регистр 7,Затем на первом выходе таймера 13формируется сигнал, по которому свыхода регистр 7 на второй вход цифрового делителя 6 подается код Их,а на его первый вход с выхода постоянного запоминающего устройства 5код И, В цифровом делителе 6 производится деление кодов Ипо/11 х и округляется результат деления до ближайшего меньшего значения кода, соответствующего ближайшему меньшему К.,1и код, соответствующий округленномурезультату деления, подается с его 45выхода в регистр 10 масштаба. Потом на третьем выходе таймера 13 формируется сигнал, по которому с выхода регистра 10 масштаба подается код на второй вход блока 9 и второй вход блока 2 масштаба, который устанавливает в них К , соответствующий округленному результату деления Юп/ /МхЭтот же сигнал через элемент ИЛИ55 11 подается на первый вход аналого-, цифрового преобразователя 3, который преобразует сигнал Х Кя поступающий на его второй вход с выхода блока 2 масштаба, в цифровой код Их. Код подается на первый вход блока 9, в котором производится уче.т масптаба/путем деления кода Их на код, соответствующий КТаким образом, на его выходе получается скорректированный результат преобразованияИхК.Формула изобретения1. Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения, содержащее блок аналогового запоминания, блок масштаба, блок выбора масштаба, аналого-циФровой преобразователь, выходы которого подключены к соответствующим первым входам арифметико-логического блока, первьп вход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с первым входом блока аналогового запоминания, вход является шиной Запуск а третий выход подключен к первому входу регистра масштаба, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам блока выбора масштаба, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами арифметико-лог,веского блока, выходы которого являются выходной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности преобразования за счет снижения приведенной погрешности, второй вход блока аналогового запоминания является входной шиной, выход соединен с первым входом блока масштаба, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, а вторые входы - с соответствующими выходами регистра масштаба, третий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с первым входом блока выбора масштаба, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами аналого-цифрового преобразователя, третий выход блока синхронизации соединен с третьим входом арифметико-.логического блока.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора масштаба выполнен на регистре,Закаэ 993/58 Тиры 928 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб д, 4/5 Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 постоянном эапоминающем устройствеи цифровом делителе, выходы которогоявляются выходами блока, а первыевходы соединены с соответствующимивыходами постоянного запоминающегоустройства, вход которого объединенс первым входом регистра и являетсяпервым входом блока, выходы регистрасоединены с соответствующими вторымивходами цифрового делителя, а вторыевходы являются вторыми входами блока. 3. Устройство по п.2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок синхрониэации выполнен на элементе ИЛИ и таймере, вход которого является входом блока, первый выход является четвертым выходом блока, второй выход соединен с первым входом элемента ИПИ и является вторым выходом блока, третий выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ и является третьим выходом блока, а выход элемента ИЛИ является первым выходом блока.