Аналого-цифровой преобразователь

(ф ц лр УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИ О ВУ ЕТЕЛ о"цифро- Советско еСССР 1984(57)тельн РАЗОВАк иэмериь исполь" К АВТОРСКОМУ 21) 4112745/24-2422) 27.08.8646) 07,02.88. Бюл. У 572) Ю. И. Лыков53) 681.325(088.8)56) Бахтияров Г. Д. Аналоые преобразователи, - М,:адно, 1986, с. 162"171,Авторское свидетельство1200420, кл. Н 03 М 1/50ОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕО Изобретение относится ой технике и может бы зовано для измерения характеристикслучайных процессов. Изобретениепозволяет расширить область применения устройства. Это достигается тем,что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь 1напряжение -.время, счетчик 4 импульсов, элемент И 5, цифровой сум"матор 9, преобразователь 7 код - врменной интервал, генератор 8 случайных чисел, генератор 6 кодовых им" пульсов, введены блок 14 выделениявременных соотношений и преобраэователь прямого кода в дополнительный2 з.п, ф-лы, 5 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть ис"пользовано для измерения характеристик случайных процессов.Цель изобретения - расширение области применения.На фиг. 1 изображена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 - функциональнаясхема блока выделения временных соотношений; на фиг. 3"5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства, когда временные эквиваленты входной величины соответственно больше,меньше или равны временному эквиваленту кода генератора случайных чисел.Аналого-цифровой преобразователь(фиг. 1) содержит преобразователь 1напряжение " время, выполненный назарядном устройстве 2, формирователь 3 интервалов времени, счетчик 4,импульсов, элемент И 5, генератор 6кодовых импульсов, преобразователь 7код - временной интервал, генератор8 случайных чисел, цифровой сумматор9, входную шину 10, шину 11 "Началоизмерения", шину 12 "Формированиевременного интервала", выход 13 преобразователя 1, блок 14 выделениявременных соотношений, преобразователь 15 прямого кода в дополнительный, выполненный на элементе И 16,инверторе 17, элементе И 18, элементе ИЛИ 19. Устройство имеет вход 20блока 14, выходы 21 - 24 блока 14.Блок 4 содержит элементы И 2527, триггеры 28 - 30, элементы И 31и 32, элементы ИЛИ 33 и 34, двухраэрядный счетчик 35 импульсов, Цз, Ц,Цт Ци Ц 1 а напряжения в соответствующих узлах устройства (фиг. 3-5).Преобразователь работает следующим образом,В связи с тем, что входное напряжение и выходной код генератора случайных чисел являются случайными величинами, равновероятными являютсясоотношения (фиг. 3 " 5)с, с,; (1)с ( с; (2)с,=с (3) где С - интервал времени, сформированный формирователем 3; 1, - интервал времени, сформированный преобразователем 7.На выходе цифрового сумматора 9(4) где И - число, записанное в счетчике 4;И - число на выходе генератовра 8;Г " частота генератора 6."вС учетом что с = - получаютф6 10 3) 6 в У 6 ф1 в5 6Задним фронтом импульса напряжения с преобразователя 7 по входу 20блока 14 через первый вход элемента25, на второй вход которого подано 20 разрешение с инверсного выхода триггера 29, триггер 28 устанавливаетсяв единичное состояние и через элемент 33 в двухраэрядный счетчик 35записывается единица. Единичное сос тояние триггера 28 и нулевые состояния триггеров 29 и 30 через первыйэлемент 31 обуславливают разрешающий уровень на выходе 23 блока 14и через элемент И 34 на выходе 22 30 блока 14. На выходе 21 блока 14 раэ"решающий уровень присутствует до техпор, пока в двухразрядный счетчик35 не поступят два импульса. Заднимфронтом напряжения с преобразователя 1, поступающим на второй вход блока 14, через первый 33 двухвходовыйэлемент ИЛИ в двухразрядный счетчик 35 добавляется единица, На выходе 21 блока 14 появляется запрещаю щий уровень, которым блокируетсяпрохождением кодовых импульсов черезэлемент 5 в счетчик 4. Таким образом,при выполнении соотношения (1) результат в цифровом сумматоре 9 получается в соответствии с (4), (5), 45так как на вход сумматора 9 со счетчика 4 при разрешающем уровне на выходе 23 блока 14 через элементы 16и 9 подается прямой код.1В случае условия (2) задним фронтом импульса напряжения с выхода преобразователя 1 по второму входу блока 14 через первый вход элемента 26,на второй вход которого подано раз"решение с инверсного выхода тригге"ра 28, триггер 29 устанавливается вединичное состояние и через элемент33 в двухраэрядный счетчик 35 запи"сывается единица. Единичное состоя 1 Э 72622ние триггера 29 и нулевые состояниятриггеров 28 и 30 через элемент 32обуславливают разрешающий уровеньна выходе 24 блока 14 и через элемент 534 на выходе 22 блока 14, Заднимфронтом импульса напряжения с преобразователя 7, поступающим на вход20 блока 14, через элемент 33 вдвухраэрядный счетчик 35 добавляетсяединица. На выходе 21 блока 14 по"является запрещающий уровень, которым блокирует прохождение кодовыхимпульсов через элемент 5 в счетчик4. Так как на выходе 23 блока 14 устанавливается запрещающий уровень,а на выходе 24 блока 14 " разрешающий уровень, на вход цифрового сумматора 9 через инвертор 17, элементы18 и 19 поступает обратный код счетчика 4. Наличие на четвертом входецифрового сумматора 9 единицы с выхода 24 блока 14 преобразует обратный код счетчика 4 в дополнительный.Проводят сложение с дополнительнымкодом эквивалентно вычитанию прямо"го кода. Это необходимо для получения того же результата, что и поформулам (4), (5) Для случая сс,т.е. то же, что и для случая сс,В случае выполнения условия (3) два совпадающих по времени фронта импульсов напряжения с выходов пре" образователей 1 и 7 через элемент 27 устанавливают в единичное состояние триггер 30, при этом через элементы 31 и 32 выставляется запрещающий уровень с инверсного выхода триггера 30 и независимо от состояния остальных триггеров 28 и 29 на выходах 22 - 24 блока 14 устанавливаются запрещающие уровни, Поэтому число, поступающее со счетчика 4 на сумматор, И =О, в результате на сумматоре 9 получают 40 45 50 55(8) И 11ц 1 6 3 6 Э т , е . то же, ч то и в двух предыдущих случаях . Перед к аждым циклом пр е о бС учетом дополнительного кода М на выходе цифрового сумматора 9 получают35 И =Н +Х = - - +с Й+Яэ=с й, (7)Яа6 разования триггеры 28 - 30 и счетчик 35 обнуляются,формула и э о б р е т е н и я1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь напряжение - время, выполненный на последовательно соединенных зарядном устройстве и формирователе интервалов времени, первый вход зарядного устройства является входной шиной, второй вход объединен с первыми входами преобразователя код " временной интервал, счетчика импульсов, цифрового сумматора и является шиной начала измерения, второй вход формиро" вателя интервалов времени объединен с вторым входом преобразователя код - временной интервал и является шиной формирования временного интервала, а выход формирователя интервалов времени соединен с вторым входом цифрового сумматора, третий вход которого объединен с третьим входом преобразователя код - временной интервал и соединен с выходом генератора случайных чисел, четвертый вход преобразователя код - временной интервал объединен с первым входом элемента И и соединен с выходом генератора кодовых импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены преобразователь прямого кода в дополнительный блок и блок выделения временных соотношений, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код " временной интервал, второй вход объединен с вторым входом цифрового сумматора, первый выход блока выделения временных соотношений соединен с вторым входом элемента И, второй выход соединен с третьим входом элемента И, третий выход - с первым входом преобразователя прямого кода в дополнительный, четвертый выход соединен с четвертым входом цифрового сумматора и вторым входом преобразователя прямого кода в дополнительный, третий вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выход соединен с пятым входом цифрового сумматора.2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блоквыделения временных соотношений выполнен на трех триггерах, двух элементах ИЛИ, двухразрядном счетчикеимпульсов, пяти элементах И, первыевходы первого и второго элементов Ии первого элемента ИЛИ объединеныи являются первым входом блока выделения временных соотношений, вторымвходом которого является первый 10вход третьего элемента И и вторыевходы второго элемента И и первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом двухразрядногосчетчика импульсов, выход второгоразряда которого является первым выходом блока временных соотношений,вторым выходом которого является выход второго элемента ИЛИ, первыйвход которого соединен с выходом четвертого элемента И и является четвертым выходом блока выделения временных соотношений, второй вход соединен с выходом пятого элемента И иявляется третьим выходом блока выделения временных соотношений, первыйвход пятого элемента И соединен спрямым выходом первого триггера,второй вход объединен с вторым входом первого элемента И и соединен с 30инверсным выходом второго триггера,третий вход объединен с первым входом четвертого элемента И и соединенс инверсным выходом третьего тригге"ра, второй вход четвертого элемента И объединен с вторым входом третьегоэлемента И и соединен с инверснымвыходом первого триггера, третий входсоединен с прямым выходом второготриггера, Б-вход которого соединенс выходом третьего элемента И, причем Я-входы первого и третьего триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И,К-входы первого, второго и третьеготриггеров и вход установки в "0"двухразрядного счетчика импульсовобъединены и являются шиной установ-,ки в нулевое состояние3. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю ш и й с я тем, что преобразователь прямого кода в дополнительный выполнен на двух элементах И, элементе ИЛИ и инверторе, вход которого объединен с первым входом первого элемента И и является тре" тьим входом преобразователя прямого кода в дополнительный, первым входом которого является второй вход первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход является выходом преобразователя прямого кода в дополнительный, вторым входом которого является первый вход второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора,1372622 Рис. УСоставитель А. Тито дактор Н, Рогулич Техред И.Попович ерни рект одписное ка 9/56 Тир ВНИИПИ Государстпо делам изоб 113035, Москва, Ж ж 928енного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб д