Функциональный аналого-цифровой преобразователь

(я)5 Н 03 М 1/6 АНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО РС ств рое мер О аганого тва; длаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Ленинградский электротехнический институт им, В,И,Ульянова (Ленина)(57) Изобретение предназначено для осуществления ввода аналоговой информации,при котором кодирование сопровождаетсявычислением функции.арктангенса. УстройИзобретение предназначено для использовании в прйборостроении, уп равляющих и информационно-измерительных системах.Цельюизобретенияявляется расширение области применения за счет большей информативности выходных функций;На фиг,1 представлена схема предл емого устройства; на фиг,2 - схема од яруса конвейера предлагаемого устройс на фиг,3 - схема логической схемы пре гаемого устройства.Предлагаемое устройство содержит счетчик 1, дешифратор 2, логическую схему 3, постоянное запоминающее устройство 4, сумматор-вычитатель 5, буферный регистр 6, масштабный усилитель 7, аналоговый конвейер 10, 11, 12, 13,11 ч, каждый ярус конвейера содержит компаратор 9, аналоговые инверторы 30, 41, ключи 31, 32, цифро 2о может найти применение в приборостнии, управляющих и информационно-изительных системах, В устройстве решается задача расширения области применения за счет большей информативности выходных функций. Для этого в устройство, содержащее счетчик, дешифратор, сумматор-вычитатель, цифроаналоговый преобразователь, постоянное запоминающее устройство, буферный регистр и блок вычислений на счетных ячейках, введены логиче- . ский блок и масштабирующий усилитель, а каждая счетная ячейка блока вычислений выполнена на двух аналоговых инверторах, двух аналоговых ключах, цифровом инверторе, двух аналоговых сумматорах и компараторе. 1 э.п. ф-лы, 3 ил. вой инвертор 42, аналоговые сумматоры 43, 44, аналоговые сумматоры содержат резисторы с номиналом В 33, 37, 35, 39, резисторы с номиналом 2 Я 34, 36, операционные усилители 40, 38, логическая схема содержит дизъюнктор 8, конъюнкторы 20, 212 И, вход начального установа (н.у.) соединен со входами сброса счетчика 1 и буферного регистра 6, вход синхронизации устройства С соединен со счетным входом счетчика 1 и входом строба записи буферно,го регистра 6, информационный входы устройства Х и У соединены со входами первого яруса конвейера - блока 10, выходы блока 10 соединены со входами второго яруса конвейера - блока 11 и т,д., выходы 41,Ь,4 з,4, ,Ь, блоков 10, 11, 12, 131 М соединены со входом логической схемы Э, вход управления логической схемы 3 соединен с выходом дешифратора 2, входкоторого соединен с выходом счетчика 1 и входом постоянного запоминающего устройства 4, выход постоянного запоминающего устройства 4 соединен со входом сумматора-вычитателя 5, со вторым входом которого соединен выход буферного регистра 6, вход которого соединен с выходом сумматора-вычитателя 5, который является выходом устройства, вход установки режима сложение/вычитание сумматора-вычитателя 5 соединен с выходом логической схемы 3, в каждом ярусе конвейера вход у соединен с резистором 33, ключом 32, аналоговым инвертором 30 и компаратором 9, причем в четных ярусах конвейера вход у соединен с положительным входом компаратора, а в нечетных ярусах вход у с отрицательным входом компаратора, второй вход компаратора 9 заземлен, вход х каждого яруса конвейера соединен с ключом 31, аналоговым инвертором 41, резистором 35, выход компаратора 9 соединен с цифровым инвертором 42, входом управления ключа 32 и выходом яруса конвейера, выход цифрового инвертора 42 соединен со входом управления ключа 31, выход аналогового инвертора 41 соединен со входом ключа 31, выход аналогового инвертора 30 соединен со входом ключа 32, выход ключа 31 соединен с резистором 34, выход ключа 32 соединен с резистором 36, резисторы ЗЗ, 34 включены входными сопротивления операционного усилителя 38, а резистор 37 - сопротивление его обратной связи, что образует аналоговый сумматор 43, резисторы 35, 36 - входные сопротивления операционного усилителя 40, а резистор 39 - сопротивление его обратной связи, что образует аналоговый сумматор 44, выход ун 1 соединен с выходом аналогового сумматора 43, а выход хн- соединен с выходом аналогового сумматора 44, усилители 38,40 включены в инвертирующем режиме с заземленным неинвертирующим входом, входы конъюнкторов 20, 212 М соединены с выходами дешифратора 2 и выходами 1, , ., ф ярусов конвейера, выходы коньюнкторов 20, 212 й соединены со входами дизьюнктора 8, выход которого соединен со входом установки режима сложение/вычитание сумматора-вычитателя 5, значение - агсс 9(У/Х снимается с выхода сумматора-вычитателя 5, а с выхода масштабного усилителя 7, соединенного с выходом хн.1 последнего яруса конвейера снимается значениех РУстройство работает следующим образом. При поступлении входных напряжений Х и У на входы первого яруса конвейера начинается формирование значений ф 1, ,, на выходах компараторов, входящих в состав каждого яруса конвейера. Итерационные уравнения, описывающие этот процесс, имеют следующий вид:у+1=у- ф 2 ххн.=х;+ ф 2 у3 яп= 39 п уРеализация этих итерационных уравнений обеспечивается при помощи аналоговых сумматоров 43, 44. Номиналы резисторов 33, 37, 35, 39, входящих в состав этих сумматоров, - В, а номиналы резисторов 34, 36 - 2 В, что обеспечивает передачу напряжения, поступающего на вход резисторов 33, 35 с коэффициентом 1, а напряжения, поступающего на вход резисторов 34, 36, - с коэффициентом 1/2, Переменная ф вводится в каждый ярус конвейера при помощи ключей 31, 32 и аналоговых инверторов 41, 30. Переключение ключа 31 обеспечивает подачу на вход аналогового сумматора либо х либо -хь что и требуется в соответствии с итерационными уравнениями. Переключение ключа 31 осуществляется . по сигналу, формируемым цифровым инвертором 42. Это обеспечивает формирование знака минус в итерационном уравнении;ун-=у- ф 2 хПереключение ключа 32 обеспечиваетвведение значения ф в итерационное уравнение:хн 1=х+ 42 уЗначение переменной ф в итерационных уравнениях, используемых для вычисления функции арктангенса, принимается +1, -1. Однако, на выходе компаратора 9 40. знак у кодируется 0,1, что можно рассматривать как закодированные значения ф истинное значение которых получается в результате переключения ключей 31, 32.Значения переменной ф, формируе мой конвейером, представляют собой промежуточный этап в процессе формирования функции арктангенса, Окончательное значение искомого цифрового кода формируется в процессе композиции; выполняемой в 50 цифровой части устройства в соответствии суравнениями:О+1=0 + загса 2Выборка эталонных констант из постоянного запоминающего устройства 4 осуще ствляется путем адресации постоянногозапоминающего устройства кодом счетчика 1 Этот же код счетчика управляет логической схемой 3, обеспечивающей выдачу эна- че н и й,соответствующим эталонной константе, т,к, по.времени этапы де.,омпо180953 1. 10 15 20 25 30 35 К = ЛГ=11 + 2 )0 45 50 зиции и композиции разнесены и выполняются независимо. Логическая схема 3 обеспечивает выдачу через конъюнктор 21 и дизьюнктор 8 значение ф с тем же номером 1, что и агс 192 , Параметрпринимает значения 0,1,2 пи изменяется по тактовым сигналам, поступающим на вход синхронизации С, Накапливающий сумматор образован сумматором-вычитателем 5 и буферным регистром 6. В буферном регистре 6 хранится текущее значение суммы, которое складывается с эталонной константой, выбираемой из постоянного запоминающего устройства 4, или эта константа вычитается из текущей суммы, в зависимости от значения ф, поступающего на вход управления режимом сложение/вычитание из логической схемы 3.Наряду с формированием на выходе сумматора 5 результата аналого-цифрового преобразования - функции -агстд(У/Х) на выходе х+1 последнего яруса конвейера в процессе декомпозиции формируется значение к=х+Р,имеющее аналоговую форму представления, Коэффициент К носит название коэффициента деформации вектора и наличие деформации вектора и является источником названия метода "псевдоповорот", т,к, поворот сопровождается деформацией вектора, Коэффициент деформации равен и его влияние устраняется при помощи масштабного усилителя 7, включаемого на выходе последнего яруса конвейера.Формула изобретения 1. Функциональный аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок вычислений в виде последовательно соединенных счетных ячеек, счетчик, вход сброса которого является шиной начальной установки, счетный вход является тактирующей шиной и объединен с входом синхронизации буферного регистра, а выход соединен с входами дешифратора и постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым информационным входом сумматора-вычитателя, второй информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом и информационным входом буферного регистра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет большей информативности выходных функций, в него введены масштабирующий усилитель и логический блок, а каждая счетная ячейка выполнена на.двух ключах, первом и втором аналогичных сумматорах, цифровом инверторе, двух аналоговых инверторах и компараторе, выход которого соединен через цифровой инвертор с управляющим входом первого ключа и непосредственно - с управляющим входом второго ключа, первый вход первого ключа объединен с первым входом второго аналогового сумматора, входом первого аналогового инвертора и является первым входом счетной ячейки, вторым входом которой являются, первые входы соответственно компаратора,первого аналогового сумматора и второго ключа и вход второго аналогового инвертора, выход которого и выход первого аналогового инвертора подключены к вторым входам соответственно второго и первого ключей, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами соответственно второго и первого аналоговых сумматоров, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами счетной ячейки, дополнительным выходом которой является выход компаратора, второй вход которого является шиной нулевого потенциала, причем первый выход последней счетной ячейки соединен с входом масштабного усилителя, выход которого является первой выходной шиной, дополнительные выходы счетных ячеек подключены к соответствующим первым входам логического блока, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом де 40 шифратора и управляющим входом сумматора-вычитателя, выход которого является второй выходной шиной, первой и второй входными шинами являются соответственно первый и второй входы первой счетной ячейки, вход сброса буферного регистра соединен с шиной начальной установки.2. Преобразователь пои. 1, отл ич а ющи й с я тем, чтологический блок выполнен в виде группы элементов И и элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока первыми входами которого являются первые входы элементов И группы, вторые входы которых объединены и являются вторым входом блока,1809531 зь з Редактор Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гаг П Заказ 1291 ВНИИПИ Гос3 Составитель ААнисимов Техред М.Моргентал Корректо с Клоку мафрЛ.Ливринц