Нелинейный аналого-цифровой преобразователь

фибдиот л.": - и 11 479247 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Саюа Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. Н 031( 13,2 Государственнын комитет Совета Министров СССР 23) Приоритетпубликовано 30.07ата опубликовани 3) УД 1 681.325(088.8) 5, Бюллетень2 по делам изобрете и открытий сания 01,12.75(72) Авторы изобретения Райз В, Н. Гусев и 71) Заявит 4) НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРО ВАТЕЛ ПРЕО участка аппрокоторого подклю. ИЛИ и к пнверсра, одни входыподключены к ды - к Выходах 1 Изобретение относится к области техники аналого-цифрового преобразования и может быть применено в устройствах преобразования информации управляющих ЦВМ и цифровых регуляторов. 5Известное устройство содержит генератор импульсов, подключенный через устройство управления к формирователю кодируемого временного интервала, выход которого через генератор единичного импульса подключен ко 10 входу первого триггера, другой вход которого соединен с выходом устройства у 1 правления, а выход, подключен через вентиль к кодирующему счетчику, выходы которого соединены со входами первого дешифратора. 15Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие и значительные аппаратурные затраты,Предложенное устройство от известного отличается тем, что с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, к выходу первого дешифратора подключена логическая схема, второй вход которой соединен с выходом второго дешифратора, второй выход которого подключен к устройству управления, а вход соединен с выходом счетчика номера участка аппроксимации, счетный вход последнего через схему И подключен к выходу схемы ИЛИ, один вход которой соединен с прямым выходом второго триггера и входом зО сложение счетчика номера симации, вход вычитание чен ко второму входу схемы ному выходу третьего триге второго и третьего триггеро шине сброс, а другие вх логической схемы. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого нелинейного преобразователя; на фиг. 2 - логическая схема управления триггерами управления счетчика номера участка аппроксимации, где 1 - генератор импульсов, 2 - устройство управления преобразователем, 3 - формирователь кодирусмого временного интервала, 4 - генератор единичного импульса, 5 - кодирующий счетчик, 6 - счетчик номера участка аппроксимации, 7, 8 - дешифраторы, 9 - триггер управления счетчиком номера участка, фиксирующий начальный граничный код участка, 10 - триггер управления счетчиком номера участка, фиксирующий конечный граничный код участка, 11 - триггер управления кодирующим счетчиком, 12 - логическая схема управления триггерами 9, 10, состоящая из схем И и ИЛИ, 13 - вентиль, состоящий пз схем И, 14 - схемы ИЛИ, 15 - сигналы управления формирователем кодируемого врсменного интервала, 16 - сигналы начала прс 479247образования, 17 - сигнал временного интервала, 18 - импульс окончания временного интервала, 19 - сигналы сложения на счетчике номера участка аппроксимации, 20 - сигнал вычитания на счетчике номера участка аппроксимации, 21 - импульсы генератора опорной частоты, 22 - преобразуемый аналоговый сигнал, 23 - сигнал дешифрации кода начала второго участка - конца первого, 24 - сигнал дешифрации кода начала третьего участка - конца второго, 25 - сигнал дешифрации кода начала и-то участка - конца (и - 1)-го, 26 - сигнал первого номера участка аппроксимации, 27 - сигнал второго номера участка аппроксимации, 28 - сигнал третьего номера участка аппроксимации, 29 - сигнал (п - 1)-го номера участка аппроксимации, 30 - сигнал г го номера участка аппроксимации.В тексте описания приняты следующие обозначения: х - входной сигнал;х;+ - значение входного сигнала, соответствующее границе (общей точке) двух участков аппроксимации, Е-того и (К+1)-го;у;,;+, - значение (код) нелинейной функции формируемой преооразователсм в точке х=хт, гт е у=уг, ц- при х=х, р.р; - функция преобразования аналогового сигнала на -том участке;Р,. - функция преобразования аналогового сигнала;1 у); - множество значений нелинейной функции на -том участке преобразования;(х); - множество значений аналогового сигнала на -том участке аппроксимации;и - число участков аппроксимации;т - число разрядов счетчика номера участков аппроксимации;Доопределим введенные обозначения:Р(х) = р,(х) при х)х),Р(х) = ,(х) при х) х),у)у), при х,х) (хЯ ) д ) если х ) х ),( У Ь( У )с+ . -- у;,;, т при непрерывнойфункции,Устройство работает следующим образом.В начале очередного такта преобразования аналогового сигнала устройство управления 2 устанавливает в исходные состояния триггеры 9, 10, 11 и кодирующий счетчик 5, 1-1 ачинается процесс преобразования входного сигнала во временной интервал блоком 3. Вид функции преобразования определяется при этом сигналом, поступающим в устройство управления от дешифратора 8. Исходное состояние кодирующего счетчика 5, в которое он устанавливается сигналом устройства 2, также определяется сигналом дешифратора.По мере формирования временного интервала блоком 3 счетные импульсы поступаютна кодирующий счетчик 5. Дешифратор 7 дешифрирует все коды, соответствующие границам участков аппроксимации, так что появленино каждого из этих кодов соответствует по явление сигнала на одном из выходов дешифратора 7. Если выходной сигнал дешифратора 8 соответствует г-тому номеру участка аппроксимации, при появлении сигнала на выходе дешифратора 7, соответствующего коду 10 границы участка у; ,; схемой И - ИЛИвырабатывается сигнал установки в 1 триггера 9, При появлении па выходе дешифратора 7 сигнала дешифратора кода у,;+, другой схемой И - ИЛИ устанавливается в 1 15 триггер 10.Начало первого участка и конец последнегоне фиксируются,Таким образом, к моменту появления импульса 17 окончания временного кодируемого 20 интервала триггеры 9, 10 могут оказаться водной из следующих комбинаций:Т,=О, Т=О 25 Т,=1, Т, =1 Если имеет место первая комбинация, этоозначает, что хя) х)рх(х;30 Если выполняется вторая комбинация этоозначает, чтох) х),х ,г. х - хг,г-, т х)х с 1 45 При первой и третьей ситуациях на выходесхемы ИЛИ 14, на которую поступают сигналы с инверсного выхода триггера 9 и прямого выхода триггера 10, существует сигнал, поступающий на схему И вентиля 13, на 50 второй вход которой поступает импульс 17 сгенератора единичного импульса 4. Эта схема И вентиля 13 формирует импульс на счетный вход счетчика номера участка аппроксимации 6, Направление счета также оп ределяется состоянием триггеров 9, 10. Инверсный выход триггера 9 подключен к входу переключения счетчика б на вычитание, и вычитание имеет место при первой ситуации.Прямой выход триггера 10 подключен к входу 60 переключения счетчика 6 на сложение, исложение имеет место при третьей ситуации, Во второй ситуации состояние счетчика б не меняется.Таким образом, происходит процесс пере ключения счетчика б, процесс устанавливания Если выполняется третья комбинация, это40 означает, чтохб Е х)гсоответствия номера участка аппроксимации, записываемого на счетчике 6, реальному значению входного сигнала х.Оценка соответствия входного сигнала участку аппроксимации совмещена по времени с преобразованием входного сигнала на функции этого участка.Число разрядов счетчика б равно:т=1 од,ис округлением в большую сторону, так как прих(х,г Р(х) = ю(х)и прихх, Р (х) = р(х)первый участок не ограничивается начальным, а п-ный (последний) - конечным значениями.Устройство управления преобразователем 2 на основе частотной синхросерии генератора и сигнала дешифратора 8 формирует во времени управляющие сигналы, реализуя принятую в конкретном приборе (управляющей ЦВМ, цифровом регуляторе) временную диаграмму преобразований в соответствии с применяемым алгоритмом преобразования, видом аппроксимирующей,функции. В устройство управления, как правило, поступают сигналы со схемы генератора единичного импульса 4 либо триггера 11, так, что сигнал окончания временного интервала с генератора 4 либо триггера 11 отключает управляющий сигнал преобразование, поступающий с устройства 2 на формирователь 3. Такая связь является тривиальной и на чертежах,не показана, При построении блока 2 специфичной является только реализация управления в соответствии с сигналом, поступающим с дешифратора 8, т. е, применение преобразования именно по функции ср,(х) при сигнале с - 5 того участка, что является элементарной задачей,Предмет изобретени я10 Нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный через устройство управления к формирователю кодируемого временного интервала, выход которого через генератор еди 15 ничного импульса подключен ко входу первого триггера, другой вход которого соединен с выходом устройства управления, а выход подключен через вентиль к кодирующему счетчику, выходы которого соединены со входами20 первого дешифратор а, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, к выходу первого дешифратора подключена логическая схема, второй вход которой соединен с выходом вто 25 рого дешифратора, второй выход которого подключен к устройству управления, а вход соединен с выходом счетчика номера участка аппроксимации, счетный вход последнего через схему И подключен к выходу схемы ИЛИ,30 один вход которой соединен с прямым выходом второго триггера и входом сложение счетчика, номера участка аппроксимации, вход вычитаиие которого подключен ко второму входу схемы ИЛИ и к инверсному вы 35 ходу третьего триггера, одни входы второго и третьего триггеров подключены к шине сброс, а другие входы - к выходам логической схемы,Подписное ипография, пр. Сапунова, 2 каз 2917,5 Изд. М 1714 ЦНИИПИ Государственного по делам изоб Москва, Ж, РТираж 902митета Совета Министров ССтений и открытийушская наб д. 4,5