Способ аналого-цифрового преобразования

САНИЕ ЕТЕНИЯ ни 785991 У СВИДЕТЕЛЬСТВУ нвт. свил-ву 1) М 21)2711076/1 Н 03 3/ 2.80. Ьеллетень Ж 5 К 681.32088.8 ) ия описания 07,12,8 Исмаилов, ф. М. Аллахвердов, и Э. А. Вартапетов 72) Авторы изобретения . Каллинико ециальное конструкторское бюро радиофизическогоиборостроения Научного центра Каспий" АН Азербайджа(71) Заявител АНАЛОГО - БИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВА НИ 54) СПО счета числа им с фиксац техн 1 к и о уменьшения д анало 1 о-цифро межу точ ным инамической погре вых преобразовате преобразованием вх игнала в частоту. способ аналого-ци ос лей на времяла 2.Однако дно т получит осо лозв аналогового Известен преобразовареобраэования входновой эквивалент толькомедленно меняющихся При преобразовании ихся во времени по ысокую точность о сигнала в числ рового и ямо ля и остоя нных и л о времени функци игна лов, изменя ющ пор сиг еш нос Бельюие динам ва ния,Поставленная целчто согласно способуир образовании входинала в частоту след,ормировании непрер достигает чвюшемусялогового си, эаклюого ан мпу пьс овани калы этало но 1 зобретение относится к импульснойе м жет быть использовано для ния, заключающийся в р ональном преобразовании входнола напряжения постоянного тока в частоту следования импульсов и подсчете числа импульсов этой частоты эа образ цовый интервал времени 11.Этот способ, обладая высокой статической точностью и помехозащищенностью, характеризуется низким быстродействием и большой динамической погрешностью,Йзвестен также способ аналого-цифрового преобразования, заключающийся в преобразовании напряжения постоянного тока в частоту следования импульсов, формировании непрерывной шкалы эталонных меток времени, период следования которых равен образцовому интервалу времени,лодобразцовый интервал временипульсов преобразованной частотьей полученного числа импульсовследующего образцового интерв функциям, характеризуемым проиэводнымн до ь -го порядка, возникают два вида динамических погрешностей, которые могут немного превышать статические поизобретения является уменьшеческой погрешности преобразоных меток времеи, период следования которых равен образцовому интервалу времени, и подсчета за образцовый интервал времени числа импульсов частоты, функционально связанной с входым сигналом, формируют импульсные последовательности, частоты следования которых пропорци" ональны текущим приращениям входного сигнала от первого до г 1 -го порядка за время образцового интервала времени, под считывают за время-го образцового интервала времени, и фиксируют число импульсов частоты, равной сумме преобразованной частоты и половины ее приращения первого порядка, затем зафиксированное число импульсов корректируют на текущем+1)-ом образцовом интервале времени импульсами дополнительной последовательности, текущую частоту которой формируют по выражению: 20 785591 фв моменты 1;, период следования которых равен образцовому интервалу времени 1 /Зля компенсации первого вида диамической ошибки, связанной с интегрированием усреднением) частоты входного сигнала, из преобразованной последовательности импульсов формируют вторую последовательность импульсов, сдвинутую по фазе на образцовый интервал времени. Из разности частот этих последовательностей образуют последовательность импульсов с частотой, равной приращению преобразованной часторы за время образцового интеовала. Иэ полученной последовательности импульсов и преобразованной последовательности формируювую последовательностьмпуль-, сов, частота следования которой равна сумме преобразованной частоты и половины приращения этой частоты на время образцового интервала, т.е.:25 среднее значение прираще-ния-го порядка преоразованной частоты завремя (ч +1)-го образцового интервала;длительность образцовогоинтервала времени;текущее время внутри(+1)-го образцового инбЗО 0 тервала времени;1 и 1. - начало и конец (+1)-гообразцового интервала времени;- наивысший порядок прира-щения преобразованнойчастоты.Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг, 1 изображен времен 4 ной график изменения преобразованного кода, полученного известным и предлагаемым способами; нв фиг 2 - блок-схема устройства, реализующего способ.Сущность способа заключается в сле дующем.Входной аналоговый сигнал йх) В преобразуют сначала в последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна входному сигналу Рх)1 = -КОС), где К - коэффициент пропорциональности, Одновременно формируют непрерывную шкалу эталонных меток времени Полученную частоту интегрируют 1 подсчитывают число импульсов) за время 6 -го образцового интервала. В конце Ф -го интервала преобразования образуется числовой эквивалент входного сигнала, скорректированный по динамической ошибке преобразования, связанной с усреднением;СТ 1, (т где Ях Т) - числовой эквивалент преоб-.разованной частоты внутри-го интвералв преобразования;А 8 1,Т ) - числовой эквивалент прира хщения преобразованной частоты за время- .го интервала преобразования.Вторая составляющая динамической погрешности, связанная со ступенчатой апроксимацией входного сигнала числовыми эквивалентами, зависит от скорости изменения входного сигнала и его производных более высокого порядка. Для компенсации этой составляющей погрешности формируют корректирующую последовательность импульсов, текущая частота которой учитывает характер изменения во времени входного сигнала, т,е. функционально связана с его производными. Тогда интегрирование этой последовательности нв текущем интервале преобразования позволяет полуь текущий числовой эквивалент, коррекующий значение кода И Я, долуик /г.7859валенте входного сигналя на (1+1)-ом интервале преобразования:Гг)и-и, (т)ч(т) "(Т+ Д иКак видно из фиг. 1, числовой эквивалент М характеризуется существенноменьшей динамической иогрец.постыл чем.дпя известного спо обаОдно из возможных устройств дляреапизации этого способа содержит блок 151 преобразования аналогового входногосигнала в частоту следования импульсов,суммирую 1 ций счетчик 2, реверсивный счетчик 3, блок 4 формирования эталонных,меток времени блок 5 вычитания частот,линию 6 задержки, делитель 7 частотына два, блок 8 суммиоованил частот, блок9 формирования поспедоватепьностей импульсов, пропорциональных приращепиямпреобразованной частоты от второго доО -го порядка, вычислительный блок 10,Выход блока 1 подключенного входом к)источнику входного сигнала, подкпючен кпервым входам бпоков 5 и 3 непосредственно и через пинию задержки 6 ко второму входу блока 5, выход которого подкпючен к входу блоков 9 и 10 и через блок7 ко второму входу блока 8, выход которого подключен к счетному входу счетчика 2 Выходы разрядов счетчика 2 подкпю-чены к входам разрядов реверсивного счетчика 3 через блок переноса кода, не показанный на схеме, Выходы блока 9 подключеныы к входам бпок а 10, выход к оторогоподключен к счетному входу счетчика 3,46Выход блока 4 подключен к входам обнуления счетчиков 2 и 3 и к входу блока 10,Работает устройство спедуюшим образом,45 91 8этих последовательностей, и нв его выходе образуется последовательность импупьсов, равная прира 1 цению ьпреобрахэованной частоты за образцовый интервап времени Т, Эта частота делится на два в блохе 7 и поступает на один вход блока 8, на второй вход которого поступает преобразованная частотаф, В блоке 8 производится суммирование этих частот, и с выхода блока 8 на счетный вход счетчика 2 поступает последоватепьность импульсов с частотой Е,(Ь), На сбросовый вход счетчика 2 поступают эталонные метки времени с блока 4 с периодом следования, равным образцовому интервалу времени То, За время ь -го образцового интервала на выходах разрядов счетчика 2 образуется код М (T) скорректированный по,КЯхметодической ошибке усреднения. Код ю КИо Т, после окончания-го интерват,хла преобразования переписывается в предварительно обнуленный счетчик 3, после чего счетчик 2 обнуляется и в нем производится очередной цикл преобразования частоты в код, В блоке 9 на основании информации о приращении первого порядка 1 х(с), доступа,сщей с выхода блока 5, определяются приращения преобразованной частоты от второго до П -го порядка ( например, с помошью последовательно соединенных линии задержки и блока вычитания, анапогичных блоков 5 и 6). С выходов блока 9 последовательности импульсов с частотами, пропорциональными прирашениям преобразованной частоты от второго до и -го порядка, поступают на входы блока 10, в котором производится формирование корректирующей последовательности импупьсов. Импульсы корректируюшей частоты поступают на счетный вход счетчика. 3 и в зависимости от знака этой частоты изменяют код в счетчике 3. На выходах разрядов счетчика 3 образуется текущий код числового эквивалента входного сигнала.В блоке 1 производится преобразование входного аналогового сигнала Ох(С) в частоту следования импульсов (М мгновен) 0 ное значение которой пропорционально значению аналогового сигнала в середине соответствующего периода. Г 1 оследовательность импульсов с частотой Г(С) поступает на один вход блока 5, на второй вход которого поступает вторая последователь 55 ность импульсов (С- Т ) сдвинутая в лих онии 6 задержки на время, равное Т, В блоке 5 производится вычитание частот Формупа изобретения Способ аналого-цифрового преобразования, заключаюшийся в преобразовании входного аналогового сигнала в частоту следования импульсов, формировании непрерывной шкалы эталонных меток времени, период следования которых равен образцовому интервалу времени, и подсчете за обР разцовый интервал времени числа импульсов частоты, функционально связанной с входным сигналом, о т и и ч а ю ш и й -с я тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности, формируют импульсные последовательности, частоты следования которых пропорциональны текущим приращениям входного сигнала от первогодо и -го порядка за время образцовогоинтервала, подсчитывают за время-гообразцового интервала и фиксируют числоимпульсов частоты, равной сумме преобразованной частоты и половины ее прираще- йния первого порядка, затем зафиксированное число импульсов корректируют на текущем (1 +1)-ом образцовом интервалевремениимпульсами дополнительной последовательности, текущую частоту которой 15формируют по выражению; 9 785991 10 гдето у(Е+ ) - среднее значение прира щения 1 -го порядка преобразованной частоты эа время (+1)-го образцового интервала; Т - длительность образцового интервала временн;- текущее время внутри (+1)-го образцового интервала времени;и Ф - начало и конец (1 +1 )-го образцового интервала времени; И - наивысший порядок приращенйя преобразованной частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Махнанов В. Д. и Мклохин Н. Т, Р (О" - Е. -а(Т +г- устройства частотного и время-импульсно- , го преобразования, "Энергия, 1970,с. 6-7,2. Шушков Е. И. и Цодиков М. Б. Мноф ук(,т 1+1) ( гоканальные аналого-цифровые преобразователи,"Энергия", 1975, с. 55-56 (прототип).785991 Составител ва Техред А.ираж 995Государственноголам изобретений иМосква, Ж, Ра Поанисноекомитета СССРоткрытийшская наб., д. 4