Аналого-цифровой преобразователь в системе остаточных классов

(5 ц 5 Н 03 М 1/28 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР И. 1372620, кл, Н ОЗ М 1/28, 1986.Авторское свидетельство СССР М 1368989, кл, Н 03 М 1/28, 1986, (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе устройств ввода аналоговой ичформации в вычислительные системы, функционирующие в кодах системы остаточных классов (СОК), Цель изобрещ.Ы 2 до 1698991 А 1 тения - повышение достоверности преобразования. Преобразователь содержит аналого-цифровые преобразователи 1,1-1.п, блок 2 коррекции, сумматоры 3,1 - З.п, шифраторы 4.1 - 4.п, выходные регистры 5,1-5.п, элемент б задержки, входную аналоговую шину 7, шину 8 управления, выходные шины 9 остатков, Блок коррекции 2 содержит первые 10 и вторые 11 входы, первый 12 выход и второй 1 Э выход "Ядро числа", первую группу шифраторов, первый сумматор, вторую группу шифраторов, второй сумматор, шифратор и третий сумматор, Сущность изобретения заключается в том, что величина ядра и искаженных остатков однозначно определяет величину коррекции, которая определяется в блоке 2 коррек- з ции. 1 э,п,ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано для сопряжения датчиков аналоговой информации с вычислительными устройствами, функционирующими в системе остаточных классов СОК), а также для преобразования мгновенного значения аналогового сигнала в код СОК,Известен аналого-цифровой преобразователь в системе остаточных классов, содержащий и аналого-циФровых преобразователей по модулю, и сумматоров по модула, (и) блоков коррекции, два счетчикэ по модулю и блок управления.Такой преобразователь имеет большую сложность и низкую скорость коррекции ошибок преобразования,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналогоцифровой преобразователь в код системы остаточных классов, содержаЩий блок выделения остатка по наибольшему основанию, первый выход которого является выходной шиной остатка по наибольшему основанию, Вход является аналоговой Входной шиной и Обьединен с входами ианалого-цифровых преобразователей, где и - число оснований системы остаточных классов, выходы которых подключены к первым входам соответствующих исумматоров, вторые входы которых объединены и являются шиной коррекции, а выходы подключе, ны к информационным входам исоответствующих шифраторов, выходы которых подключень 1 к первым входам соответствующих пблоков коррекции, вторые входы которых являются шичами кодов соответствующих оснований кода СОК, выхо ды являются выходными шинами остатков по соответствующим основаниям, а также содержащий одновибратор, регистр, п-й шифратор, икоммутаторов, первые информационные входы которых Объединены и подключены к первому выходу блока Выделения остатка по наибольшему основанию, выходы пкоммутаторов подключены к третьим входам соответствующих блоков коррекции. управляющие входы объединены с управляющими входами ишифраторов, входом одновибратора, четвертыми входами блоков коррекции и являются шиной управления, вторые информационные входы икоммутаторов подключены к вторым выходам блоков коррекции соответственно с второго по п, второй информационный вход и-; коммутатора подключен к выходу и"го шифратора, информационный вход которого подключен к второму выходу блока выделения остатка по наибольшему основанию, управляющий вход подключен к шине потенциала логической единицы, при этом второй выход первого блока коррекции подключен кинформационному входу регистра, управля 5 ющий вход которого подключен к выходуодновибратора, а выход является выходнойшиной "ядро числа".Однако такой преобразователь обладает низкой достоверностью преобразования,10 так как коррекция остатков производится поостатку эталонного основания, который также может искажаться, а определяемая величина ядра преобразуемой величины дляповышения достоверности преобразования15 не используется,Цель изобретения - повышение достоверности преобразования путем использования позиционной характеристикинепозиционного кода-ядра числа,20 Поставленная цель достигается тем, чтоаналого-цифровой преобразователь в системе остаточных классов, содержащий ианалого-цифровых преобразователей, где и- число оснований кода системь остаточных25 классов, первые входы которых обьединеныи являются входной аналоговой шиной, первые выходы ииз которых подключенык первым входам соответствующих и сумматоров, и шифраторов, блок коррекции30 и первый выходной регистр, дополнительносодержит и-ый сумматор, иВыходных регистров и элемент задержки, причем первыйвыход и-го аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом п-го сум 35 матора, вторые входы сумматоровподключены к выходам соответствующихшифраторов, входы которых объединены иподключены к первому выходу блока коррекции, второй выход которого является вы-,40 ходной шиной "ядро числа", первые ивторые входы соединены с первыми и вторыми выходами п аналого-цифровых преобразователей, вторые входы которыхявляются шиной управления и объединены45 со входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющими входами ивыходных регистров, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих сумматоров, а выходы являются50 Выходами остатков по соответствующим основаниям,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг,2 - функциональная схема блока коррекции.5 Аналого-цифровой преобразователь всистеме остаточных классов содержит аналого-циФровые преобразователи 1,1-1.п,блок коррекции 2, сумматоры 3,1-3.п, шифраторы 4.1-4.п, выходные регистры 5.1-5.п,элемент 6 задержж, Входную аналоговуюшину 7, шину 8 управления, выходные шины 9 остатков; блок коррекции 2 содержит первые 10 и вторые 11 входы, первый 12 и второй 13 выход, две группы 14 и 15 по и шифраторов каждая, первый 16 и второй 17 сумматоры, шифратор 18 и третий сумматор 19, причем выход 13 блока является выходом "Ядро числа" устройства.Аналого-цифровой преобразователь в системе остаточных классов работает следующим образом,В коде СОК цифровой эквивалент преобразуемой аналоговой величины А должен представляться остатками а 1, а 2, , ап по основаниям Р 1, Р 2,Рп, причем где Л - шаг квантования по уровню;О- погрешность преобразования, удовлетворяющая условию О0,5 Л.Приняв Л= 2= 1, остаток а; любого числа К из диапазона Р=Р 1 Р 2 - мРпредставится как где) - целая часть.Вычисление значений (М/Р 1) может быть произведено с довольно вь.сокой точностью, в то же время получение вместо а величин Ю + 1 приводит в СОК к большим погрешностям.Выберем т 1 т 2, , г, - коэффициенты ядра диапазона, тогда ядро числа й в СОК может быть найдено по формуле ЯИ =- К/Р 1) г + (К/ Р 2) Т 2(М/Рп) Тп, (2),а ядро диапазона Р по формуле Йо = Р/Р 1 т 1 + Р/Р 2 г 2 Р/РпГп (3),Число И может быть найдено по егоядру и остаткам аВМ Р +т Р/Р 1 б=1Ч -йоПерепишем зто выражение в следующемвиде: иМйо=-РиР+ц Р/Р 4(4).1=1Очевидно, что левая и правая части выражения (4) по модулю Ю Должны быть тождественны нулю. Отличие от нуля правой части (4) (при правильном опеделении Йм) свидетельствует о наличии искажений в остатках 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 а), а ее величина характеризует адрес искажения.Так как варианты возможных искажений заранее известны, для конкретной СОК можно составить таблицу погрешностей 6 = 1, их адресов и корректирующих сигналов. Пусть задана СОК р 1.= 7, р 2 -= 11, рз = 13, Р = 1001 и т 1 = -2, Г 2 = 5,гз=-2, тогда Во =15,Преобрззуем аналоговую величину А в ее цифровое представление В СОК, Величина А подается на входную аналоговую шину 7 и поступает на аналого-цифровые преобразователи 1,1 - 1,п, которые по сигналу на шине управления 8 преобразуют ее в остатки ц по соответствующим Основаниям и величины (К/Р;), поступающие соответственно на первые и Вторые выходы преобразователей 1. Остатки подаются на первые входы сумматооов 3,1 - З,п и первые входы 10 блока коррекции 2, а величины (М/Р) - на вторые входы блока 2.Шифратор 14. 1 преобразует остаток а в величину ( а; Р/Рнт,)Во, а шифратор 16,1 величину(М/Р) - В величину И/Р) ц. Таким Образом на ВыхОДе второго сумматора 17 появится позиционный код ядра числа М, поступающий на Выход "3 аналого-цифро- БОГО преобразовь,еля в ОК и на ВХОД шифратора 18, преобрдзу:О 1 Цьго кОД числа Кк В код Я;. . )Во, перв й сумматор 15 образует сумму сел:.,чин,;оступгющих с шифраторов 14.-14,п перво группы, Названные величины по алгоритму (4) суммируются В третьем сумматоре 19 и если получаемая величина не равна нулю п;: .Одулю Во. значитд получень с ис,а.алиям и требуется их коррекция, Если голуч;:.мая сумма равна нулю по мОДулю Ео, то Ошйбок нет и Остатки й пооходят через сумь атдч.ы 3,1-3.п (сигналы с выходов шифраторо д.-.4,п равны нулю) и подаются на ин - Ормационные входы Выходных реги тро.:. 5,1-5.п, на управляющий Вход котор;х с выхода элемента задержки поступит сигнал, разрешающий запись Остатков В соответствующие Выходные регистры и далее на выходные шины 9 аналого-цифрсвого преобразователя В СОК,Если произошло искажение, то аналого-цифровой преобразователь работает следующим Образом.Пусть Для Выбоанной СОК получили(М Р 1) = 71, М/Р 2) = 45, ";й/РЗ) = 38и а - / гм - 6 и аз тогд. ядро й = 71 х(-2) + 45 Х 5 + 38 х(-2) = 7, получаемое гри помощи шифраторов 16 второй группы и втор(н, сумматора 17 бло ка 2, подается на выход 13 "Ядро числа" аналого-цифрового преобразователя и поступит на ВхОд шифратора 18, на выходе которого получаем(7 х 1001)15 = 2, На выходе первого сумматора 15 получаем соответст венно -- Ь)+ бк 5+ Ь(-4) = В, с учетом знака На выходе 12 третьего сумматора 19 получаем число десять, Оно соответствует 18-ойстроке таблицы. По величине "плюс десять"с шифраторов 4.1 - 4,3 выдаются соответственно величины 1, 10 и 1, которые в сумматорах 3,1-3.3 складываются с остатками,выдаваемыми с аналого-цифровых преобразователей 1,1 -1.3, Сумматоры 3,1 - 3,3 работают по соответствующим модулям 20системь 1, в результате на их выходах получае л о 1 корректированный код эквивалентааналоговой величины в СОК, т,е,М = М +0, б, б 5)2, 6, 5) + (1, 10, 1)==3,5,6),В зависиглости от конкретной СОК и построения шифраторов 4,1-4.и первый 15 и, третий 19 сумматоры не обязательно должны выполняться модульными (работать помодулю Ко). Достаточно, чтобы при величине К х Во на выходе 12 блока 2 коррекциисигнал с выходов шифраторов 4,1-4.и равнялся нулю, где М - целочисленная переменная, а при других значениях на выходе 12блока 2 обеспечивалась верная коррекция 35ошибок преобразования.Такое построение аналого-цифровогппреобразователя позволяет получать цифровой эквивалент аналоговой величины сточностью до единицы, используя ядро-позиционную характеристику, которая болееполно описывает все число в СОК, чем от дельный вычет, Кроме того, такое построение устройства обеспечивает коррекциюостатков одновременно с их получением, 45что также увеличивает быстродействие посравнению с прототипом,Ф о р мул а и з обретен и я1, Аналого-циФровой преобразовательв системе остаточных классов, содержащий 50 и аналого-цифровых преобразователей, где и - число оснований кода системы остаточных классов, первые входы которых обьединены и являются входной аналоговой шиной, первые выходы ииз которых подключены к первым входам соответствующих исумматоров, и шифраторов, блок коррекции и первый выходной регистр, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности преобразования, в него введены и-й сумматор,. ивыходных регистров и элемент задержки, причем первый выход и-го аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом и-го сумматора, вторые входы и сумматоров подключены к выходам соответствующих шифраторов, входы которых обьединены и подключены к первому выходу блока коррекции, второй выход которого является выходной шиной "Ядро числа", первые и вторые входы соединены соответственно с первыми и вторыми выходами и аналогоцифровых преобразователей, вторые входы которых являются шиной управления,и объединены с входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющими входами и выходных регистров, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих и сумматоров, а выходы являются выходными шинами остатков по соответствующим основаниям,2, Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок коррекции выполнен на первой и второй группах из и-шифраторов каждая, первом, втором и третьем сумматорах, выход последнего из которых является первым выходом блока, первый и второй входыподключены к выходам первого сумматора и шифратора соответственно, вход последнего из которых соединен с выходом второго сумматора и является вторым выходом блока, первыми и вторыми входами которого являются соответственно входы О шифраторов первбй и и шифраторов второй групп, выходы и шифраторов первой группы соединены с соответствующими входами первого сумматора, а выходы и шифраторов второй группы соединены с соответствующими входами второго сумматора.10 1698991 Адрес (сигнал Коррекция на выходе (сигналы с сумматора 19) шифраторов 4.1-4.3Тираж. ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб,. 4/5 изводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,1 2 3 4 5 6 1 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 0 О 1 1 О -1 0 0 -1 - 1 0 1 1 1 - 1 - 1 -1 0 0 -1 1 1 О 1 О 1 О 1 0 -1 О -1 0 -1 - 1 0 - 1 1 0 1 1 -1 - 1 1 -1 1 0 О 1 0 1 1 0 0 -1 0 -1 -1 О -1 - 1 0 1 -1 -1 1 1 -1 1