Способ интегрирования аналоговых сигналов

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сааз Советских Социалистических Реслтблик/18 исоединением з ки -риоритетпубликовано 181 К 1973. Бюллетень19 Комитет аа делам забретвиий и открытийДата опубликован писания 11 ХП.1973 Авторизобретения. Д, Толсты Заявитель осковс ордена Ленина авиационныи институим, Серго Орджоникидзе ПОСОБ ИНТЕГРИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ бретения - повышие функциональныхрового интегрироваижения этого формиупенчатую функциюговым сигналом иний интегрирующейне превосходящих 1 ие точности возможностей руют интегрисравнивают подсчитываютступенчатой измеряемого сигнала.На фиг, 1и о бращенныгрирующая стным располоОсобенностьгрированияквантованиягрирующей фужением значес помощью сп показаны исходный на фиг, 2 - интеункция с равномерний во времени. мого способа интеормирование дляступенчатой интеномерным располоени, синтезируемойпреобразования по 30 графический спектры;упенчатая фжением значею предлагаеявляется фпо площади1 кции с рав1 ий во времектрального Изобретевычислительпользованола от аналокода.Известенгрирования,грированиилителя с покод, при этвания.Цель изои расширенаналого-цифДля дострующую стее с аналочисло значефункции,ие относится к измерительной и ной технике и может быть ис для получения значения интегра гового сигнала в виде цифрового способ аналого-цифрового инте- основанный на аналоговом интепри помощи операционного усиследующим преобразованием в м снижается точность интегриро функциям Уолша. Функция с равномерным расположением значений а(х), соответствующая некоторой функции (х), обладает тем свойством, что любой подинтервал области определения этой функции отражается на всю область изменения. Области определения и изменения функций (х) и а(х) совпадают, Фактически ),(х) отличается от (х) только другим упорядочением значений. Если задан спектр (х) по функциям Уолша, то спектр соответствующей а(х) получается обращснием спектра (х).Функции Уолша определяются как всевозможные произведения функций Радемахера, Последние представляют собой меандры, принимающие значения -1-1, причем частота каждого последующего меандра вдвое больше частоты предыдущего. Технически функции Радемахера представляются выходными напряжениям двоичного счетчика, работающего в режиме периодического счета. Индекс функции Уолша указывает, какие функции Радемахера входят в произведение, определяющее функцию Уолша.Для обращения спектра по функциям Уолша достаточно изменить нумерацию исходных функций Радемахера на противоположную и соответственно изменить индексы функций Уолша, входящих в спектр. Полу. ченый новый спектр будет обрагценнымспектром исходной функции (х). Функция, соответствующая обращенному спектру, будет ступенчатой функцией с равномерным расположением значений 1 О(х). Функция 1 О(х) отличается от,(х) другим расположением значений.Например, для п=4 (см. фиг, 1):(х) - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16;1 о(х) - 1, 9, 5, 13, 3, 11, 7, 15, 2, 10, б, 14, 4, 12, 8, 16.Технически обращение спектра сводится к изменению соединения счетчика, осуществляющего формирование исходных функций Радемахера с блоком формирования функций Уолша на обратное. Для воспроизведения 1 ю(х) по обращеному спектру нужно просуммировать все функции Уолша, входящие в спектр с весами, равными коэффициентам спектра.Спектр линейной функции состоит из постоянной составляющей (четной функции частоты О) и нечетных функций частот 1, 2, 4, , 2", Ограничим его частотой 2.1 1 1 1а(и) = - г, -- Н, -- Н, -- Н, -2 48 1632 64128Н 8 НдВ Н 32 ( )После операции обращения получается спектр (х), соответствующий линейной функции:1 1 1 1а(и) = - г, -- Н, -- Н, -- Н, -2 12864 321 Н, - Н, -- Ны (2)16 84Функция, соответствующая этому спектру, изображена на фиг. 2. Из фиг, 2 видно, что каждому значению ступенчатой функции (х) соответствует квант площади. Поэтому для интегрирования достаточно сравнить аналоговый сигнал с полученной интегрирующей функцией и подсчитать число значений интегрирующей функции, не превосходящих аналогового сигнала. Эта операция легко осуществляется на известных устройствах (схема сравнения и счетчик). Полученное число равно интегралу аналогового сигнала. При ооращении секра еейой функции приводит к интегрированию по формуле: соответствуют квантам площади различного размера. Размер квантов по оси у меняется 5 в соответствии с изменением производной1(х). Применение такой интегрирующей функции пирводит к интегрированию по формуле;10где У(1) - аналоговое напряжение;Ф(х) =агд(х) - функция, обратная (х).Обратная функция под знаком интегралаобъясняется тем, что выходной код является функцией времени, т. е. аргумента интегрирующей функции, К этой формуле часто можно привести применяемые в измерительной практике интегралы, и тогда их вычисление сводится к воспроизведению интегрирующей функции и подсчету числа превышений аналогового сигнала над ней. Например, применение в качестве интегрирующей функции/1 х с равномерным расположением значений приводит к квадратичному интегрированию аналогового сигнала. Схема преобразователя мощности аналогового сигнала в цифровой код остается прежней: генератор 30 интегрирующей функции, схема сравнения исчетчик,Предлагаемый способ интегрирования может быть применен также при построении преобразователей постоянного напряжения в 35 цифровой код, имеющих высокую помехоустойчивость.Предмет изобретения40Способ интегрирования аналоговых сигналов, основанный на квантовании аналогового сигнала с последующим подсчетом числа квантов, отличающийся тем, что, с целью по вышения точности формируют интегрирующую ступенчатую функцию, сравнивают ее с аналоговым сигналом и подсчитывают число значений интегрирующей ступенчатой функции, не превосходящих измеряемого сигнала.Составитель С. БеланРедактор Н. Данилович Техред Л. Богданова Корректор С. СатагуловаЗаказ 1883/12 Изд. Ме 436 Тираж 647 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2