Многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов напряжения в цифровой код

О."П И=-Ю-"А Н И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 25.06.80, Бюллетень23 до делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 30.06.80(71) Заявитель К аунасский политехнический институт им, Антанасп Отечкуса(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОЙ КОД Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в каналах связи ЦВМ с реальными объектами, а также в информационно-измеритель ных системах для многоканальных преобразователей динамических параметров перио 5 дических импульсных сигналов в цифровой код для преобразования в код мгновенных значений импульсов напряжения, временные координаты которых заданы, и преобразо 1 О вания в код значений временной координаты при равенстве мгновенных значений импульса заданным в каждом. канапе уровнем напряжения./ 15Известен многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов напряжения в цифровой код, содержаций компараторы, первые потенциапьные входы которых подключены к входным шинам,. вторые - к преобразователям "код-напряжение,ф а третьи, импульсные - к формирователям стробимпупьсов, первые регистры памяти, подключенные ко входам преобра 2зоватепей "код-напряжение", блок управления ЯНедостатком такого устройства является его усложненная конструкция.Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе.Это достигается тем, что в многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов напряжения в цифровой код, содержащий компараторы, первые потенциальные входы которых подключены к входным шинам, вторые - к преобразователям код-напряжения, а третьи, импульсные - к формирователям стробимйульсов, первые регистры памяти, подключенные ко входам преобразователя "код-напряжение, блок управления, введены счетчик импульсов и узел синхронизации, причем последний одним выходом подключен к первым входам форм иров ателей стробимпульсов, другим - через счетчик импульсов ко вторым входам формирователей ,стробимпульсов, третьи входы которых ,подключены к вторым регистрам памяти,743187 выходы комп араторов через логическиеформирователи подключены к блоку управленияя. На чертеже представлен предлагаемый двухканальный преобразователь.Компараторы 1 и 2 предназначены для осуществления операции сравнения мгновенных значений входных напряжений с аталонными попаваемыми на потенциаль ные входы компараторов от подсоединенных к ним преобразователей 3 и 4"коднапряжение"соответственно. Входы преобразователей 3 и 4 код-напряжение соединены с выходами регистров 5 и 6 памяти 15 соответственно. Выходы компараторов 1 и 2 соединены с логическими формирователями 7 и 8, которые обеспечивают согласование уровней выходных сигналов компара торов и логических алементов нагружаюших 20 , их. С помощью логических формирователей 7 и 8, соединенных узлом 9, управления также осуществляют логическое преобразование выходных снгнапов компараторов 1 и 2 таким образом, чтобы алгоритм 25 приближения к копируемой величине во время преобразования остается неизменным вне зависимости от кодируемого:параметра. Узел 9 управления преобразов,анием предназначен для распределения кодов, по ступающих на его вход, которые задают Режим работы преобрвзовагеля. Стробируемые входы компараторов 1 и 2 соеди. нены с выходами формирователей 10 и 11 стробимпульсов соответственно. На входы форми ров ателей стробим пульсов импульсы от узп а 1 2 синхронизации при равенстве кода счетчика 13 импульсов и кодов регистров 14 и 15 памяти. Узел 12 синхронизации соединенс входом счетчика 13 импульсов и имеет вход, на который подаются сигналы от внешнего оборудования. Выходы регистров 5,6,14 и 15 памяти соединены с входом мультиплексора 16. Вьходы логических формирователей 7 и 8 соединены с входом 45 мультиплексора 17, Входы регистров 5, 6,14 и 15 памяти, мультиплексоры 16 и 1,7 соепннены с цифровым автоматом 18. Цифровой автомат 18 предназначен для поспецовательного преобразсвания в соотвеъ 50 ствии с алгоритмом преобразования кодов регистров памяти каналов преобразователя в течение кажцого периоца входных сигнапов. Узел 9 управления преобразованием соединен с регистрами 5 памяти, 6 14 55 и 15 и цифровым автоматом 18. Узел 9 управления преобразов анием, мультиплексоры 16, 17 и цифровой автомат 18 составляют блок 19 управления. 4Информация, необходимая для работыпреобразователя, дпя каждого какапа,включает: код задаваемой координаты(коп заданного уровня), если осуществляется преобразование в код значения координаты времени в момент пересечениявходным сигналом заданного уровня напряжения, ипи код момента стробирования,если преобразуется в код мгновенное значение импульса напряжения, код режимапреобразования (преобразуется в кодмгновенное значение напряжения или значение временной координаты), Информацияпоступает на вход узпа 9 управления преобразованием,Процесс преобразов ания продолжаетсяряд периодов вхоцного сигнала, во время. каждого из которых на вход узла 12 синхронизации поступает синхронмпульс отвнешнего оборудования, определяющий условное начало отсчета времени и опережающий импульсы напряжения, поступающиена вхоцы компараторов 1 и 2, Узел 12синхронизации генерирует две последовательности импульсов стабильной частоты(период повторения импульсов определяетдискретность преобразов ания), первая изкоторых поступает на входы формирователей 10 и 11 стробимпульсов, а втораязадержанная относительно первой на времяпрохождения информации через формирователь стробимпупьсов поступает на входсчетчика 13 импульсов. При равенствекода, записанного в регистр 14 ипи 15памяти и пода счетчика 13 импульсов,формирователи 10 ипи 11 стробимпульсовсоответственно формируют из очередногоимпульса, поступающего с выхода узласинхронизации, стробимпульс. Последнийпоступает на временные входы компараторов 1 и 2 соответственно и инициируетоперацию сравнения мгновенного значениянапряжения с атапонными уровнями напряжения, подаваемыми на другие входы компаратора 1 и 2, Результатом операциисравнения в каждом канале является выходной сигнал соответствующего компаратора, указывающий больше или меньше аталонного напряжения было мгновенное значение напряжения входного сигнала в момент стробирования. Число импупьсов, генерируемое узлом 12 синхронизации поопе поступления синхроимпупьса на еговход, равно максимально возможному коду счетчика 13 импульсов. В режимепреобразования в код мгновенных значе.ний вхопных напряжений, временные координаты которых заданы, блок 9 управления преобразованием записывает и реги743185стры 14 и 15 памяти кОпы заданныхпрограммой преобразования координат времени и оставляет их неизменными во время преобразования, чем обеспечиваетсястробирование входных сигналов в заданные относительно синхроимпульса моменты времени,В каждом периоде входного сигналапосле достижения кодом счетчика 13 импульсов максимального значения цифровойавтомат 18 с использованием мультиплексоров 16 и 17 последовательно вовремени считывает коды, записанные в регистры 5,6 памяти и результаты операциисравнения с выходов логических формирователей 7,8 и, после преобразования поалгоритму уравновешивания, записывает обратной в регистры памяти 5 и 6.При помощи отрицательной обратнойсвязи по напряжению, обеспечиваемой блс- оком 1 9 управления, за определенное числопериодов входного сигнала в регистрах 5и 6 памяти вырабатываются с точностьюпогрешности квантования коды мгновенныхзначений входных напряжений, временныекоординаты которых заданы.При преобразовании в код значенийвременной координаты в моменты пересечения входными сигналами заданных в каждом канале уровней напряжений, с узла 9управления преобразованием поступаютв регистры 5,6 памяти и остаются неизменными во время преобразования коды,задающие уровни опорного напряжения компараторов 1 и 2. В каждом периоде вход ного сигнала после достижения кодом счетчика 13 импульсов максимального значения и выполнения операции стробированияв обоих каналах преобразователя цифровойавтомат 18 с использованием мультиплексов 16 и 17, последовательно временисчитывает коды, записанные в регистры14, 15 памяти и результаты операциисравнения с выходов логических формирователей 10 и 11 соответствующих каналов и после преобразования согласно алгоритму уравновешивания записывает измененные коды обратно в регистры 14 и15 памяти. При помощи обратной связи,обеспечиваемой блоком 19 управления,через определенное число периодов входного сигнала в регистрах памяти 14, 15вырабатываются коды, равные значениямвременной координаты в моменты пересеачения входными сигналами заданных и 55каналах уровней напряжения. Использование общего счетчика 13 импульсов вовременном канале предлагаемого преобразов ателя позволяет исключить погрешнобти, вызванные нелинейностью выходных напряжений генераторов пилообразного напряжения. Наличие в устройстве логи-, ческих формирователей 7 и 8 позволяет обеспечить идентичность алгоритма преобразования вне зависимости от режима работы преобразователя и использовать общий цифровой автомат 18 для обоих каналов преобразователя.Число каналов преобразователя очевидным образом может быть увеличено, Возможно преобразование в код в одном канале входного напряжения, временная координата которого задана, и одно временное преобразование в другом канале в код значения временной координаты пересечения входным сигналом заданного уровня напряжения.При современном уровне технологии изготовления интегральных схем построение цифровых узлов с тактовой частотой 100 мГц не представляет трудностей, по- атому предлагаемый преобразователь целесообразно использовать в системах и устройствах, в которых приемлемы погрешности измеретшя и задания временных интервалов с точностью 10 наносекунд.формула изобретенияМногоканальный преобразователь динамических параметров импульсов. напряжения в цифровой код, содержещпй компараторы, первые потенциальные входы которых подключены к входным шинам, вторые - к преобразователям "код-напряжение", а третьи, импульсные - к формирователям стробимпульсов, первые регистры памяти, подключенные ко входам преобразователей "код-напряжение", блок управле. ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе, в него введены счетчик импульсов и узел синхронизации, причем последний одним выходом подключен к первым входам формирователей,тробимпульсов другим- через счетчик импульсов ко вторым входам формирователей стробимпульсов, третьи входы которых подключены к вторым регистрам памяти, а выходы компараторов через логические формирователи подключены к блоку управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СШЛ М 3505598,кл. 327-77, 07.04,70.743187 Составитель Г. Шаповаледактор С. Суркова Техред М. ПеткоКорректор И. Мускааказ 3484/50 98 1 И 113 ал ППП "Патент, г, жгород, у тная Тираж 9 ИПИ Государстве по делам иэобре , Москва, ЖПодписноеого комитета СССРиий и открытийаушская наб., д, 4/5