Преобразователь амплитуды переменного напряжения в код

30,10580 СОЮЗ СОВЕТСКИХсСЦЮДилюепаРЕСПУБЛИК Н 03 К 1 З 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР 00 делАн изОБРетений иОтнрыт(71) Институт геофизики Уральскогонаучного центра АН СССР(56) 1, Кормильцев В.В., федоров И.И,Человечков А,И., Поздняков М.В.Цифровая аппаратура для электроразведки методом вызванной поляризации.В кн.: Геофизическая аппаратура,9 61, с. 55-60, Л., "Недра", 1977.2. Авторское свидетельство СССР9 б 46292, кл, С 01 Ч 3/02, 1979(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, соДеРжащий блок кодирования, первый входкоторого соединен с входной шиной,второй вход - с первым выходом блокауправления, а выход - с первым входом устройства вычитания, второйвход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первымвходом первого блока сравнения,второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, а первый выход - с пер- вым входом блока накопления результата, о т л и ч а ю ж и й с я тем, что, с целью повьваения быстродействия, в него введены счетчик импульсов, блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блок сравнения и сумматор, первый. вход .которого соединен с выходом блока кодирования, второй вход - с вторым выходом блока управления, а выходс вторым входом блока накопления результата и третьим входом первого блока сравнения, четвертый вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а второй выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом второго регистра сдвига, выход которого сое динен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого сое динен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выход блока задайня относительной диспер-: сии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий вход - с выходом устройства вычитания.Изобретение относится к электроизмерительной технике, применяетсядля определения переходных и частот-ных характеристик четырехполюсников.Известны интегрирующие измерительные устройства для электроразведки методом вызванной поляризации, в которых входной сигнал преобразуется преобразователем напряжения в частоту в пропорциональныеприращения частоты с дальнейшимпреобразованием этих приращений вл-разрядный цифровой код (кодовоеслово) путем стробирования и накопления информации в реверсивном счет,чике импульсов за целое количествопериодов входного сигнала 1 .Недостатки указанного устройстванизкие помехозащищенность по отношению нестационарных помех и быстродействие.Известен преобразователь амплитуды переменного напряжения в код,содержащий блок кодирования, первыйвход которого соединен с входнойшиной, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход - спервым входом устройства вычитания,вТорой вход которого соединен свторым выходом блока управления ис первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемогочисла совпадений, а первый выходс первым входом блока накоплениярезультата 2 ,Недостатком известного устройства является низкое быстродействие,Цель изобретения - повышениебыстродействия преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь амплитуды переменного напряжения в код,содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с первымвыходом блока управления, а выходс первым входом устройства вычитания, второй вход которого соединенс вторым выходом блока управленияи первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемогочисла совпадений, а первый выход -с первым входом блока накоплениярезультата, введены счетчик импульсов, блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блоксравнения и сумматор, первый входкоторого соединен с выходом блокакодирования, второй вход - с вторымвыходом блока управления, а выходс вторым входом блока накоплениярезультата и третьим входом первогоблока сравнения, четвертый входкоторого соединен с выходом первогорегистрасдвига, а второй выход - с1 О 20 ЗО 40 5 О входом счетчика импульсов, выходкоторого соединен с входом второгорегистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго блокасравнения второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выходблока задания относительной дисперсии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй входкоторого соединен с вторым выходомблока, управления, а третий вход -с выходом устройства вычитания.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - эпюры,поясняющие принцип работы предлагаемого устройства.В преобразователь входят блок 1кодирования, устройство 2 вычитания, первый регистр 3 сдвига, сумматор 4, первый блок 5 сравнения,регистр б задаваемого числа совпадений, блок 7 накопления результата,счетчик 8 импульсов, второй регистр9 сдвига, второй блок 10 сравнения,блок 11 задания относительной дисперсии, блок 12 управления.Блок 1 кодирования соединен первым выходом с входами устройства2 вычитания и сумматора 4. Входыпервого блока 5 сравнения подключены к выходам сумматора 4, первогорегистра 3 сдвига, регистра 6 задаваемого числа совпадений, а выходы -к входу счетчика 8 импул .ов и куправляющему входу блока 7 накопления результата. Сумматор 4 выходомсоединен с информационным входомблока 7 накопления результата,. авходы первого регистра 3 сдвига подключены к выходу устройства 2 вычитания и к выходу блока 11 заданиядопустимой относительной дисперсии,Входы второго блока 10 сравнения.подключены к выходу регистра 6задаваемого числа совпадений и чЕреэ второй регистр 9 сдвига к выходу счетчика 8 импульсов. Блок 12управления одним выходом подсоединенк входу блока 1 кодирования, а вторым выходом - к управляющим, входамустройства 2 вычитания, первогорегистра 3 сдвига, сумматора 4 ипервого блока 5 сравнения.Преобразователь работает следующим образом,В блока 1 кодирования периодический входной сигнал О преобразуется в пропооциональные отклонениячастоты с дальнейшим преобразованиемэтих отклонений эа каждый период Твходного сигнала в и-разрядныйцифровой код (кодовое слово). Кодо- .вые слова й изображены для наглядности на эпюре 13 (фиг. 2) в видепрямоугольных импульсов. Синхронизация(запуск) работы блока кодирования осуществляется прямоугольнымиимпульсами, поступающими с блока112 управления .(эпюра 14 йа фиг, 2).При отсутствии импульсных помех кодовые слова за любой период входного сигнала должны быть равны меж ду собой. При наличии нестационарных помех кодовые слона становятсяне равными друг другу.Первое кодовое слово М с выходаблока 1 кодирования постуйает навходы устройства 2 вычитания и сумма .тора 4. Второе кодовое слово М 2также подается на устройство 2 вычитания и сумматор 4. В устройстве 2вычитания определяется абсолютнаяразность (М.- М 2), а в сумматоре 4находится абсолютная сумма (М 1+М),После поступления пары кодовыхслов (М 1 и М 2) на управляющие входыустройства 2 вычитания, регистра 3,сумматора 4, блока 5 с второго выхода блока управления подаетсяпрямоугольный импульс (эпюра 15на фиг. 2). Передним фронтом этогоимпульса разрешается запись информации из устройства 2 вычитания впервый регистр 3 сдвига, в которомосуществляется увеличенйе абсолютной разности двух кодовых слов в 2 раз путем сдвига кода в сторону стар ших разрядов, В данном случае рколичество разрядов, на которые произведен сдвиг кода числа в первом регистре 3 сдвига, задаваемое оператором путем записи числа в блоке 11 задания допустимой относительной дисперсии.Передним Фронтом импульса (эпю"ра 15 на Фиг. 2) также разрешаетсяпрохождение информации из регистра 3и сумматора 4 в первый блок 5 сравнения. В первом блоке 5 сравненияосуществляется сравнение кодовыхслов, поступающих с первого регистра 3 сдвига и с сумматора 4, Результат сравнения двух кодовых слов 2 (М - М 2) и .(М 1+М 2) в первом блоке 5 сравнения описывается одним из ,двух выражений:2 /М" М //М+М 2/ (1)2 /М-М 2/)/М+М 2/Р(2)Если результат сравнения описывается выражением (1), то относительная погрешностьгде д 6 - допустимая относительная дисперсия, задаваемая оператором, из первого блока 5 сравнения поступает кОманда на управляющий вход блока 7 накопления результата и информация иэ сумматора 4 переходит в блок 7 накопления результата. Затем задним фронтом прямоугольного импульса(эпюра 15 на фиг. 2) информация вустройстве 2 вычитания, регистре 3,сумматоре 4 и блоке 5.стирается. Далее поступает следующая пара кодовых слов И 3 и М.Если же выполняется неравенство2 /М 2- М/ /М 2+М 1/, то относительная погрешность оЪ превосходит допустимую относительную дисперсию Я.10 В этом случае информация из сумма- .тора 4 не проходит в блок 7 накопления результата, а на втором выходе первого блока 5 сравнения возникает импульс, который поступает 35 на вход счетчика 8 импульсов. Затемсодержимое устройства 2 вычитания,регистра 3, сумматора 4 и блока 5стирается задним фронтом прямоугольного импульса (эпюра.15 на Фиг. 2).Далее поступает вторая пара кодовыхслов Мз и М 4 и в устройство 2 вычитания и в сумматор 4. В устройстве 2 вычитания определяется такжеабсолютная разность /М - М 4/, а всумматоре 4 д абсолютная сумма/Мз+М 4/, Передним фронтом импульса(эпюра 15 на фиг. 2), поступающегопосле этой пары кодовых слов М иМ 4, разрешается прохождение информации через устройство 2 вычитания,регистр 3, сумматор 4 и блок 5.Абсолютная разность вновь увеличивается в 2 Р раз в первом регистре 3 сдвига и сравнивается в первомблоке 5 сравнения с абсолютнойсуммой /Мз+М 4/ Р поступающей с сумматора 4, Если 2 /М- М/с/М з+М /, тос первого блока 5 сравненйя йодается команда на управляющий вход блока 7 накопления результата на про хождение информации из сумматора 4в блок 7 накопления результата, асодержимое в устройстве 2 вычитания,регистре 3, сумматоре 4 и блоке 5стирается задним фронтом импульса 45 (эпюра 15 на фиг. 2), поступающегос второго выхода блока 12 управления. После этого в устройство 2 вычитания и в сумматор 4 поступаетследующая пара кодовых слов, Если 50 же 2/М - М/1/Мз+М 4/, то информацияиз сумматора, 4 йе йроходит в блок 7накопления результата, а на второмвыходе первого блока 5 сравнениявозникает импульс, поступающий насчетчик 8 импульсов, а информацияв устройстве 2 вычитания, регистре3, сумматоре 4 стирается заднимфронтом того же импульса (эпюра 15на Фиг. 2), поступающего с второговыхода блока 12 управления. После б 0 этого поступает следующая паракодовых слов и т,д. Преобразователь работает до тех пор, пока непроизойдетопределенное число Мудачных совпадений пар кодовыхслов, при которых увеличенная в2 раз абсолютная разность кодовых слов не превосходит абсолютной суМ вами этой же пары кодовых слов, Число М удачных совпадений является пара- метром преобразователя и устанавливается оператором в зависимости от условий измерений в регистре б числа удачных совпадений. За время работы преобразователя в блоке 7 накопления, результата результат буМ"детравен.Е:, й +й .где индекск Ь 1М +1 относится только к тем парам кодовых слов, при. которых относительная погреыность не превосходит допустимой отыосительной дисперсии.По окончании накопления информации в счетчике 8 имиульсов накопит-, ся такое количество импульсов, рав- . ное числу неудачщак сравнений пар кодовых слов, т.е. определится число Т пар кодовьи слов, в которых увеличенная в 2 раэ абсолютная, разность кодовых слов превосходит абсолютную сумму этих же кодовых слов.1По соотношению М и Т в преобразователе производится оценка качества накопленной информации с помощью второго регистра 9 сдвига и второго блока 10 сравнения, при этом если число удачных совпадений, пары кодовых слов М примерно вдвое превышает число Т отбраковаиных пар кодовых слов, то качество накопленной информации при выбранной относительнойдисперсии является удовлетворительным. Если Мс 2 Т, то измерения необходимо повторить. Информация иэ 5 счетчика 8 импульсов подается навторой регистр 9 сдвига, в котором,,на один разряд, т,е. увеличивается 10 вдвое. На входы второго блока 10.сравнения поступают кодовые словаМ и 2 Т с регистра б задаваемогочисла совпадений и с второго регистра 9 сдвига. В результате сравнения 15 вр втором блоке 10 сравнения можетполучиться М 2 Т - информация, накопленная в блоке 7 накопления результата достоверна; М(2 Т - информация, накопленная в блоке 7. накопления результата мало. достоверна ицикл преобразования следует повторить.Таким образом, значительно повышено быстродействие предлагаемого 5 преобраэоватЕля амплитуды переменного напряжения в код при нестационарныХ помехах путем отбракоэки иэрезультатов накопления толькотехпар кодовых слов, в которых относительная погрешность превосходитвеличину допустимой относительнойдисперсии, а также путем анализасоотношения величин количества накопленных и отбракованных (исключенных) пар кодовых слов.1058049 эндов СоставителТехред Т. рректор 1 М, демчи актор С. Евятковс нт еее одписное тная каэ 9599/56 Тираж 936ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Раушскаяаюееююеююефилиал ППП "Патент", г. ужгород ета СССритийиаб., даааааул. Пр