Устройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 011 45 ОЗ 45 Сова Соовтоккк Социалиоткчеокщ РеспубликТО СИОМУ СВИДЕТЕДЬСТ 61) Зависимо авт. свидетельств(22) Заявл 6,04,73 (21) 190442026-9 Н 031 с 13/2 аявкинием с присоед (32) Приорите Опубликовано сударстеенный квинт Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 53) УДК 681.325(08 Бюллетень4 писания 09.04.75. Феофилов ко 71) Заявитель ое конструкторское бюро Газприборавтоматика пеци(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГОПРЕОБРАЗОВАНИЯ УНИПОЛЯРНОГО СИГНАЛА,ОТОБРАЖАЮЩЕГО БИПОЛЯРНУЮ ВЕЛИЧИНУ Изобретение может быть использовано в аппаратуре телемеханики и систем централизованного контроля при преобразовании в цифровой эквивалент униполярных аналоговых сигналов технологических датчиков, содержащих информацию о биполярных величинах.Известно уст 1 ройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину, содержащее время-импульсный преобразователь, стабилизированный генератор импульсов, результирующий счетчик, схему совпадения и триггер знака.Однако известное устройство посцроено на основе метода цифровых моделей ,и метода приращений, характеризуется дополнительной поррешностью цифро-аналогового преобразования, а другие методы не обладают гибкостью при переходе от одного диапазона преобразования к другому.С целью повышения точности функционального преобразования и получения возможности гибкого перехода от одного диапазона функционального преобразования к другому в него введены триггер уставки, схемы И, ИЛИ, буферный счетчик с устройством ввода кода уставши, вход которого соединен с первым входом первой схемы И и подключен к выходу первой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен,с выходом второй схемы И, а второи вход подключен,к выходу третьей схемы И, причем первый вход второй схемы И соединен с выходом время-импульсного преобразователя и динамическим 5 входом схемы совпадения, второй вход второйсхемы И подключен к выходу стабилизированного генератора импульсов и первому входу третьей схемы И, второй вход третьей схемы И подключен к прямому выходу 10 триггера знака и первому входу второй схемы ИЛИ, третий вход третьей схемы И ;подключен к инверсному выходу триггера уставки, вход которого соединен с выходом старшего разряда буферного счетчика, а пря мой выход триггера уставши подключен ковторому входу второй схемы ИЛИ и потенциальному входу схемы совпадения, выход которой подключен ко входу приггера знака, выход второй схемы ИЛИ подключен ко 20 второму входу первой схемы И, выход которой соединен со входом результирующего счетчика.На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - линейная зави симость входного сигнала.Устройство содержит время-,импульсныйпреобразователь 1, стабилизированный генератор 2 импульсов, схемы И 3 - 5, схемы ИЛИ 6 и 7, устройство 8 ввода кода устав ки в зависимости от необходимого диапазона55 60 65 преобразования, буферный счетчик 9, триггер 10 уставки, схему совпадения 11, триггер 12 знака и результирующий счетчик 13.На фиг. 2 представлена линейная зависимость входного сигнала АЦП Р в К от измеряемой величины А, изменяющейся в биполярном диапазоне, так как измерительные преобразователи характеризуются линейной зависимостью выход - вход; кроме того, показана линейная зависимость количества импульсов прямого счета Я от той же величины А Я=КК 1 А), характерная для линейного аналого-цифрового преобразования. Эта зависимость Я=К,К,А совмещена с временной диаграммой функционирования устройства при преобразовании сигнала Р 1 для отрицательной величины АьДля нахождения цифрового эквивалента биполярной величины А, представляемой униполярным входным сигналом ЛЦП, имеют значение не величины А,А, или А,НА (фиг. 2), соответствующие абсолютным величинам входных сигналов ОР, или ОР 2, а величины ОА, и ОА дающие представление о величине А в натуральном масштабе.В предлагаемом устройстве применяется метод уставки, т. е. записи в буферный счетчик перед началом преобразования кода числа уставки Я для задания диапазона преобразования, и метод досчета для случаев А(О. Запись того или иного числа уставки Яу позволяет переходить от одного диапазона преобразования к другому, а проведение функциональных преобразований в дискретной части преобразовательного тракта обуславливает отсутствие дополнительной погрешности в аналоговой части функционального преобразования.Перед началом преобразования в буферный счетчик 9 вписывается код числа уставкиЯу Яа+Яс,где Я - емкость буферного счетчика 9;Яс - число импульсов, соответствующеенулевому значению величины А (фиг, 2).АмлнЯо =смакеО ГДЕ Ямакс ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ ПРЯМОГО СЧЕта,соответствующее максимальномувходному сигналу АЦП;Р - диапазон изменения величины А;Ам - нижняя граница диапазона изменения величины А, взятая с соответствующим алгебраическимзнаком,В течение времени 1 д (фиг, 2), задаваемогологической единицей на выходе вовремя-импульсного преобразователя 1, на вход буферного счетчика 9 через схему И 3 и схемуИЛИ 6 поступают импульсы счета от блока 2. Далее импульсы счета подаются черезсхему И 5 на вход результирующего счетчика 13 при наличии разрешении, т. е. логи 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 ческой единицы, на выходе схемы ИЛИ 7, причем это разрешение может быть подано от триггера 10 уставки или от триггера 12 знака, если взведен один из эгих триггеров.Триггер 10 уставки взводится при переполнении буферного счетчика 9, т. е. при съеме с последнего разряда этого счетчика единицы переноса, когда число, импульсов на входе буферного счетчика 9 Я) Яа.Триггер знака 12 взводится от импульса, формируемого схемой совпадения 11, который формируется на заднем фронте сигнала, снимаемого с выхода время-импульсного преобразователя 1 и задающего время 12 при условии, что приггер 10 уставии не взведен, т, е. при Я,(Яс.Для случая А(О (фиг, 2) количество импульсов Я, на входе буферного счетчика 9, пропорциональное отрезку А А меньше Яс, т. е, за цремя 12 буферный счетчик 9 не переполняется, а триггер 10 уставки не взводится, при этом за время 1,2 на вход результирующего счетчика 13 не подается ни одного импульса.В момент времени 12 в схеме совпадения 11 формируется импульс, от которого взводится триггер 12 знака. Логическая единица, снимаемая с этого триггера, подается в схему И 4 или через схему ИЛИ 6 в схему И 5, разрешающая проход импульсов от стабилизированного генератора 2 импульсов через эти схемы И на вход бу ферного и результирующего счетчиков 9 и 13. Эти импульсы подаются до момента 1 когда сумма Я+Я досчета равна , т. е, до момента переполнения буферного счетчика 9 и, следовательно, записи в триггер 10 уставки единицы переноса от старшего разряда этого счетчика, прои этом подача логического нуля с триггера 10 уставки в схему И 4 запрещает дальнейшую подачу импульсов на входы счетчиков.За время досчета 12 з в буферный и результирующий счегчиии проходит Я досчета, равное Яс - ф импульсов, пропорциональное отрезку АО (фиг. 1), так как А,О=АмО - АмАь Таким образом, в результирующий счетчик 13 заносится результат преобразования, соответствующий величине А 10, а наличие логической единицы в триггере 12 знака отображает знак минус перед результатом преобразования, характеризуя полярность величины А. Если А 2) О, то число импульсов Я 2 за время прямого счета на входе счетчика 9 больше Яс, при этом буферный счетчик 9 переполняется и взводит триггер 10, разрешая этим подачу импульсов счета на вход результирующего счетчика 13. Производится операция - Яа=Я,рса, т, е. в результирующий счетчик 13 вписывается число Я, , соответствующее отрезку ОА 2=АммнА 2 АммнО. В этом случае в результирующем счетчике 13 также записан цифровой эквивалент величины А 2, а триггер12 не взводится, что отражает наличие положительной величины А.Предмет изобретенияУстройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину, содержащее время- импульсный преобразователь, стабилизированный генератор импульсов, результирующий счетчик, схему совпадения, триггер знака, о тл и ч а ю щ,и й с я тем, что, с целью повышения точности функционального преобразования и получения возможности пибкого перехода от одного диапазона функционального преобразования к другому, в него введены т 1 риггер уставки, схемы И, ИЛИ, буферный счетчик с устройством ввода кода уставки, вход которого соединен с первым входом первой схемы И и подключен к выходу, первой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом второй схемы И, а второй вход подключен к выходу третьей схемы И, причем первый вход второй схемы И соединен с выходом время-импульсного преобразователя и динамическим входом схемы совпадения, 5 второй вход второй схемы И подключен квыходу стабилизированного генератора импульсов и первому входу третьей схемы И, второй вход третьей схемы И подключен к прямому выходу триггера знака и первому 10 входу второй схемы ИЛИ, третий вход третьей схемы И подключен к инверсному выходу триггера уставки, вход которого соединен с выходом старшего разряда буферного счетчика, а прямой выход триггера уставки 15 подключен ко второму входу второй схемыИЛИ и потенциальному входу схемы совпадения, выход которой подключен ко входу триггера знака, выход второй схемы ИЛИ подключен ко второму входу первой схемы 20 И, выход которой соединен со,входом результирующего счетчика.4 о 0345 оставител нецов Техред О, Гуменю едакто орректор Н. ПодписСР Типография, пр. Сапунова, 2 3 аказ 693/16ЦНИИП Изд.1107осударственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж, Раушская Тираж 811овета Министровткрытийаб., д 4/5