Устройство следящего аналого-цифрового преобразователя

(51) 4 Н 03 М 1/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский электротехнический институт им, В.И.Ульянова (Ленина)(56) Преобразование информации в аналого-цифровых вычислительных устройствах и системах ./Подред. Г.М.Петрова. М,: Машиностроение, 1973, с, 184, рис.69.Там же, с. 256, рис.100. (54) УСТРОЙСТВО СЛЕДЯЩЕГО АНАЛОГОЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ; (57) Изобретение относится к вычисли.тельной технике и может быть использовано в цифровых измерительных системах, устройствах предварительной обработки и ввода аналоговой информаии в цифровые вычислительные машины. Повышение точности преобразования достигается за счет совмещения,801522405 А 1 функции аналого-цифрового преобразования входного сигнала с его Фильтрующей обработкой в рамках структуры следящего аналого-цифрового преобразователя и введения в устройство, содержащее блок 1 вычитания, аналогоцифровой преобразователь 2, сумматор 3, регистр 4, цифроаналоговый преобразователь 5, первого 6 и второго 7 блоков умножения, постоянного запоминающего устройства 8, блока 9 уставок. Дополнительная обработка входного сигнала производится в соответствии с дискретной передаточной Функцией цифрового Фильтра первого порядкаН(к), задаваемой коэффициентами Ь, с 1 ии Ь хранящимися в постоянном запо 1 9минающем устройстве 8. Смена режима работы устройства, а именно перестройка на другую передаточную Функцию Н (7), к Ф , осуществляется с помощью блока 9 уставок путем изменения кодана код К на адресных входах постоянного запоминающего устройства 8. 2 ил.каффНЬ) - , - , (1)35где Ь- коэффициент -й дискретнойпередаточной функции, равныйЪ = Ъ - Ъ,3 3 1к- оператор задержки.40Набор дискретных передаточныхФункций Н (к) Формируется исходя изконкретного применения устройства,а именно из информации о входном сигнале: спектре полезного сигнала и 45спектре помех,Коэффициент Ъ выбирается исходяиз набора необходимых передаточныхФункций устройства, Коэффициенты Ъназываемые коэффициентом предсказайиявходного сигнала, определяются из условия минимума среднего квадратаошибки предсказания входного сигналас учетом того, что на выходе устройства при ЬФ О образуются отфильтрованные значения входного сигнала.Призаданном значении Ь коэффициент1предсказания Ь можно определить5как(г) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных системах и устройствах предварительной обработки, и ввода аналоговой информации5в цифровые вычислительные машины.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На Фиг. приведена структурная 1 Осхема устройства следящего аналогоцифрового преобразования; на фиг.2вариант реализации блока уставок.Устройство следящего аналого-цифрового преобразования содержит блок 1вычитания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, сумматор З,регистрА, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 5, первый 6 и второй 7 блокиумножения, постоянное запоминающееустройство (ПЗУ) 8, блок 9 уставок,входную шину 10 и выходную шину 11.Сущность изобретения состоит ворганизации в рамках структуры устройства следующего аналого-цифрового преобразования дополнительной обработки входного сигнала в соответствии с передаточной функцией цифрового Фильтра первого порядка,В ПЗУ 8 хранятся коэффициенты Ъи Ь. для различных типов дискретных3передаточных функций первого порядка г Бй) В 5фгде Н(О), Б(ь) - корреляционные моменты входного сигнала устройства.1Зная Ъ и Ь, можно вычислить Ъ Коэффициенты Ь хранятся в И млад 3ших разрядах 1-й ячейки ПЗУ 8, а Ь - Ь (М-Б) старших разрядах той 3же ячеики памяти.Смена режима работы устройстваУ т.е. перестройка на другую передаточную функцию, осуществляется блоком 9 (фиг.2), представляющим собой совокупность технических переключателей или перемычек,с помощью которых Формируется необходимый цифровой код наадресных входах ПЗУ 8. При заданномЦ объеме ПЗУ 8, т.е. при заданном количестве воспроизводимых устройствомпередаточных Функций, разрядность шины адреса Ропределяется какР = 1 одЯ,где .- оператор выделения ближайшего наибольшего целого числа.Устройство работает следующим образом,Перед началом работы устройства переключатели блока 9 устанавливаются в положение, при котором на его выходах Формируется код числа ,подаваемый на адресные входы ПЗУ 8, По заданному адресуиз ПЗУ 8 выбираютй ся коды коэффициентов Ъ и Ь., соот.3 ветствующие 1-й передаточной функции устройства, которые подаются на вторые группы входов соответственно первого и второго цифровых умножителей. На вход устройства, являющийся также первым входом блока 1, поступает входной аналоговый сигнал(С), АЦП 2 запускается с частотой дискре 1лтизации= --где ь - периодфдискретизации входного сигнала ь(С), и в дальнейшем работа устройства состоит из одинаковых тактов.Рассмотрим некоторый -й такт работы устройства. В исходном состоянии к моменту времени С = Ф (где- номер такта работы устройства, в регистре хранится предыдущий выходной отсчет И; который поступает на выходную шину устройства и на первые группы входов первого и второго цифровых умножителей, Таким образом,05 6Полученное выражение (6) представляет собой разностное уравнение ре" курсивной цифровой фильтрации первого порядка, которому соответствует дискретная передаточная функция (1). Т.е. устройство наряду с аналого-цифровым преобразованием осуществляет также обработку входного сигнала в соответствии с выбранной дискретной передаточной функцией Н(г), задавае 1 И мой коэффициентами Ь и Ь., а также частотой дискретизации входного сигнала. 10 Формула из обретения Устройство следящего аналого-цифрового преобразования, содержащее блок вычитания, первый вход которо-. го является входной шиной устройства, а второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, выход блока вычитания соединен с входом аналого-цифрового преобразователя,выходы которого соединены с первыми соответствующими входами сумматора, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, выходы которого являются выходной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены первый и второй блоки умножения, постоянное запоминающее устройство, блок уставок, выходы которого соединены с соответствующими входами постоянного запоминающего устройства, первые выходы которого соединены с первыми соответствующими входами первого блока умножения, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроанало" гового преобразователя, вторые входы первого блока умножения объединены с первыми входами второго блока умно,жения и подключены к соответствующим выходам регистра, вторые выходы постоянного запоминающего устройства соединены с вторыми соответствующими входами второго блока умножения, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами сумматора.= Ь 111 ф 1 + 1 е;(6) .где. Бе, = КцПе(ь) в . цифровой эквивалент входного сигнала П (1) для момента времени 1 = Ы, представленный с точностью до шага квантования АЦП И1АцвЬ - коэффициент 1-й дискретной передаточной функции первого порядка Н (я), равный (2),50,5 15224на их выходах, образуется соответственно произведения Ь И;, и Ь И;,-1 1 1-1 6Цифровои код первого произведенияЬ 0" поступает на ЦАП 5, на выходе5которого присутствует аналоговый эквивалент 0;, этого кода, равный(3)где К- коэффициент передачиЦАП 5.Сигнал с П;, -го выхода ЦАП 5 подается на второй вход блока 1, на выходекотоРого обРазУетсЯ Разность 1 Пе(1 ) -П 1- 115По достижении момента времени 1 =лзапускается АЦП 2 и на его выходах формируется цифровой код разности 6 И;:м; = к и (И) - У;. (4)где К - коэффициент передачиАЦП 2. Полученный код ЬМ, складывается в сумматоре 3 с кодом произвеИдения Ь М; поступающего на вторую 253группу входов сумматора 3 с выходоввторого блока 7 умножения, а образованная сумма переписывается в регистр4. В результате на выходной шине устройства появляется код И;: 301- Ь;,1+ ,э (5)который подается на первые группы(1+1)-м такте для формирования выходного отсчета И;+, и т.д. Все последующие такты работы устройстваосуществляются аналогично,Подставляя выражения (3) и (4) в 401522405 иИСоставитель Д.Хачикяндактор М,Петрова Техред Л.Олийнык КорректорМ.Максимишинец Заказ 6979(56 Тираж 884 Подписное ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 1 И СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5агарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро