Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК ИХ 91 А 03 и 1/1 ВЖ 0638 ММЕНТОВ УЕХНнЧЕСИ БИБй ИОГЕг,А ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1 Мф 27 етельство С М 1/18, 197 ельство СССМ 1/18, 19 АЛОГО-ЦИФР ОВ 6 й осится к им быть исполь ьсих автомат метзмерения и термофизич Зафи 4 ь СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СЕИД(57) Изобретение отной технике и можетно в быстродействуюрованных системах иров широкополосных сигналов с большим диапазоном изменения амплитуд. Изобретение позволяет уменьшить динамическую погрешностьи повысить быстродействие. Это достигается тем, что в устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь 1 считывания, регистр 20, блок3 синхронизации, цифроаналоговый преобразователь 4, блок 9 суммирования,элемент И 15, введены дифференциальный усилитель 2, триггеры 10 - 13,формирователи 18 и 19 импульсов, элемент И 14, элементы ИЛИ 16 и 17,счетчики 6 и 7, блок 8 умножения,запоминающее устройство 5. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.на выходе триггера 11 формируется логический "0" (фиг. 4 б), поступающий через блок 3 на вход 57 счетчика 54 и устанавливающий его в счетный5режим, вследствие чего состояние счетчика 54 начинает изменяться под действием импульсов генератора 53 (фиг. 4 ж) При переполнении счетчика 54 запускается формирователь 55, импульс которого (Фиг. 4 н) поступает на вход элемента 56 задержки и через выход 25 блока 3 на вход 26 АЦП 1, инициируя процесс преобразования инФормации, поступающей на его вход 24 с выхода дифференциального усилителя 2 (фиг. 4 о), сигнал которого, в свою очередь, определяется сигналом на входной шине 21 (фиг. 4 п).После завершения процесса преоб разования на выходе АЦП 1 формирует- ся код некоторого числа Е, (фиг. 4 р), которое, в частности, может быть равно нулю. Сигнал с выхода АЦП 1 поступает на входы элементов И 15 и ИПИ 16, 25 а также на первые входы блока 9, на вторые входы которого с выходов блока 8 поступает код "00" (фиг, 4 и), При этом на выходе блока 9 также формируется код Е 91=Е 1 (фиг. 4 с), поступающий на входы 49 запоминающего устройства 5 и далее на входы 62 блока 58.Импульс с выхода элемента 56 (фиг. 4 т) через выход 28 блока 3 поступает на первый вход элемента ИЛИ35 17 и далее на счетный вход счетчика 6. Вместе с тем импульс с выхода 28 блока 3 через элемент И 14, поддерживаемый в открытом состоянии логической"1" с выхода элемента ИЛИ 16 (фиг.4 э), поступает на вход 5 1 ЗУ 5 и далее на вход формирователя 59, что .приводит к его возбуждению и осцилляции импульса на входе 60 блока 58, в нулевойячейке которого фиксируется резуль 45тат первого измерения Е, временнаянеопределенность которого (фиг4 ж)не превышает половины периода генератора 53.50После завершения записи в блоке 58ЗУ 5 и окончания импульса на выходе 28 блока 3 (фиг. 4 т) на выходах 47 счетчика 6 формируется код числа "01" (фиг. 4 г)., поступаюций на входы 48 ЗУ 5 и возбуждаюций следующую ячейку55его блока 58.В дальнейшем устройство работает аналогичным образом, измеряя мгновенные значения сигнала на информационном входе 24 АЦП 1 и занося все результаты измерения, в том числе нулевые и соответствующие превышениюдиапазона О, преобразователя 1, в выбираемые последовательно ячейки памяти ЗУ 5. При этом коды АЦП 1, соответствующие превышению его диапазона П вызывают появление в соответствующем такте логической "1" на выходе элемента И 15, которая поступаетна вход 27 триггера 10 и устанавливает на его выходе логический 0(фиг, 4 м), поступаюций, в свою очередь, на информационный вход 43 триггера 13.При переполнении сигнала 6, происходящем после окончания измеряемогосигнала на входной шине 21 (Фиг.4 п),на его выходе 39 Формируется сигнал, поступаюций на счетчик 7 и устанавливаюций на его выходах 50 код следующего числа, в данном случае числа"01" (фиг. 4 д), которое поступает на первые входы блока 8. При этом на выходе блока 8 формируется код числа Е(фиг. 4 и), поступающий на вторые входы блока 9 и на входы цифроаналогового преобразователя 4, сигнал с выхода которого (Фиг. 4 к) поступает на вход 23 дифференциального усилителя 2 и смещает его выходной сигнал на соответствующую величину (фиг4 о). Кроме того, сигнал с выхода 39 счетчика 6 запускает формирователь 18, импульс которого (фиг. 4 у) поступает на входы 40 - 42 триггеров 11 - 13 соответственно. При этом триггер 11 переключается и на его выходе формируется логическая "1" (фиг. 4 б), поступаюцая через вход блока 3 на вход 57 счетчика 54 и устанавливающая его в исходное начальное состояние, на выходе триггера 12 формируется логический "0" (фиг, 4 в), снимающий логическую "1" с выхода. элемента ИЛИ 16 (фиг, 4 з), а на выход триггера 13 (фиг. 4 е) с выхода триггера 10 (фиг. 4 м) переписывается логический "0", поступающий на шину 45 готовности н указываюций на незавершенность процесса измерения периодического аналогового сигнала.Следуюций импульс с шины 29 синхронизации (Фиг. 4 л) сбрасывает в "0" триггер 11 (Фиг, 4 б) и начинает новый цикл измерения мгновенных значений сигнала на входной шине 21149599 (фиг. 4 п), причем, поскольку на выходе триггера 1,2 присутствует логичесКий "О" (фиг. 4 в), в этом и последующих циклах измерения в. ЗУ 5 заносятся олько результаты измерения, отличные 5 т нуля, которые частично замещают аписанную в него ранее информацию.В дальнейшем устройство работает налогичным образом, увеличивая после аждого цикла измерения смещение диференциального усилителя 2 на соотетствующую величину и измеряя параетры соответствующего амплитудного слоя" входного сигнала. При этом, сли сигнал на входной шине находитсяпределах рабочего диапазона 0 ,устойства, в одном из циклов измерения ереполнения разрядной сетки АЦП 1 е происходит, поэтому к концу этого икла на выходе триггера 10 сохранятся логическая "1", которая по им- ульсу формирователя 18 переписываетя в триггер 13 (фиг. 4 е). Если на ходной шине 21 сигнал превышает раочий диапазон О, по истечении соотетствующего времени происходит перелнение счетчика 7,. сигнал с выхода 44 которого запускает формирователь 19, импульс которого, в своюЗО очередь, поступает на вход 45 триггера 13 и устанавливает на его выходе логическую "1", которая через шину 4 б готовности поступает во внешнее устройство для индикации окончания измерения. 35После получения сигнала готовнос- тИ с шины 46 внешнее устройство пре-. кращает формирование импульсов на шине 29 синхронизации и считывает информацию с выходов 52 (фиг. 4 ф), на 40 которых присутствует резуЛьтат первого измерения Е, который считываетсн из нулевой ячейки ЗУ 5, возбуждаемого нулевым состоянием выходов 47 счетчика б (фиг. 4 г) . После считыва нйя первого числа из внешнего устройства поступает импульс на шину 38 ,считывания (фиг. 4 х), который через элемент ИЛИ 17 поступает на вход счетчика,б и изменяет состояние его выходов 47 (фиг. 4 г), что приводит к возбуждению следующего адреса ЗУ 5, информация с выходов которого через выходные шины 52 поступает во внеш,нее устройство, в котором после подачй соответствующего количества импульсов на шину 38 считывания, формируется полный массив данных, отражающий результат измерения. 1 8Устройство позволяет свести динамическую погрешность измерения к по" грешности синхронизации цифровых сигналов, которая может быть уменьшена наращиванием разрядности счетчика 54, а также существенно сократить длительность измерения за счет перехода от единичного измерения на каждом входном сигнале к "послойному" измерению совокупности амплитуд, попадающих в заданный амплитудный диапазон.Формула и з о б р е т е н и я1, Адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь, первый элемент И, регистр и блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом пуска аналого-цифрового преобразователя считывания, выходы которого соединены соответственно с первыми входами блока суммирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности и повышения быстродействия, в него введены блок умножения, запоминающее устройство, два счетчика, четыре триггера, второй элемент И, два элемента ИЛИ, два формирователя импульсов, дифференциальный усилитель, причем входной шиной является неинвертирующий вход дифференциального усилителя, инвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с выходом цифроаналогового преобразователя и с информационным входом аналого-цифрового преобразователя . считывания, выходы которого поразрядно соединены с первыми входами первого элемента ИЛИ и первого элемента И, второй вход которого объединен с первыми входами второго элемента И и второго элемента ИЛИ и соединен с вторым выходом блока синхронизации, выход первого элемента И соединен с входом установки в "О" первого триггера, вход установки в "1" которого объединен с входом установки в "О" второго триггера и является шиной синхронизации, выход первого .триггера соединен с информационным входом третьего триггера, вход установки в "1" которого через первый формирователь импульсов соединен с выходом переключения первого счетчика, вход синхронизации объединен со счетным входом второго триггера входом уста 1495991новки в 0 четвертого триггера и соединен с выходом второго формировафв фф теля импульсов , вход установки в 0 третьего триггера объединен с входа. ми установки в " 1 " второго и четвертого три гг е ров , с .установочными входами первого и второго с четчико в и является шиной Пуск, выход третьего триггера является шиной готов ности, выход четвертого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом 15 записи запоминающего устройства, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами блока суммирования, адресные входы запоминающего устройства соединены с 20 соответствующими выходами второго счетчика, а выходы являются выходной информационной шиной, выход переполнения второго счетчика соединен с входом второго формирователя им пульсов и. счетным входом первого счетчика, счетный вход. второго счет-: чика. соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которогоявляется шиной считывания, выход второго 30 триггера соединен с входом блока синхронизации, выходы первого счетчика соединены с соответствующими первыми входами блока умножения, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами регистра, входы которого являются шиной кода, выходы блока умножения соединены соответственно с вторыми входами блока суммирования и входами цифроаналогового преобразователя2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок синхронизации выполнен на последовательно соединенных генераторе импульсов , счетчике, формирователе импульсов и элементе задержки, установочный вход счетчика является входом блока, первыми и вторыми выходами которого являются соответственно вход.и выход элемента задержки,3. Преобразователь по п, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что запоминающее устройство выполнено на последовательно соединенных формирователе импульсов и блоке памяти, адресные и информационные входы которого являются соответственно адресными и информационными входами запоминающего устройства, выходами которого являются выходы блока памяти, вход формирователя импульсов является входом записи запоминающего устройства.Б1495991 01 02;., ОО 02 ОО О.ХХ , ХХХХ3ХХ ХХХХХ Е+/ А фе 1 с ХХХ Х ррек 86/56 Тираж 884 Подписное сударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5;1 ака Про инат твенно-издательский у ХХ ХХ