Способ преобразования аналоговой величины в код и устройство для его осуществления

(51) 3 2 ЕНИЯ СПИ АВТОРСК относится к облас ожет быть испольэ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕ(71) Криворожское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института по автоматизированному.электроприводу в промьшцтенности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) М.Е.Бергал, Л.В.Дубина и В,И,Лобов(5 б) Ильин В.А, Телеуправление и телеизмерение. -М,; Энергоиздат, 1982, с.33, 312-314.Гнатек Й.Р. Справочник по цифроаналоговым преобразователям: Перев. с англ. М.; Радио и связь, 1982, с. 291, 292, рис. 54.(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОЙ ВЕЛИЧИНЫ В КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретениети телеизмерений и м овано при передаче сигналов времяимпульсной модуляции через канал связи и в кодоимпульсных устройствах. В устройство, содержащее генератор 2 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 3генератор 8 импульсов эталонной частоты, канал 4 связи, первый счетчик 11 импульсов, первый ключ 9, блок 13 управления, генератор 1 опорных импульсов и реализующее способ преобразования аналоговой величины в измерительной временной интервал и циФровой код, с целью повышения точности и помехоустойчивости за счет дополнительно измерительного временного интервала, кото. рый позволяет осуществить контроль на достоверность полученного результата, введены первый 4 и второй 5 формирователи импульсов, второй ключ 1 О, элемент ИЛИ б, распределитель 7 импульсов, второй счетчик 12 импульсов. 2 с,п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к областителеизмерений и может быть использо-вано при передаче сигналов времяимпульсной модуляции через канал связии в кодоимпульсных устройствах,Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости.На Фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на Фиг.2 - временная диаграмма его работы на Фиг.3 -блок-схема алгоритма Функционироваия микропроцессора,Устройство содержит генератор 1опорных импульсов, генератор 2 лииечНо изменяющегося напряжения, компаратор 3, первый 4 и второй 5 Формиователи импульсов, элемент ИЛИ 6,распределитель 7 импульсовгенерасор 8 импульсов эталонной частоты, 20ервый 9 и второй 10 ключи, первый11 и второй 12 счетчики импульсов,блок 1 3 управления. выполненный намикропроцессоре., и канал 1 4 связи.Устройство работает следующим образом.Генератором 1 Формируют послецовательность сигналов с периодом, выбранным из условия, что он должен быть,равным или большим удвоенной максимальной величины временного интервала, пропорционального. максимальному,значению входного сигнала фиг.2 а),которая поступает на входы генерато"ра 2 линейно изменяющегося напряже-.ния, Формирующего напряжениетреугольной Формы фиг.2 в), и форми",рователя 4 импульсов, срабатывающегопо фронту приходящих импульсов(Фиг.2 б). В моменты равенства аналоговой величины и линейно возрастающегго напряжения (Фиг 2 в) срабатываеткомпаратор 3, с выхода которого импульсы фиг.2 г) поступают на входформирователя 5 импульсов (фиг.2 д).Импульсы фиг.2 е) через элементИЛИ 6 по каналу 14 вязи поступаютна первый вход распределителя 7.При этом значение аналоговой величины пропорционально временному интервалу, образованному этими импульсами,Установка распределителя 7 и счет.: чиков 11 и 12 в исходное состояние происходит после кратковременной подачи сигнала "Сброс" (фиг;2 ж, с первого выхода блока 13. При этом ключи 9 и 10 разомкнуты, счетчики 11 и 12обнулены. В момент поступления на информационный вход распределителя 7 импульса он срабатывает и выдает сигнал на замыкание ключа 9 (фиг.2 з),который соединяет счетный вход счетчика 11 с выходом генератора 8 импульсов эталонной частоты. Счетчик 11 начинает счет этих импульсов (Фиг.2 к).При поступлении второго импульса на информационный вход распределителя 7 он срабатывает (Фиг.2 м), размыкая ключ 9 и замыкая ключ 10. При этом счетчик 11 останавливается, а счетчик 12 начинает счет (фиг.2 л). В момент поступления третьего импульса на информационный вход распределителя 7 очередное его срабатывание приводит к размыканию ключа 10 и остановке счетчика 12. Последующие импульсы, поступающие на информационный вход распределителя 7, не вызывают изменения его состояния до выдачи блоком 13 очерецного сигнала "Сброс", асинхронного по отношению к входнымимпульсам, При этом его период выбран заведомо большим периода входныхсигналов,Перед выдачей, очередного сигнала"Сброс" блок 13 считывает са счетчиков 11 и 12 кодовую комбинацию, эквивалентную временным интервалам, которые образованы тремя последовательно поступившими на информационныйвход распределителя 7 импульсами.Далее блок. 13 производит. обработкуи проверку результатов счета насоответствие выбранному периодувходных сигналов. Ксли результатпроверки положительнын, то меньшееили равное циФровое значение из нолученных результатов счета однозначносоответствует преобразуемой аналоговой величине, если отрицательный, то .последовательность преобразованийповторяется до получения положительного результата,Устройство можно разделить (условно) на две части:передатчик и прием-.ник, соединенные между собой каналомсвязи. Работают они независимо могутвключиться или отключиться в любоймомент времени. После включения го+.товность приемника к приему импуль-.сов поступающих на его вход от передатчика по каналу связи, наступаеттолько после формирования блоком 13фиг.1) кратковременного импульса15417Форма сигнала, поступающего отпередатчика, показана на фиг.2 е.Если рассмотреть любые три последовательно расположенные импульса, то5можно заметить, что они образуют дванеодинаковых и тервала времени,Условно называют меньший иэ них основным (с длительностью), а больший - дополнительным (с длительностью1). Величина интервала пропорцйональна преобразуемой аналоговой величине(процесс его формирования проиллюстрирован на Фиг.2 а"е). Интервал йо обозначен понятием "основной временнойинтервал".Сумма интервалов 1 и С определяет величину периода последовательности опорных импульсов Т, т.е.с +С =Т, (1) 20Период Т не зависит от текущегозначения аналоговой величины и выбирается однократно при настройке генератора 1 (Фиг,2 а).Рассматривая Фиг.2 а-е, можно заметить, что первый импульс временногоинтервала Со всегда Формируется вмомент начала "нилы" (Фиг.2 в), авторой - в момент срабатывания компаратора 3 при равенстве мгновенных 30значений "пилы" и аналоговойвеличины (показана горизонтальнойлинией,фиг.2 в). Отсюда видно,что приуменьшении аналоговой величины вто 2рой импульс временного интервала35приближаетСя к первому, а приувеличении в ,отодвигается, однаковсегда имеет место соотношенией (2)или с учетом (1) получают 40о (3)Выражейие (3) позволяет приемнику выявить временной интервал С, издвух интервалов, зафиксированныхсчетчиками 1 и 12. 45Помехоустойчивость способа обусловлена выполнением в приемникепроверки по условию (1), Импульсыпомех могут поступать на вход приемника вперемешку с импульсами передатчика. Однако при этом сумма интерва-лов, зафиксированных счетчиками 11и 12. образованными тремя последовательно поступившими на вход приемника импульсами (среди которых неменее одного импульса помехи)обязательно меньше "известного приемнику" периода Т, Если импульс помехислучайно "погасит" рабочий импульс,79 6или один иэ импульсов перестанет Формироваться в передатчике вследствие его неисправности, или если аналоговая величина выйдет эа пределы рабочей зоны передатчика, тогда проверка на сумму интервалов Тп и 1 в приемнике покажет, что эта сумма превьппает Т , и результат преобразования будет отброшен как ошибочный.Таким образом, за счет предварительно выбранного временного интервала использования в устройстве, осуществляющем способ, одного канала связи для передачи сигналов, образующих временные интервалы, и проверки результатов преобразования повышается точность и обеспечивается высокая помехоустойчивость,Формула изобретения1,Способ преобразования аналоговой величины в код, заключающийся в том, что Формируют последовательность опорных импульсов с периодом следования, большим заданного временного интервала, пропорционального максимальному значению входного сигнала, по переднему Фронту каждого опорного импульса последовательности одновременно формируют линейно изменяющееся напряжение и основной измерительный временной интервал, сравнивают входной сигнал с линейно изменяющимся напряжением и ц момент их равенства прекращают Формирование основного измерительного временного интервала, одновременно с Формированием основного измерительного временного интервала формируют основной код,. ему пропорциональный, осуществляют определение выходного кода, пропорционального входному сигналу, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности и помехоустойчивости, после прекращения формирования основного измерительного временного интервала Формируют дополнительный измерительный временной интервал, равный времени между моментом окончания основного измерительного временного интервала и передним Фронтом последующего опорного импульса, с одновременным Формированием дополнительного кода, пропорционального дополнительному измерительному временному интервалу, после чего осуществляют суммированиеОснОВКОГО и дополнительного кодонросуществляют контрольное сравнениеполученной суммы с заданным кодом,пропорциональным периоду последова 5тельности опорных импульсон, при ихравенстве за величину выходного кодавыбирают код, пропорциональный меньшеу измерительному временному интералу, а при неравенстве контрольноеравнение повторяют для последующихснонного и дополнительноГО иэмери 1 ельных временных интервалов до момента их равенства, причем период следования опорны импульсон выбирают равщм или большим удвоенному значениюзаданного временного интервала,2.Устройство преобразования анало; Говой величины в код, содержащее енератор линейно изменяющегося напряения, компаратор, генератор импульсов эталонной частоты, первый счетчик импульсов, первый ключ блок управления, выход генератора линейно из меняющегося напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входной шиной, счетный вход первого счетчика подключен к выходу первого ключа, информа- ЗО ционный вход которого подключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, о т л и ч а ю щ е е с ч тем, что, с целью повьппения точностии помехоустойчивости, ц него введеныпервый и второй формирователи импульсов, генератор опорных импульсов,элемент ИЛИ, распределитель импульсов,второй ключ и второй счетчик импульсов, счетный вход которого подключенк ньгходу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходомгенератора импульсов эталонной частоты, а вход управления подключен кпервому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с входом управления первого ключа, а информационный вход через канал связи подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого через соответствующие первый ивторой формирователи импульсов подключены к выходам соответственнокомпаратора и генератора опорных импульсов, ьходы начальной установкираспределителя импульсон и первогои второго счетчиков объединены и нодключены к первому выходу блока управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выхода-,ми первого и второго счетчиков имдульсоц, а второй выход является выходнойшиной, выход генератора опорных импульсоц соединен с входом генераторалинейно изменяющегося сигнала.1541779 Составитель Ю.Спиридоноведактор М.Бланар Техред М.Ходанич Корр Т,Малец писное Заказ 290 Тираж ббб ВНИИХИ Государственного комитета по изобре 113035, Москва, Ж, Раущ