Устройство калибровки и нормализации сигналов

(прототип) Гельбштейов,Славиин телеметрии М., "Машино. 53, рис.320 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО КАЛИБРОВКИИ НОРМАЛИЗАЦИИ СИГНАЛОВ, содержащеепоследовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, ключ иблок памяти, входы синхронизациикоторых соединены соответственно спервым, вторым и третьим выходамисинхронизатора, вход которого объединен с входом аналого-цифровогопреобразователя, и блоки 6 равнения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности нормализации сигналов и автоматизациикомпенсации нелинейных искажений, внего введены формирователь границыэон контрольных уровней, три селектора-мультиплексора, элемент И, формирователь значений старших разрядов выходного кода и и -3 последовательно соединекных формирователязначений младших разрядов выходногокода, при этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока памятисоединены с соответствующими входами первого селектора-мультиплексораи формирователя границы зон контрольных уровней, выходы которого соединены соответственно с входами второгои третьего селекторов-мультиплексоров и первыч, вторым и третьим входами формирователя значений старших разрядов выходного кода, четверктый вход и выходы которого соединены соответственно с выходом аналого-цифрового преобразователя и соответствующими входами первого, второго и третьего селекторов-мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого формирователя значений младпих разрядов выходного кода, причем выход первого селектора-мультиплексора соединен с первым входом блока сравнения, второй вход и выход которого соединены соответственно с объединенными четвертьыи входами всех формирователей значений младших разрядов выходного кода и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора и объединенными пятыми входами всех формирователей значений младших разрядов выходного кода и формирователя значений старших разрядов выходного кода, выход блока сравнения соединен с шестым входом первого формирователя значений младших разрядов выходного кода, соответствующие выходы формирователя значений старших разрядов выходного кода и й -3 Формирователей значений младших разрядов выходного кода являются выходами устройства, где, П -число разрядов аналого-цифрового преобразователя.2. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый формирователь значений младших разрядов выходного кода содержит коммутатор, полусзмкатоэ. блок сравнения и эле мент И, причем выход коммутаторасоединен с первым входом полусумматора, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выходкоторого соединен с первым входомэлемента К, второй вход полусумматора, первый и второй входы коммутатора, второй вход блока сравненияи второй вход элемента И являютсясоответственно первым, вторьи, третьим, четвертым и пятым входами формироватсля значений младйпх разрядов выходного кода, третий вход коммутатора является шестым входом формирователя значений младших разрядов выходного кода, а выход и второй вход полусумматора, выходы элемента И, блока сравнения и коммутатора являются соответствующими выходами формирователя значений младших разрядов выходного кода.ции сигналов, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровойпреобразователь, ключ и блок памяти, входы синхронизации которых сое.динены соответственно с первым, вторьв и .гретьим выходами синхронизатора, вход которого объединен с входом аналого-цифрового преобразователя, и блоки сравнения, введены формирователь границ зон контрольныхуровней, три селектора - мультиплексора, элемент И, формирователь значений старших разрядов выходного кодаи И -3 последовательно соединенных 30 35 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматической коррекции сигналов при их обработкеИзвестно устройство калибровки и нормализации сигналов, содержащее последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, ключ и блокпамяти, входы синхронизации которых соединены соответственно с первым, 10 вторым и третьим выходами синхронизатора, вход которого объединен с входом аналого-цифрового преобразователя, и блоки сравнения1.Однако известное устройство имеет 15 низкую точность нормализации сигналов, а компенсация нелинейных искажений осуществляется при ручной обработке информации.Цель изобретения - повышение точ ности нормализации сигналов и автоматизации компенсации нелинейных искажений.Для достижения поставленной цели в устройство калибровки и нормализа формирователя значений младших разрядов выходного кода, при этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока памяти соединены с соответствующими входами первого селектора- мультиплексора и формирователя границы зон контрольных уровней, выходы которого соединены соответственно с входами второго и третьего селекторов-мултиплексоров и первым, вторым и третьим входами формирователя значений старших разрядов выходго кода, четвертый вход и выходы которого соединены соответственно с выходом аналого-цифрового преобразователя и соответствующими входами первого, второго и третьего селекторов-мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно с первым,вторым и третьим входами первогоформирователя значений младших раэрядов выходного кода, причем выход первого селектора-мультиплексора соединен с первым входом блока сравнения, второй вход и выход которого соединены соответственно с объединенными3четвертыми входами всех формирователей значений младших разрядов выходного кода и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора и объединенными пятыми входами формирователейзначений младших разрядов выходногокода и формирователя значений старшихразрядов выходного кода, выход блокасравнения соединен с шестым входомпервого формирователя значений младших разрядов выходного кода, соответствующие выходы формирователя1091357 значений старших разрядов выходного кода и п -3 формирователей значений младших разрядов выходного кода являются выходами устройства, где о - число разрядов аналого-циФрового 5 преобразователяПри этом каядый Формирователь значений младших разрядов выходного кода содержит коммутатор, полусумматор, блок сравнения и элемент И, причем 10 выход коммутатора соединен с первым входом полусумматора, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход 1 полусумматора,первый и второй входы коммутатора, второй вход блока сравнения и второй вход элемента И являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами 2 О формирователя значений младших разрядов выходного кода, третий вход коммутатора является шестым входом формирователя значений младших разрядов выходного кода, а выход и второй .".5 вход полусумматора, выходы элемента И, блока сравнения и коммутатора являются соответствующими выходами формирователя значений младших разрядов выходного кода. ЗОНа чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство калибровки и нормализация сигналов содержит аналогоцифровой преобразователь 1, ключ 2,блок. 3 памяти, синхронизатор 4, формирователь 5 границ зон контрольныхуровней, состоящий из двух сумматоров 6 и 7, двух блоков 8 и 9 вычита,1 1ния и трех полусумматоров 10-12,формирователь 13 значений старшихразрядов выходного кода, состоящийиз трех блоков 14-16 сравнения, четырех элементов И 17-20, элементаНЕ 2 и элемента ИЛИ 22, первый, второй и третий селекторы-мультиплексоры 23-25 соответственно, и -3 формирователя 26 1 - 26значений младших),"разрядов выходного кода, каждыи изкоторых состоит из коммутатора 27,полусумматора 28, блока сравнения 29и элемента И 30, блок 31 сравнения,а также элемент И 32, кроме того,начертеже показаны выходы 3333устройства.Устройство работает следующимобразом,4На входы а алого-цифрового преобразователя ЛЦП 1 и синхронизатора 4 поступает информация, в кадре которой в определенном канале передается калибровочный сигнал датчиков последовательно передаваемыми уровнями Э (ОЖ), Э(ЗЗ,ЗЕ); Эз (66 ф 6) и Э+ (1007). ЛЦП 1 преобразовывает входную информацио в о -разрядный параллельный двоичный код, а синхронизатор 4 выделяет тактовые синхросигналы для управления АЦП 1, канальный интервал калибровочного сигнала для управления ключа 2 и определяет моменты времени для занесения .кодов калибровочных уровней Э 32 у 33 у 3. в соответствующие ячейки блока 3 памяти. Коды Э. и 32 , 32 и ЭЗ , Э и 3. поступают на входы полусумматоров Оформирователей 5, на выходе которых Формируются коды границ промежуточных зон Э + Э 32+3 ЭЗ+Э Блоки 8 и 9 вычитания определяютразности 3, Ф 92 и 3 У, уЬ эа сумматоры 6 и 7 формируют границы зон 3 и 3 необходимые для коррекоФции сигналов, когда их входные значения выходят за пределы калибровочной шкалы датчиков (не показаны).Коды инФормации с выхода АЦП 1 посимвольно сравниваются с кодамианиц зон 3. 3 и ЗЗ в14-6 сравнения формирователя 13.Состояние выхода блока 15 сравнения через элемент И 19 поступает на выход 33 старшего разряда устЙройства, Следующий выход 33 пФормируется элементами НЕ 21, И 17 и 18 и ИЛИ 22 по состоянию выходов блоков 14 - 1,6 сравнения. Значение выхода этого разряда определяется состоянием выхода блока 14 сравнения, когда на выходе блока 15 сравнения присутствует "0", и состоянием выхода блока 16 сравнения, когда на выходе блока 15 сравнения имеется 1 11Селектор-мультиплексор 23 по выходному коду двух старших разрядов устройства выбирает ближайший к коду АЦП 1 калибровочный уровейь Э; По результату сравнения АЦП 1 с ко 1091357дом Э в блоке 3 сравнения элемент И 32 формирует следующий разряд (33 п р.) выходного кода, который управляет работой коммутатора 27 первого формирователя 26 значений млад. - 5 ших разрядов выходного кода.Селекторы-мультиплексоры 24 и 25 по коду двух старших выходных разрядов устройства (33 п и 331 ) выбирают коды зон, соседних с выбранным кодом калибровочного уровня Э соответственно (3;и 3 ).Коммутатор 27 формирователя 26.в зависимости от состояния выхода блока 31 сравнения выбирают код, ближайший к коду АЦП 1 из кодов (3 и 3; ). Иа выходе полусумматора 28 формиро. р,.+б 1 о ввтеяя 2 б бориируется код;-1 (или2 Э +31 1 ), который сравнивается в блоке сравнения 29 формирователя 261кодом АЦПи результат сравнения через элемент И 30 формирователя 26 поступает на разрядную шину (33, ).,. Входы полусумматора 28 первого формирователя 26 соединены с входами 30 коммутатора 27 второго формирователя 261 , управляемого выходом бло-. ка 29 сравнения первого формирователя 26 .Выбранное коммутатором 27 значение кода, ближайшего к коду АЦП 1, подается на полусумматор 28 формирователя 262 на другой вход которого. поступает выходной код полусумматора 28 формирователя 261Блок 29 сравнения формирователя 26 о 40 формирует значение следующего разряда выходного кода, который через элемент И 30 поступает на выходную ши у (331,-+ Аналогичным образом работают следующие формирователи 26 3 -26 Выход элемента И 30 последнего формирователя 262 подключен к выходу 331 младшего разрядного кода.Импульсы синхронизатора 4 в конце нреобразовани 22 стробируют для однозначности через элементы И 19 н 20 р НЕ 21 й И 30 все разряды выходного кода. Таким образом осуцествляется сравнения .кода АЦП 1 каждого символа с кодами калибровочных уровней сигнала Э 1 - Э и квантованными по двоичному закону до разрядности ЛЯП 1 кодами промежуточных зон между Эи Э Э 2 и ЭЗЭ и Э2 редлагаемое устройство обеспечивает автоматическую коррекцио сигналов по уровням калибровочного канала без внешних воздействий на сам сигнал, Коррекция осув;ествляется изменением начала отсчета и масштаба цифровой шкалы, причем каждому значению аналогового сигнала калибровочного уровня присваивается определенный цифровой двоичный код, который не зависит от его цифрового эквивалента в шкале АЦП 1, и в случае неравномерного расположения калибровочных уровней, когда разности между соседними калибровочными уровнями неодинаковы, устройство осуществляет автоматическую компенсацию этих нелинейных искажений.Коррекция сигналов в устройство осуществляется цифровым методом после преобразования аналоговых сигна- лов в двоичный ь-разрядный код. без воздействия на сами сигналы, что значительно повышает точность коррекции, которая тем выше, чем больше разрядность АЦП 1, и обеспе чнвает автоматическую компенсацию нелинейных искажений.