Адаптивный аналого-цифровой преобразо-ватель

рц 828399 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советский Социалистических Республикюллетень17 ло делам изобретений и открыти(45) Дата опубликования описания 07.05.81 72) Автор изобретения П. 1 О, фардыга" т Научно-производственное объединение радиоэлектронной медицинской аппаратурыИзобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в адаптивных системах сбора и передачи цифровой информации.Известен аналого-цифровой преобразователь следящего уравновешивания с равномерно-ступенчатым изменением компенсирующей величины, содержащий блок сравнения, преобразователь код - аналог, генератор импульсов, ключ, реверсивный счетчик импульсов и регистр. К одному из входов блока сравнения подключен преобразуемый сигнал, ко второму - выход преобразователя код - аналог. Первый выход блока сравнения соединен с управляющим входом ключа, а два других выхода блока сравнения - с управляющими входами реверсивного счетчика импульсов. Выход генератора импульсов подключен к информационному входу ключа, выход которого подсоединен к счетному входу реверсивного счетчика импульсов. Информационные выходы реверсивного счетчика импульсов соединены с информационными входами преобразователя код - аналог и с информационными входами регистра, к управляющему входу которого подключен вход импульсов считывания 1.Недостатком известного преобразователя является необходимость синхронизации импульсов считывания с момента времени, когда изменение мгновенного значения сигнала превышает допустимое значение.Известен также адаптивный аналого цифровой преобразователь, содержащийдва блока сравнения, первые входы которых соединены между собой, элемент ИЛИ, таймер и регистр, управляющий вход которого подключен ко входу таймера и выходу 10 элемента ИЛИ, выход второго блока сравнения подключен ко второму входу элемента ИЛИ 21.Недостатком этого преобразователя является сложность аппаратурной реализа и,ии.Целью изобретения является упрощениеаналого-цифрового преобразователя.Поставленная цель достигается тем, чтов адаптивный преобразователь, содержа;0 щий первый и второй блоки сравнения, первые входы которых соединены между собой, элемент ИЛИ, таймер и регистр, управляющий вход которого подключен ко входу таймера и к выходу элемента ИЛИ, у которого выход первого блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход второго блока сравнения подключен ко второму входу элемента ИЛИ, введены первый и второй триггеры, первый и 30 второй реверсивные счетчики импульсов.первый и второй преобразователи код - аналог, мультиплексор, генератор импульсов, ключ и линия задержки, причем информационные выходы первого реверсивного счетчика импульсов соединены с информационными входами первого преобразователя код в анал и с первой группой входов мультиплексора, выход первого преобразователя код в анал соединен со вторым входом первого блока сравнения, информационные выходы второго реверсивного счетчика импульсов соединены с информационными входами второго преобразователя код - аналог и второй группой входов мультиплексора, выходы которого подключены к информационным входам регистра; выход второго преобразователя код - аналог соединен со вторым входом второго блока сравнения; выход первого блока сравнения соединен со входом установки нуля первого триггера и с первым управляющим входом мультиплексора; выход второго блока сравнения подключен ко входу установки единицы первого триггера и ко второму управляющему вкоду мультиплексора; выход генератора импульсов подключен к информационному входу ключа, выход которого соединен со счетными входами первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, управляющий вход ключа соединен с инверсным выходом второго триггера; вход установки единицы второго триггера подключен к выходу линии задержки, вход которой соединен со входом установки нуля второго триггера и с выходом элемента ИЛИ; управляющие входы прямого счета обоих реверсивных счетчиков импульсов соединены между собой и подключены к инверсному выходу первого триггера, а управляющие входы обратного счета обоих реверсивных счетчиков импульсов соединены между собой и подключены к прямому выходу первого триггера.На чертеже изображена структурная электрическая схема преобразователя,Адаптивный аналого-цифровой преобразователь содержит первый триггер 1, элемент ИЛИ 2, первый реверсивный счетчик импульсов 3, первый блок сравнения 4, первый преобразователь код - аналог 5, мультиплексор б, регистр 7, второй блок сравнения 8, второй преобразователь код - аналог (ПКА) 9, второй реверсивный счетчик импульсов 10, генератор импульсов 11, ключ 12, линию задержки 13, таймер 14, второй триггер 15.Первые входы блоков сравнения 4 и 8 соединены между собой, к ним подключен преобразуемый сигнал, Второй вход первого блока сравнения 4 подключен к выходу преобразователя код - аналог 5, информационные входы которого соединены с информационными выходами реверсивного счетчика импульсов 3 и первой группой входов мультиплексора 6, а второй вход блока5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 5055 60 65 сравнения 8 подключен к выходу преобразователя код в анал 9, информационные входы которого соединены с информационными выходами реверсивного счетчика импульсов 10 и со второй группой входов мультиплексора 6. Выход блока сравнения 4 соединен с первым входом элемента ИЛИ 2, с входом установки нуля триггера 1 и первым управляющим входом мультиплексора 6.Выход блока сравнения 8 подключен ко второму входу элемента ИЛИ 2, ко входу установки единицы триггера 1 и ко второму управляющему входу мультиплексора 6. Выход элемента ИЛИ 2 соединен с управляющим входом регистра 7, с входами линии задержки 13 и таймера 14 и с входом установки нуля триггера 15. Вход установки единицы триггера 15 подключен к выходу линии задержки 13, Инверсный выход триггера 15 соединен с управляющим входом ключа 12, информационный вход которого соединен с выходом генератора импульсов 11, а информационный выход ключа 12 соединен со счетными входами реверсивных счетчиков импульсов 3 и 10. Управляющие входы прямого счета счетчиков 3 и 10 соединены между собой и подключены к инверсному выходу триггера 1, а управляющие входы обратного счета соединены между собой и подключены к прямому выкоду триггера 1. Информационные входы регистра 7 соединены с выходами мультиплексора б.Адаптивный аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 1 и 15 и реверсивный счетчик импульсов 10 установлены в нуль, а в реверсивном счетчике импульсов 3 установлено значение, соответствующее значению выходного сигнала преобразователя код - аналог равного 28, где в - допустимое значение изменения преобразуемого сигнала. При включении устройства на управляющий вход ключа 12 подается напряжение логической единицы, ключ 12 открывается, и импульсы с генератора 11 начинают поступать через ключ 12 на счетные входы счетчиков 3 и 10. Одновременно на управляющие входы прямого счета счетчиков подается напряжение логической единиць 1 с инверсного выхода триггера 1. Содержимое счетчиков увеличивается до тех пор, пока не изменится знак неравенства кежду значениями К,. и Ьпкл или Упклг, где У,зна ение преобразуемого сигнала; Ьпки, Упклг - значения выходного сигнала первого и второго преобразователей код в анал 5 и 9 соответственно.Пусть, например, в исходном состоянии 0 ) 2 в. Тогда в некоторый момент времени 1, произойдет изменение знака неравенства между значениями У(1,) и Упкл, т. е, l(1,) станет меньше Упкч, а знак неравенства У(11) ) 7 пкА 2 = УпкА 1 - 28 сохранится. В момент времени 11 на выходе блока сравнения 4 формируется прямоугольный импульс положительной полярности, который подтверждает состояние триггера 1, и, поступая на первый управляющий вход мультиплексора 6, подключает информационные выходы счетчика импульсов 3 через мультиплексор 6 к информационным входам регистра 7. Этет импульс, проходя через элемент ИЛИ 2, подтверждает состояние триггера 15, записывает в регистре 7 код, зафиксированный счетчиком 3, и поступает на входы линии задержки 13 и таймера 14, Таймер измеряет интервал времени от момента включения устройства до момента поступления импульса.Импульс с выхода линии задержки 13, задержанный на интервал времени т, устанавливает триггер 15 в момент времени 11 + т в состояние единицы, ключ 12 закрывается, прекращая поступление импульсов с генератора 11 на счетные входы счетчиков 3 и 10. Время задержки т выбирается из условия, чтобы при известной частоте следования 1 о импульсов с генератора 11 состояние счетчиков изменялось за время т на значение, соответствующее изменению выходного сигнала обоих преобразователей код - аналог 5 и 9 на величину в. Таким образом в момент времени 11+ т на выходе преобразователя код - аналог 5 установится значение У,(11) + в, а на выходе преобразователя код в анал 9 - значе- НИЕ Ух(11) - В. НаЧИНая С ЭТОГО МОМЕНта устройство следит за изменением преобразуемого сигнала, т. е, всегда выполняются неравенства УпкАг ( К(УпкА 1 при условии, что модуль максимальной крутизны преобразуемого сигнала не превышает значенияПусть, например, в момент времени 1; Ух(А) = ОпкАг, В этот момент на выходе блока сравнения 8 формируется прямоугольный импульс положительной полярности, триггер 1 устанавливается в состояние единицы, в регистре 7 фиксируется состояние счетчика 10, таймер определяет интервал времени 1; - 1; 1. Триггер 15 устанавливается в нулевое ссотояние, ключ 12 открывается, импульсы с генератора 11 начинают поступать на счетные входы счетчиков 3 и 10, уменьшая их состояние. В момент времени 1; + т импульс с выхода линии задержки устанавливает триггер 15 в единичное состояние, ключ 12 закрывается В этот момент на выходе преобразователя код в анал 5 устанавливается значение УПКА 1 = Ух(11) + В, На ВЫХОДЕ ПРЕОбРаЗО- вателя код в анал 9 - значение пкАг = х(1) - а,5 1 О 15 20 25 З 0 35 40 45 50 55 00 Формула изобретения Адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый и второй блоки сравнения, первые входы которых соединены между собой, элемент ИЛИ, таймер и регистр, управляющий вход которого подключен ко входу таймера и выходу элемента ИЛИ, выход первого блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход второго блока сравнения подключен ко второму входу элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, в него введены первый и второй триггеры, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, первый и второй преобразователи код - аналог, мультиплексор, генератор импульсов, ключ и линия задержки, причем информационные выходы первого реверсивного счетчика импульсов соединены с информационными входами первого преобразователя код - аналог и с первой группой входов мультиплексора, выход первого преобразователя код в анал соединен со вторым входом первого блока сравнения, информационные выходы второго реверсивного счетчика импульсов соединены с информационными входами второго преобразователя код - аналог и со второй группой входов мультиплексора, выходы которого подключены к информационным входам регистра, выход второго преобразователя код в анал соединен со вторым входом второго блока сравнения, выход первого блока сравнения соединен со входом установки нуля первого триггера и первым управляющим входом мультиплексора, выход второго блока сравнения подключен ко входу установки единицы первого триггера и второму управляющему входу мультиплексора, выход генератора импульсов подк.пючен к информационному входу ключа, выход которого соединен со счетными входами первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, управляющий вход ключа соединен с инверсным выходом второго триггера, вход установки единицы второго триггера подключен к выходу линии задержки, вход которой соединен со входом установки нуля второго триггера и с выходом элемента ИЛИ, управляющие входы прямого счета обоих реверсивных счетчиков импульсов соединены между собой и подключены к инверсному выходу первого триггера, а управляющие входы обратного счета обоих реверсивных счетчиков импульсов соединены между собой и подключены к прямому выходу первого триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Орнатский П, П. Автоматические измерите,чьные приборы, Киев, Техника, 1965, с. 351 - 353.828399 Составитель Ю. Богданов рректор О. Тюрин Редактор Б. федотов хред А. Камышникова аказ 749/17 Изд.310 Тираж 988 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 72. Гитис Э, И, Преобразователи информации для электронных цифровых вычисли 8тельных устройств, М Энергия, 1975,с. 314 - 316 (прототип).