Способ аналого-цифрового преобразования мгновенного значения повторяющегося сигнала

Номер патента: 884128

Автор: Лисенков

ZIP архив

Текст

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккхСок)квлксткческкхРестублкк(23) Приоритет но делам изобретений и открытий) Заявитель СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПОВТОРЯЮШЕГОСЯСИГНАЛА 5 налогопреобраэорового интеческой пошью метода вания, тоимое для зано произверовых кошивания, него цифрового Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно к преобразованию слабых сигналов импульсными автокомпенсационными системами, и может быть использовано для построения цифровых измерителей мгновенных значе ний широкополосных повторяющихся сигна лов на фоне шумов, например, чувствитель ных стробоскопических вольтметров,10Известен способ аналого-цифрового преобразования входного сигнала, основанный на поразрядном уравновешивании мгно венного значения входного сигнала компенсирующим сигналом отрицательной обратной связи, который обеспечивает высокую чувствительность, малую систематическую погрешность и отсутствие режима самовозбуждения в преобразователе. На каждом такте уравновешивания проВодят сравнение мгновенного значения входного сигнала с компенсирующим сигналом, для чего стробируют входной сигнал в Выбранной точке. Если случайную погрешност цифрового стробоскопического вания снижают по методу циф грирования, а малой системат грешности добиваются с помо уравновешивающего преобразо число стробирований, необход вершения преобразования, рав дению числа суммируемых циф дов на число тактов уравнове обходимых для получения одно кода. В этом случае отношение величины разности между мгновенным. значением входного и компенсирующим сигналами к величине шума изменяется в процессе уравновешивания. во много раз. На тактах, далеких от состояния равновесия, это отношение может быть настолько большим, что наличие шума перестает влиять на результат правильной отработки этих тактов 111. Недостатком известного способа являя большое время преобразования, про 884128порцнональное общему числу стробирований. Это обусловлено тем, что число суммируемых кодов выбирают постоянным иэрасчета максимально возможной, величины шума, т,е. не учитывают истинную величину шума, а также изменение отношения величины разности между мгновеннымзначением входного и компенсирующимсигналами к истинной величине шума впроцессе уравновешивания,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ основанный на поразрядном уравновешиваниикомпенсирующим сигналом отрицательнойобратной связи мгновенного значения входного сигнала путем многократного стробирования входного сигнала, его алгебраического суммирования в момент стробирования с компенсирующим сигналом отрицательной обратной связй, интегрированияполученного импульсного разностного сигнала на каждом такте уравновешивания,сравнения проинтегрированного разностного сигнала с положительным и отрица.тельным пороговыми сигналами и использования сигнала об изменении знака неравенства между проинтегрированным разностным сигналом и любым из пороговыхсигналов для изменения компенсирующего сигнала отрицательной обратной связи,Присутствующие при измерении шумыаддитивно смешиваются с входным, компенсируюшим и разностным сигналами. Врезультате амплитуды отдельных импульсов разностного сигнала изменяются случайным образом и на некоторых тактахуравновешивания импульсный разностный сигнал становится знакопеременным,Вероятность правильного определения знака истинной амплитуды разностного сигнала на всех тактах уравновешивания увеличивают методом накопления разностногосигнала, Минимальное значение этой вероятности задают с помощью амплитудыпороговых сигналов2.Однако время, необходимое для преобразования, остается достаточно большим ичисло стробирований на каждом тактеуравновешивания обратно пропорциональноистинной амплитуде разностного сигналана этом такте.Цепь изобретения - сокращение времени преобразования.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу аналого-цифровогопреобразования мгновенного значения повторяющегося сигнала, основанному напоразрядном уравновеишвании компенсирующим сигнвлол 1 отрицательной обратной55 сигнал 0 рсън И)мплитуда отдельных илщупьсов рлзностного сигналаД=(р,1,связи мгновенного значения входного сшнала, путем многократного стробирования входного сигнала, его алгебраического суммирования в момент стробирования с компенсирующим сигналом отрицательной обратной связи, интегрирования полученного импульсного разностного сигнала на каждом такте уравновешивания, сравнения проинтегрированного раэностного сигнала 1 О с положительным и отрицательным пороговыми сигналами и использования сигнала об изменении знака неравенства между проинтегрированными разностным сигналом и любым из пороговых сигналов для изменения компенсирующего сигнала отрицательной обратной связи, положительный и отрицательный пороговые сигналы получают путем формирования ступенчатого линейно нарастающего сигнала, про- рО порционального количеству проинтегрированных импульсов разностного сигнала, его нелинейного преобразования по закону корня квадратного и инвертирования, дополнительно сравнивают сформирован- Ь ный линейно нарастающий сигнал с постоянным уровнем, а проинтегрированный разностный сигнал - с нулевым уровнем и после достижения линейно нарастающим сигналом постоянного уровня для изменения компенсирующего сигнала отрицательной обратной связи используют сигнал о знаке проинтегрированного разностного сигнала по результатам сравнения его с нулевым уровием.Способ состоит в следующем.Мгновенное значение входного, например повторяющегося, сигнала сравнивают с компенсирующим сигналом отрицатель ной обратной связи Ок, который изменяют по результатам сравнения таким образом; что разность между мгновенным значением входного и компенсирующим сигналами уменьшается к концу преобразования до величины, равной разрешающей способности преобразователя, Для этого путем многократного стробирования входного сигнала в той точке, в которой измеряют его мгновенное значение, и его алгебраического суммирования с компенсирующим сигналом, берут выбОрки раз О ности между мгновенным значением входного и компенсирующим сигналами. Пос ледовательность таких выборок, относящихся к одной и той же точке входного сигнала, образует импульсный раэностный7 88 чатого линейно нарастающего сигнала, устройства 5 нелинейного преобразования сигнала с амплитудой, равной амплитуде ступенчатого линейно нарастающего сигнала в степени 1/2, инвертора 6, срав нивающих устройств 7 и 7, сравниваю(щего устройства 8, управляемого сравнивающего устройства 9, устройства 10 отработки напряжения компенсации, цифроаналогового преобразователя (БАП) 11,Устройство работает следующим образом.Входное напряжение О подают на первый вход смесителя 1; напряжение компенсации Ок с выхода КАП 11 подают на второй вход смесителя, на третий вход которого подают строб-импульсы. На выходе смесителя образуется импульсный раэностный сигнал с амплитудой,пропорциональной разностимгновенного значения входного и.компенсирующего напряжения, Момент стробирования задают с помошью импульсного сигнала синхронизации ИсиихРИмпульсный раэностный сигнал, поступающий с выхода строб-смесителя 1, накапливают с помощью интегратора 3, на выходе которого получают проинтегрированный разностный сигнал. В начале каждого такта уравновешивания осуществляют сброс интегратора 3 сигналом "Установка", вырабатываемым устройством 10 отработки напряжения компенсации. Этот же сигнал используют для сброса формирователя 4 ступенчатого йинейно. нарастающего сигнала.формирователь 4 формирует из импульсного сигнала синхронизации 0 ступенСннмР чатый линейно нарастающий сигнап, пропорционайьный числу проинтегрированных импульсов раэностного сигнала, которое равно чиспу синхроимпульсов, поступивших на формирователь за время интегри рования.Линейно-нарастающий сигнал подают на устройство 5 нелинейного преоб раэования, которое преобразует этот сигнал по закону корня квадратного, и на первый вход сравнивающего устройства 8, на второй вход. которого поступает постоянный уровень.Сравнивающие устройства 7 и 7 про 1 водят сравнение проинтегрированного раэностного сигнала с выхода интегратора 3 с положительным и отрицательным пороговыми сигнапами, соответственно. На вход сравнивающего устройства 7 пороговый сигнал поступает с выхода устройства 5 нелинейного преобразования непосредственно, а на вход сравнивающего 4128 8устройства 7 -через инвертор 6. Прн иэменении знака неравенства между проинтегрированным разностным сигналом иодним из пороговых сигналов с выхода5 соответствующего сравнивающего устройства 7 или 7,. на устройство 10 отра/ботки напряжения компенсации поступает сигнал, по которому устройство 10осуществляет изменение выходного кодасогласно программе поразрядного уравновешивания и вырабатывает сигнал "Установка".Выходы сравнивающих устройств 7 и7 соединены по схеме МОНТАЖНОЕИЛИ с соответствующими выходами управляемого сравнивающего устройства 9, которое сравнивает проинтегрированный разностный сигнал с выхода интегратора 3с нулевым уровнем. Сигнал о знаке про 20 интегрированного разностного сигнала появляется на одном из выходов управляемого сравнивающего устройства 9 лишьпри наличии разрешающего сигнала науправляющем входе устройства 9, кото 2 рый поступает с выхода сравнивающегоустройства 8 после превышения линейнонарастающим сигналом постоянного уровнясоиьФЕсли проинтегрированный раэностныйЗо сигнал имеет положительный знак, выходной сигнал появляется на том выходе управляемого сравнивающего устройства 9,который соединен с выходом сравнивающего устройства 7, а если проинтегрированный разностный сигнал имеет отрицательный знак, выходной сигнал появляется на выходе устройства 9, соединенномс выходом устройства 7Выходной код с устройства 10 отрао ботки напряжения компенсации поступаетна вход цифроаналогового преобразователя 11, который преобразует его в напряжение компенсации О КомВероятность правильного определениязнака разности между мгновенным значением входного и компенсирующим сигналами, соответствующего знаку разностного сигнала, задают величиной крутизныамплитудной характеристики формировате 50ля 4, которая определяет амплитуду ступенек линейно нарастающего сигнала,При условии, когда случайная погрешность преобразования с вероятностью, неменьшей выбранной величины вероятности,Яне превышает разряда преобразователя, и при прочих равных условиях, предлагаемый способ позволяет сократить время преобразования по сравнению с известным в 2,8 раза.,, Тираж .991 ПодписиИИПИ Государственного комитета Ста ССпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д Заказ 10255/85 4/5, уп, Проектн Патент",. г пиал П формупа изобретения Способ аналого-цифрового преобразования мгновенного значения повторяющегося сигнала, основанный на поразрядном уравновешивании компенсирующим сигналом отрицательной обратной связи мгновенного значения входного сигнала путем многократного стробирования входного сигнала, его алгебраического суммирования в момент стробирования с компенсирующим сигналом отрицательной обратной связи, интегрирования подученного импульсного раэностного сигнала на.каждом такте уравновешивания, сравнения проинтегрированного разностного сигнала с положительным и отрицательным пороговыми сигналами, использования сигнала об изменении знака неравенства между проинтегрированным раэностным сигналом и любым из пороговых сигналов дпя изменения компенсирующего сигнала отрицательной обратной связи, о т л и ч аю ш и. й с я тем, что, с целью сокращения времени преобразования, попожительный и отрицательный пороговые сигналы 10получают путем формирования ступенчатого линейно нарастающего сигнала,пропорционального количеству проинте -грированных импульсов раэностного сигна 5 ла, его нелинейного преобразования позакону корня квадратного и йнвертирования, дополнительно сравнивают сформированный линейно-нарастакиций сигнал с постоянным уровнем, а проинтегрированныйразностный сигнал - с нулевым уровнеми после достижения линейно нарастающимсигналом постоянного уровня для изменения компенсирующего сигнала отрицательной обратной связи используют сигнал ознаке проинтегрированного раэиостногосигнала по результатам сравнения его снулевым уровнем,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Вопросы радиоэлектроники, серияРадиоизмерительная техника, 1971,

Смотреть

Заявка

2893898, 17.03.1980

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4493

ЛИСЕНКОВ БОРИС НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H03K 13/17

Метки: аналого-цифрового, значения, мгновенного, повторяющегося, преобразования, сигнала

Опубликовано: 23.11.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-884128-sposob-analogo-cifrovogo-preobrazovaniya-mgnovennogo-znacheniya-povtoryayushhegosya-signala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ аналого-цифрового преобразования мгновенного значения повторяющегося сигнала</a>

Похожие патенты