Многоканальный программируемый аналого-цифровой преобразователь

,Н. Баранов ельство СССР/50, 1980.ство СССР1/18, 1985.ОГРАИЯРУЕЮ 1 ЙРАЗОВАТБЛЬится к информаехнике и может еизм"рительныхна подвижныхил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛА М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИЙ 67553/24-24(57) Изобретение откосционно-измерительной тбыть использовано в тесистемах для измерения и вращающихся объектах. Изобретениепозволяет повысить быстродействие.Это достигается тем, что в преобразо;ватель, содержащий приемники 5, 6,блок 10 формирования пачек импульсов,регистр 7 сдвига, мультиплексор 8,аналоговый коммутатор 4, усилитель9 с программируемым коэффициентомусиления, формирователь 13 импульсов,анал-говый сумматор 11, аналоговыйинвертор 12, аналоговые запоминающиеблоки 14, 5, преобразователь 16 напряжение-код, регистр 17 числа, передатчик 18, введены перемножающие преобразователи 20, 21 код-напряжение,Изобретение относится к информационна-измеритз,ьнсГГ техникеи мажа;быть истО пьз ОВЯНО В телеизыерительь 1 ыхсистемах для измерения на подвижных"ти вращающихся объектах,Цель изобретения - повышение бь;ст родействия,На чер геже приведена функциональная схема преобразователя.Гнагактнял:ьный проггтямьируемыйанало го-цифровой пр еа бра зов атель(АЦП) ссцержит шину 1 силхронизации,шину 2 команд входные ш;Гны 3 аналоговый коммУтатоР Ат ПРиетл.тикл 5 и б,регистр 7 сдвига, мультиплексор 8усилитель 9 с программируемым коэффициентом усиления, блок О формирования пачек импульсов, аналоговый сумматор 11, аналоговый инвертор 12,формирователь 13 импульссв, аналого -вые запоминающие блоки 1, и 15, преобРЯзователь 16 НЯПРЯженле-коцтт Регистр 17 числа, ,передатчик 18, Выходную шину 19, перемножающие греобразо- э 5ватели 20 и 21 кад-напряжение рекурсивньтй фильтр 22,Преобразователь работает сгедующимобразом.КОГМЯНд(1, ПасттГПЯЮщяя З ПОСГП доза З 0тельном кае по шине 2, гтзедстявляетсобой двсичнсе слово. Согласна приня -той команде помимо стяртозой и стопотвай ПОСЬ 1 ЛСК СОДЕржИТСЯ ИНИОРМЯЦИЯ Ономере измеряемого канала, зьЬГраеМОГО анапаГОВЫМ КОММУтатОРОМ 4 т ТРЕбуемам коэффициенте усиления усилителя 9 и требуемой частоте среза рекур .сивного фигьтря 22, Размеп ком=:ндногоСЛОВ Я т ДИНЯГЯИЧЕСКНЕ ДИЯПЯЗОНЫ ЯМПЛИ"туд и частотные спектрь., вхсднь"к сигналов известны заранее, Н,: перзомвыходе блока 1 О из синхрс,импульсов,ПОСТУПЯЮЩГГХ На ЕГС ПЕРВЬтй ЗХаД, фаРмируется по.педовятельнасэ ь импульсов,сдвига регтл(;тра 7,. число ксто 1 эых равна числу бит командно га слав 1 . а ихОтсчет нячиняется са стяртавай пасью"КИ ВХОДЯЩИ".( В Ка Яиг;1 ОЕ Ст-;ОВО, Поступающих ня втодой зиад блока 10,Командное (лова записанное з регистр,7, хранится там до поступления ;.таг, -Газай ПОСЫЛКИ СЛЕДУЮЩЕЙ Ка ЛЯНДГЫ. 11 ЕР -тзьпл его вхстдявт 1 яетг я .тнфоамз т ватт1 льм, второй - слнхронизирутэщлм,На первом выхоце блока3 ВьтрабаГЫВЯЕТСЯ ИГЛПУЛЬС т ДЛИтЕЛЬНОСтъ КОТО -рого совгЯпяет с Временем записи кмянднага слова В регистр /, .пр 11 з го; в течение этого Времени на третий Вход му.тьтиплексоря 8 падается сиг 11 Ял, по которому ня управляющие входы аналогового коммутатора 4 усилителя 9 и рекурсивного фильтра 22 по- ДЯЮТСЯ НУЛЕВЬГЕ СИГНЯЛЫт ПРОИСХОДИТ обнуление измерительной части устройства, необходимое для устранения влияния финитного сигнала рекурсивного фильтра и подготовки к измерению входного сигнала. По окончанию записи команды в регистр 7 на втором вьтходе блока 10 вырабатывается сигнал, по которому мультиплексор 8 пропускает на управляющие входы аналогового коммутатора 4, усилителя 9 и рекурсивного фильтра 22 сигналы с выходов регистра 7, согласна которым выбирается требуемый канал и устанавливаются соответствуэщие входному сигналу коэффициент усиления и частота среза, Усиленный и грофильтраванный Входной аналоговый сигнал преобразуется в цифрсвай код преобразователем 16, на первом выходе которого по окончанию преобразования Вырабатывается сигнал Готовность данныхт, По этому стлгналу цифровая информация переписывается из преобразователя 16 з регистр 17 числа. Преобразователь 16 управляется синхронно с первым аналоговым запоминающим блоком 14.,т:е. когда он находится в режиме выборки преобразователь 16 - з режи- МЕ ГаШЕНИЯ (ПОДГСтОВКИ)т Я РЕЖИМ ХРа - кения соответствует режиму преобразования преобразователя б.Па сигнГ 1,гу Готавн(тсть ПОСтУПаЮЩЕМУ таКжЕ На ТРЕТГтй ЗХад формирователя 13, на егс т етьем выходе появляются импульсы сдзига. ПО- ступающие ня управляющий Вход регистра 17 через некоторое вреьтят необходимое для записи информятгии в регистр 17 и информяттия " е 1-. Выходя в последовательном коде через передатчик т 8 Гтас ту 1 Яет ня Вьгходпчю шину9, Число этих импульс",В сдпигя равно числу разрядов информационного :. Гав я., Ня время прие:.я комяпдь. форми"тав Я 1 ИЕ ИМГГУЛЪСОЗ СДВИ."Я РЕ 1 ИС ТРЯ ЗЯ".1 РЕЩЯЕТСЯ СГЛГЬГЯЛ 011 т ттос ТУГГЯттЩИМ из блока 10 ня ьтарой Вход формиродателя 13, и Выводя информя 11 ии ня Вы:;одьую шину не происходит.Рет(урсивны 1 й фильтр 22 явт 1 яется фн ттттрОМ Г:ЕрятГС 1 грядя Л Сп,житре: 1 тьтр(твяния Г 10 ласы Гр(11 чскатлтлягде Н, - коэффициент передачи входного напряжения рекурсивного Фильтрг 22;коэффициент передачи цепиобратной связи рекурсивногоФильтра 22:Т - период следования управляющих импульсов,40При ы= О, К(0)=1, тогда Н=1 -Ь и 2) Кьд 1 1 + Ь - 2 Ь сов ы)Т Выходное напряжение перемнажающихпреобразователей 20 и 21 определяется выражением(м = т Нв50 где О, - напряжение, подаваемое на нг вход опорного напряжень;я 1 - мгсщтаб выходного сигнала,пределяемый кодом 0 изменяющимся от 0 до 1.Перемножгющие преобпязователи 20 и 21 с резистивнй сеткой ВЙ и измерительного тракта в зависимости от частотного спектра входного сигнала.Входной сигнал суммируется с сигналом отрицательной обратной связи на аналоговом сумматоре 11, причем коэффициент передачи входного напряжения определяется перемножающим преобразователем 20, а коэффициент пере О дачи цепи обратной связи - перемножа - ющим преобразователем 21, Инверсия сигнала обратной связи осуществляется аналоговым инвертором 12. Обг аналоговых запоминающих блока 14 и 15 управляются противофазно, т.е. когда первый из них работает в режиме вы" борки, второй - в режиме хранения, и наоборот. Любая 1-я выборка входного сигнала складывается из суммы мгновенного значения входного напряжения рекурсивного Фильтра 22 и проинвертированного напряжения (1-1)-й выборки, хранящегося в аналоговом запоминающем блоке 15, 25Амплитудно-частотная характеристика рекурсивного фильтра 22 определяется выражениемКЛОП-ключами имеют два токовых выходя, причем при дном и том же управляющем коде, если масщтгбный коэффициент по первому ьыхду ранен М то па второму - (1-М), поэтому при идентичности обоих перемн;яюших преобргзователей 20 и 21 коэффициент передачи Фильтра на нулевой частоте равен единице при любом Мр,Полоса пропускания фильтра определяется из выражения 1 1-Ь1 Г 2 Г 1 + Ь- 2 Ь с оз со Т откуда 1 1- Ь+ Ь"- гс сов ( ), частота среза рекурсивного фильтра,коэффициент обратной связи рекурсивного фильтра;период следования управляющих импульсов первого и асср т 1 Формула изобретения Многоканальный программируемый аналого" цифровой Греабразватель савторого аналоговых запоминающих блоков 14 и 15.Обнуление рекурсивного фильтра 22осуществляется вс время записи команды в регистр 7, при этом на вход рекурсивного Фильтра 22 пступает нулевое напряжение, а напряжение его обратной связи тоже равна нулю,. так какна всех трех вь;ходах мультиплексора8 присутствую; логические нули, Принулевом управляющем коде на выходеусилителя 9 напряжение равно нулю,перемножающий преобразователь 20имеет максимальный коэффициент передачи, близкий к единице, а коэффициент передачи второго перемножающегопреобргзоватечя 21 равен нулю. Напряжения на обоих входах аналоговогосумматора 11 равны нулю и выходноенапряженке фильтря тоже равно нулЮ.Таким образом, так как обнулениерекурсивного Фильтра 22 происходитво время приема команды, а фильтрация измеряемого сигнала осуществляется в процессе измерения, я не посленего, быстродействие устрйствя значительно повьппается пс сравнению с.известным устройством,1401 т 03 логовсгс "умматора т выход первого1аналОГОВО ГО запоминающего блока ссе -динен с Входом аналогового иннертора, информационные входы аналст аногсс с т; В и т СЛ ь:т 1 и т "втТ сз т Гт т, ци ыт Кстррнктар Ь тт Ктаред а к т о р,т 1, Р о г ул И 4 Заказ 273 /5 Е от з я Пс)дтис т а о ВЯИдПБ Госуцарт.ттвеннст:с комитета СССР пс цепам ггэсбрегений и открытий3 ЗСт 35 р Москва, тс 1- .т), Рауштская .:аб, д, Й 5 ГГтатттзнгтДтСТВ ЕННО ГтгЛИГрайн ".ЕС К( яе Пввпт.Г)тСН тя Е ., Г, ." жГСрОЕт, ттп . 1 ОО Е К Г ття тт держащий два ссриемникат аналоговый КОММУтатаР. Р"СИСтР Сцнтага, ,Г ЛЬТИ - плексорт усилитель с программируемьм козйсЬициентом усиленият аналоговый сумматор аналоговый ин-"еагор ЙООмироватегь импульсов, преобразователь напряжение-код дна аналоговых эапоминаюЩих блокат РеГист 1 числа. пе 1 с цатчик блок формирования пачс,к им б пульсов, первый вход которогс и первый Вход формирователя и."пгульсан объединены и ссединень 1 с выходам пер" ваго приемника вход котсрого являетшиной ."Инхвонизацити н гарси вход блока формиронания пачек импульсов и первый вход регистра сдан а объеди - невы и соединены с высацс:, второго приемника, вхоц кстсрога является шиной команд, перный выход блока форми ронания пачек импульсов соединен с вторым нходом регистра сдвига, первый и второй Выходы фсрмираВателя импульсов соединены соответственна с управляющими Входами первого и второго 25 аналоговых запоминающих б.-,аксв, третий выход соединен с первым управляющим входам регистра числа выход котовсгс соединен с входам передатчика, вьдхсд ксторога янляетс",я выходнсй ЗО шинойтинфармационнь;е вхацьтпреобраэанателя напряжение-кади первсго аналоговоГо запоминающего блока объединены и ссе-. ДИНЕНЫ С ВЬтХОДОМ ВТОРОГО СНаЛСГаВОГО запоминающЕГО блока информационныйт,т вход которого:сединен с ттыходом анакс)ммутатора являя тс.я входными шинами,а выход соединен с входом усилителяс программируемым коэффициентом усиления, первые входы мультиплексорасоединены с соответствующими выходами регистра сдвига, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью понышеНня бЫСтрадЕйС гвня, В НЕГО ВВЕДЕНЫпервый и второй умножающие преобразователи код-наг 1 ряжениет управляющиевходы которых поразрядно объединеныи соединены с первыми выходами мульгиплексора, аналоговые входы первогои второго умножающих преобразователейкад-напряжение соединены ссответствено с вьгадами усилителя с г:рограммируетмым коэффициентам усиления и аналого -ваго инверторат а выходы соатнетственно с первым и нторым входами аналогового сумматора, причем второй и третийвыходы мультиплексора соединены соотв етс твенно с управляющими входами аналогового коммутатора и усилителя с программируемым коэффициентом усиления,вторые входымультиплексора янляютсяобщей шиной, третий вход объединен с вторымвходом формирователя импульсов и соединен с выходом блока формированияпачек импульсов, третий вход формирователя импульсов объединен с вторымуправляющим входом регистра числа исоединен с первым выходом преобразователя напряжение-код, вторые выходыкоторого соецинены соответственно синформационными входами регистра числа, управляющий вход преобразователянапряжение-код объединены с управляюгц 1 м входом второго аналогового запоминающего блока,