Устройство управления аналого-цифровым преобразователем

О П И С А Н И Е (11748399ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоэ СоеетскинСоциапистическинРеспублик(61) Дополнительное к авт. свил-ву 2) За и влено 2 7,06.7 2 6372 99/18-2 1 Кл,6 Г 1/043 К 13/02 исоели пением заявки нуднрственный камнте СССР о делам нзебретеннй и ютнрытнй(7) Заявитель РОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ АНАЛОГО- ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ БИФРОВЫ 4 стройства является полноразрядного вь одноа с 1 2Изобретение относится к вычислитель- результата преобразования (двоично.деной технике и автоматическому управле- . сятичного кода); не формирует результат нию и может быть использовано в качест- преобразования в двоичном коде; не выдаве автомата управления работой аналого- ет результат преобразования в последовацифрового преобразователя (АБП) напря- тельном (число-импульсном) коде; не по 5жение-код, основанного на принципе двух- зволяет организовать асинхронный съем шагового интегрирования, а также в ка- . информации; обладает низкой достоверночестве счетчика. стью передачи результата преобразования;Известное устройство, содержащее не имеет управленйя инверсией выходного счетчик, блоки логических ключей, дешиф- кода; не может быть использовано в каратор, мультиплексор, осуществляет выда- честве делителя частоты.чу сигналов начала и окончания первого Бель изобретения - расширение функ- шага интегрирования, выдачу сягнала вто- циональных возможностей устройства.рого шага интегрирования, преобразова- ; Поставленная цель достигается тем, ние интервал времени-код для второго что в устройство управления аналого-цифшага интегрирования, выдачу сигнала ровым преобразователем, выполненное на включение-выключение коррекции дрейфов интегральной схеме, содержащее счетчик, интегратора и компаратора, управление первый и второй элемент И, дешифратор, считыванием результата преобразования блок логических ключей, содержащий интервал времени-код (двоично-десятичньтй 2 о старт-стопный и тактовый триггеры, инкод)по методу цифра за цифрой (по тетра- вертор, элемент И, шины пуска, коррек- дам) 1 , ции, измеряемого напряжения, опорнойНедостатками у то, частоты, конца преобразования и вых что оно не имеет тхода го кода, причем шина пуска соединен" " у3 748399первыМ-входом старт-стопного триггерблока логических клю ейа венно а его третий вход - со вторым вхоче, второй вход дом пе вого опстарт-стопного триггера соединен с шинойр о дополнительного элемента Иконца преоб разования и первым входомсоединен с шиной и шиной режима кодирования,На че теже п .е стактового триггера блокаа логических клю- ная схема ст ойста чертеже представлена функционапьчей, первый выход старч-стопного тритУ Р ства управления АЦП,Уст ойствгера соединен с ши йшико коррекции, второй мент 2 И, ши 3р й тво содержит счетчик 1 элеУвыход с первым ьходом эле Иблока логических ключей и первым вхо- ом первого элемента И второй вхо к 10 8с первым вхо- тактовый тригге 6 инве ой йвход ко 8 И, шинч 9 измеа вьиод - со счетным входом счетчика, ля ности опВЫХОД КотОРОГО СОЕДИНЕН Се с первым ьходом элемент 14 ИУф ат ж кото 6 юого соединен с 16 знака, шиф ато 17первым входом второго элемента Иифратор, шину 18 режимата, выход 15 коди ования шиорым входом так-ного напряжения ши 2соединен зования, блок 24 спвходами эль. блок 25 заде жки .эЭмента И блока логических клю й фче, дешиф ИЛИ, шину 28 ежимазадержки,.элемент 26 И, элементратора и второго элемента И введен 20 29режима деления, дискРс е у Рс нуены до 9 инве ии ши, триггер знака,выходного кода элемебл ен о м дулю дв блок ииИэлемент ИЛИ и шины полярности, знака,емента, ции, блок 35 логических ключейчисло-импульсного кода, режима деления, 25 Первый вход старг-стопного триггерафратор блок задержки, шина 5 блока 35 логических ключейрежима коди ования ич е соединенрования и четыре шины:та с шйной пуска 4, второй вход старпс,лоннык напряжений п чри вм выход тахтово- ного триггера 5 соединен с шиной 23старп стопши ато а пе вого триггера соедйнен с первыми входащ конца преобразования 23 ия и первым входомфратора, первого и второго дополнитель 50 тактового триггера 6 блока 25ных элементов И и со ахо оока логическихи со аходом блока за- ключей, первый выход старз стоноговходержки, выход которого соединен с первым триггера 5 соединен с шин й 34о коррек. одом блока сложения по модулю два, ции, второй выход - с первым входомвторой аход которого соединен с шиной элемента 8 И блока логическихклюд триггера знакаи вторым з 5 пеРвым входом первого элемента 2 И,входом шифратора, третий аход - с шиной второй вход которого соединенинеи с шинойр ости и первым входом третьего дО- опорной частоты, а выход - со счетнымполнительного элемента И, выход которого входом счетчика 1 выхо ксоединен с пе вым вхпервым входом триггера знака, динен с первым входом дешиф 10второй вход кото гоРого соединенсшинойпус40 выход котороГо соединен с первым входом. ка, выход счетчика соединен с первыми второго элемента 11 И, выход котороговходами блока инверсии и дополнительйого соединен совторым входом тактовогонен сдешифратора, второй вход которого соеди- триггера 6 выход которогооторого соединен чеФодноименным аходом дешифратора а рез инвертор 7 ссо вторыми входами эленитвпьно эвыход - со вторым входом третьего допол мента 8 И блока 15 логических клю йвпьного элемента И, второй вход вто- дешифратора 10 и второго элемента 11их че,со счетным вхрого дополнительного элемента И соединен И, выход тактов 6шино чс етным входом счетчика, а выход - с с первыми входами фшифратора 17, первовй числа импульсного кода, выход пер- го 26 и вто 32рого дополнительных эле элемент ИЛИ соединен со аходом пе е- выхор в и со аходом блока зого дополнительного элемента И через менто И адержки 25,пере- выход которого соединен с первым вхо омстройки счетчика, второй аход элемента блока 24Р одомИЛИ со иОка сложения по модулю два вто йсоединен с шиной режима деления аход которого соединен с шиной 16 знащииой инверо аход блока инверсии соединен с ха выходом триест 15Ф ера знака и вто ымщ иой инверсии, а выход - с шиной вы- входом фр .1755шифратора ., третий вход - сп ярности и первым входомходнаро, хода, выход блоха сложения по, шиной 12 полЯ нмЮулю два соединен с шиной конца пре- третьего дополнительного элемента 14 ИОбразования, выходы шифратора соединены вых до котораго соединен с первым входом1с шинами эталонных напряжений соответст- т игге 15триггера знака, второй аход которого5 7483соединен с.шиной 4 пуска, выход счетчикасоединен с первыми входами блока 29 инверсии я дополнительного дешифратора 13,второй вход которого соединен с одно-именным входом дешифратора 10, а выход 5со вторым входом третьего дополнительного элемента 14 И, второй вход второгодопопнительйого элемента 32 И соединенсо счетным входом счетчика 1, а выходс шиной 33 числа импульсного кода, выход первого дополнительного элемента 26И через элемент 27 ИЛИ соединен со входом перестройки счетчика 1, второй входэлемента 27 ИЛИ соединен с шиной 28режима. деления, второй вход блока 29 ин версии соединен с шиной 30 инверсии, авыход - с шиной 31 выходного кода, выход блока 24 сложения по модулю два соединен с шиной .23 конца преобразования,выходы шифратора 17 соединены с шинамищ.эталонных напряжений соответственно, аего третий вход - со вторым входом первого дополнительного элемента 26 И ишиной 18 режима кодирования,25Устройство работает следующим образом,При использовании устройства в составАОП двухшагового интегрирования на входсчетчика 1 через элемент 2 И поступают,30импульсы опорной частоты по шине 3 опорной частоты. Работа автомата начинаетсяпо команде пуска, поступающей на шину 4пуска. Включаюшийся при этом стартстопный триггер 5 дает разрешение эле-.35менту 2 И на прохождение импульсовОпорной частоты. От момента пуска счетчик 1 отсчитывает первый такт интегрирования, в течение которого тактовый триггер 6 остается в исходном (нулевом) состоянии. Через инвертор 7 и элемент 8 И,блока 35 тактовых ключей на выходнойшине 9 измеряемого напряжения выделяется сигнал, подключающий в АБП (насхеме не приведено) измеряемое напряже 45ние ко входу интегратора АЦП. Времявключения шины 9 является первым шагом(тактом) интегрирования. Время. окончанияпервого шага интегрирования определяетсямоментом срабатывания дешифратора 10 иявляется константой для данного преобра.зователя. При этом срабатывает элемент11 И и переводит триггер 6 в положениевторого шага интегрирования. По шине 12полярности на аход автомата управления55подается сигнал с выхода нуль-органаАБП. Внутри первого шага интегрированиядополнительный дешифратор 13 выделяетмомент опроса шины 12 элементом 14 И. 99, бЭтот момент близок к моменту окончания первого шага интегрироваяия. Поскольку триггер 15 знака в момент пуска обнулея, то по сигналу дешифратора 13 происходят установка триггера 15 знака в состояние, соответствующее знаку (полярности) входного напряжения АЦП. Таким образом, к началу второго шага интегрирования знак опрбделен, запомнен и передается на шину 16 знака 16 и шифратор 17, ко второму входу которого подключена шина 18 режима кодирования. В зависимости от заданного режима кодирования, а также в зависимости от состояния триггера 15, т.е. полярности измеряемого напряжения, шифратор 17 включает одну из четырех шин 19,20,21,22. Эти шины управляют коммутатором эталонных токов АЦП. Разрешение на ввжчение шифратора поступает от тактового триггера 6 в течение всего второго шага интегрирования. В это время автомат управления АЦП осушествляет управление эталонными токами разряда, полярность которых автомат вы 1 бирает шифратором 17 так, чтобы полярность тока разряда (второй шаг) была противоположна полярности тока разряда (первый шаг), т.е. полярности измеряемого напряжения. В процессе второго шага интегрирования напряжение на выходе нуль-органа за счет разряда эталонным током падает и переходит через нуль, меняя полярность. В это время шина 12 полярности меняет свое состояние и на блоке 24 сложения по модулю два формируется сигнал окончания второго шага интегрирования (конца преобразования), поступающий на шину 23 конца преобразования, Время второго шага интегрирования пропорционально измеряемому напряжению.В течение второго шага интегрирования стробируюший вход блока 24 находигся в состоянии разрешения. Задний фронт импульса конца преобразования формируется в момент выключения разрешения по стробирующему входу блока 24, которое происходит в момент вьпцпочения тригтера 6, Для устранения гонок" и формирования минимальной задаяиой дпительяости импульса по шине 23 введен блок 25 задержки.По ширине 18 режима кодирования счетчик 1 может быть включен за счет перестройки схемы переноса в десятичный либо двоичный режим счета.Управление шиной перестройки осушествляется через элемент 26 И и черезшифратор, блок логических ключей, содержащий старт-стопный и тактовый триггеры, инвертор, элемент И, шины пуска, коррекции, измеряемого напряжения, опорнойчастоты, конца преобразования и выходйого кода, причем шина пуска соединена спервым входом старт-стопного триггераблока логических ключей, второй аходстарт стопного триггера соединен с шинойконца преобразования и первым входомтактового триггера блока логических клюра соединен с шиной коррекции, второйвыход - с первым входом .элемента И блока логических ключей и с первым аходомпервого элемента И, второй аход которого ход - со счетным входом счетчика, выход которого соединен с первым входом дешиширения функциональных возможностей, в него введены дополнитепьный дешифратор,два, блок инверсии, три дополнительныхэлемента И, элемент ИЛИ и шины полярности, знака, число-импульсного кода,режима деления, инверсии,. шифратор, блок тыре шины эталонных напряжений, причемвыход тактового триггера соединен с первыми входами шифратора, первого и второго дополнитапьных элементов И и совходом блока задержки, выход которогосоединен с первым входом блока сложенияпо модулю два, второй вход которого соединен с шиной знака, выходом триггера знака и вторым входом шифратора, третий вход - с шиной полярности и первым вхоШина 34 коррекции управляет схемой 45 коррекции аналогично известному устройству.Таким образом, предлагаемое изобрете- ние позволяет значительно расширить фУЮ- циональНые возможности схемыуправления 5 О ЛЦП. дом третьего дополнительного элемента И, выход которого соединен с первым аходом триггера знака,второй вход которого соединен с шиной пуска, выход счетчика соединен с первыми входами блока инверсии и дополнительного дешифратора,второй аход которого соединен с одноименным входом дешифратора, а выход - со 7 748399 8элемент 27 ИЛИ, подключенный вторымаходом к шине 28 режима деления. Приработе схемы в режиме собственно автомата управления АЦП шина 28 имеетнизкий уровень и не оказывает влиянияна работу автомата управления АБП. Втечечие первого шага интегрирования триг- гер 6 находится в исходном ссстоянии иуправление на элемент 26 И не передается, соответственно и нет управления шиноИО:перестройки счетчика 1 от элемента 27ИЛИ, На первом шаге интегрирования счет- чей, первый выход старт-стопного триггечик всегда работает как двоичный и выделяет фиксированный интервал времени, равный 2048 импульсам. Если на шину 18 15кодирования режимов поступает низкийуровень, т.е. выбран двоичный режим пре- соединен с шиной опорной частоты, а выобразования, то шина перестройки не возбуждается, и счетчик на втором шаге также Работает как двоичный, если же на шифратора, выход которого соединен с перну 18 поступает высокий уровень, то в вым входом второго элемента И, выходтечение второго шага интегрирования счет- которого соединен со вторым входом такчик работает как десятичный, переключаясь тового триггера, выход которого соединенв этот режим от шины перестройки. В эа через инвертор со вторыми входами элевисимости от выбранного режима измере мента И блока логических ключей, дешифния на втором шаге происходит подсчет ратора и второго элемента И, о т л и -до 2048 или до 1000 импульсов, ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расВыходной код снимается с шины 31выходного кода, причем в зависимости отпотенциала шины 30 инверсии снимается ЗО триггер знака, блок сложения по модулюпрямой либо инверсный код.Блок 29 инверсии представляет собойв каждом разряде информации полусумматор,Элемент 32 И обеспечивает передачу 55 задержки, шина режима кодирования и чена шину ЗЗ число-импульсного кода. Схемавключена в течение второго шага интегрирования и пропускает количество импульсов;соответствующих коду результата преобразования дополнительного времени, сверх 40основного времени преобразования, а такжепреобразователя параллельного кода, число-импульсный код при этом не требуется.Формула. изобретения55Устройство управления аналого-цифрвым преобразователем, выполненное набольшой интегральной схеме, содержащеесчетчик, первый и второй элемент И, дввторым входом третьего дополнительногоэлемента И, второй вход второго дополнительного элемента И соединен со счетным аходом счетчика, а выход - с шиной числа имлульсного кода, выход первого дополнительного элемента И через элемент9 748399 10ИЛИ соединен со входом перестройки счеъ- пряжений соответственно, а его третий чика, второй вход элемента ИЛИ соединен вход - со вторым входом первого доаопиис шиной режима деления, второй вход бло- тельного элемента И и шиной режима кока инверсии соединен с шиной инверсии, а дрованиявыход - с шиной выходного кода, выход 5 Источники информации,блока сложения по модулю два соединен с принятые вб внимание при экспертизе шиной конца преобразования, выходы шиф. БИС Ифирмы о 5 сопЬЭос., ратора соединены с шинами эталонных на- "Электроника, И 13, 1974 (прототип). 19 80 П Г 2 тавитель А. Кузнецовхред Ж. Кастелевич Корректор М, Вигула И. Нестеров раж 751 Подписноенного комитета СССРетений и открьгий5, Раушская наб., д. 4/5 56/12Т ЦНИИ ПИ Государспо делам изобр 3035, Москва, ЖЗа ППП фПат 66", г. Ужгород, ул. Проктна