CS219315B2 - Způsob a zařízení pro převodníku - Google Patents

Abstract

Vynáléz se týká způsobu korekce výstupních signálů číslicového převodníku, který převádí fyzikální veličiny pomocí impulsového sledu, přičemž charakteristika převodníkové frekvence jako funkce fyzikální veličiny je v pracovní oblasti přímková á mimo pracovní oblasti (převodníku protíná souřadnici udávající frekvenci převodníku mimo počátek souřadnic, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že korekční frekvence se superponuje na převodníkovou frekvenci (fg) iza účelem obdržení korigované převodníkové frekvence (fgkorr), přičemž korekční frekvenve (fk) se nastaví tak, aby výsledná charakteristika procházela počátkem souřadnic, přičemž korekční impulsy se přivádějí do zařízení po projití převodníkového impulsu, zatímco časově totožné nebo blízké převodníkové a korekční impulsy se oddělí do dvou odlišných impulsů.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro korekci výstupních signálů číslicového převodníku, který převádí fyzikální veličiny pomocí impulsového sledu, přičemž charakteristika převodníkové frekvence jak-o· funkce sledované fyzikální veličiny je v pracovní oblasti přímková a mimo pracovní oblasti převodníku protíná souřadnici udávající frekvenci převodníku mimo počátek souřadnic.

V mnohých případech dodávají přesně pracující měřicí přístroje výstupní signály, které jsou s měřenou veličinou v lineárním vztahu. Hovoří ,se přitom o tzv. měřicí charakteristice měřicího přístroje, to znamená o křivce, která znázorňuje signál v závislosti na měřených hodnotách znázorněných přímkou. Následkem tření, některých dalších fyzikálních vlivů a některých vlastností měřicích přístrojů, jsou výstupní signály ve skutečnosti nepřímo úměrné měřeným proměnným. Jinak řečeno, charakteristika měřicího přístroje, nebo její prodloužení neprobíhá počátkem souřadnic grafického znázorněni, ale poněkud stranou. Tato skutečnost způsobuje těžkosti obzvláště v době, kdy převodník vysílá impulsní sled, který je počítán a registrován pomocí sčítacího zařízení nebo» počítače, které pracují proporcionálně.

Vynález si klade za úkol vytvořit způsob a zařízení, pomocí nichž je možno korigovat sled impulsů vysílaných převodníkem tak, aby tento sled byl přímo a přesně úměrný měřeným hodnotám v celé pracovní oblasti převodníku.

Tento úkol splňuje a nedostatky známých způsobů a zařízení odstraňuje způsob korekce výstupních signálů číslicového- převodníku podle vynálezu, jehož podstatou je, že korekční frekvence se superponuje na převodníkovou frekvenci za účelem obdržení korigované převodníkové frekvence, přičemž korekční frekvence se nastaví tak, aby výsledná charakteristika procházela počátkem souřadnic, přičemž korekční impulsy se přivádějí do zařízení po projití převodníkového impulsu, zatímco časově totožné nebo blízké převodníkové a korekční impulsy se oddělí do dvou odlišných impulsů.

Podle dalšího význaku vynálezu se korekční impulsy, které se superponují na převodníkový impuls, ohraničí maximálním počtem, klesne-li frekvence převodníkových impulsů pod minimální hodnotu pracovní oblasti.

Dále se po každém převodníkovém impulsu vysílají korekční impulsy po dobu větší než je t_max = 1/fnnn, nebo se po každém převodníkovém impulsu vysílají korekční impulsy o počtu menším než n = fk/fminDalším význakem vynálezu je, že po» každém převodníkovém impulsu se vyšlou pro superpozici korekční impulsy, jejichž počet n je maximálně fk/fmin nebo se rovná celému číslu N a K přímo nad nebo pod touto hodnotou, přičemž vysílání N a K korekčních impulsů se střídavě řídí tak, aby se průměrná hodnota celkového počtu těchto impulsů na každý korekční impuls rovnala číslu n.

Uvedený způsob korekce výstupních signálů číslicového převodníku podle vynálezu lze provádět zařízením, obsahujícím impulsní generátor ipro výrobu korekčních impulsů, rovněž podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že generátor korekčních impulsů je zapojen na první vstup hradla, na jehož druhý vstup je připojen převodník, přičemž výstup hradla je 'zapojen na první vstup korekčního obvodu, k jehož druhému vstupu je připojen výstup převodníku.

Podle dalšího význaku ‘zařízení podle vynálezu hradlo obsahuje propust, jejíž výstup je připojen na součinové hradlo.

Dále je podle vynálezu korekční obvod tvořen kombinovaným: dělicím a sčítacím obvodem, který obsahuje součtové hradlo, připojené svým jedním vstupem na výstup převodníku a svým druhým vstupem na výstup korekčních impulsů korekčního obvodu a svým výstupem na vstupy dvou impulsových generátorů, přičemž první impulsový generátor je připojen na výstup kombinovaného dělicího a sčítacího obvodu a druhý impulsový generátor je svým výstupem spojen se součtovým hradlem přes měnič a první součinové hradlo a současně přes druhé součinové hradlo a paměť, která je spojena s druhým impulsovým generátorem.

Kromě toho dalším význakem je, že před vstupy součtového hradla jsou zapojeny měniče přiváděných signálů v jehlové impulsy.

Výhodou způsobu a zařízení podle vynálezu je, že obvod generátoru pro korekční impulsy je možno nastavit pro ovlivnění frekvence korekčních impulsů, a tím kompenzovat změněné vnější podmínky. Tím je pak možno eliminovat vlivy na naměřené výsledky. Tak například v průtokoměru může změna 'teploty ovlivnit viskozitu protékané kapaliny, a tím způsobit chybu měření. Tuto chybu je pak možno uvedeným zapojením korigovat, přičemž korekční impulsy jsou závislé na teplotě. Dále je možno pomocí změny frekvence korekčních impulsů eliminovat i různé výrobní rozdíly převodníků stejného typu a provést jejich nejvhodnější nastavení.

Vynález bude dále popsán pomocí výkresů, kde značí obr. 1 příklad přímkové měřicí charakteristiky, udávající závislost frekvence převodníkových impulsů na měřené veličině, na obr. 2 je znázorněna oprava měřicí charakteristiky podle vynálezu, na obr. 3 je znázorněn impulsní diagram superponovaných převodníkových a korekčních impulsů podle vynálezu, na obr. 4 je znázorněno jednoduché blokové schéma korekčního zapojení k provádění způsobu podle vynálezu, na obr. 5 a 6 je znázorněn impulsní diagram superponovaných převodníkových a korekčních impulsů odpovídající dvěma al219315 tern-ativním způsobům provedení zapojení podle obr. 4, na obr. 7 je znázorněno blokové schéma podle obr. 4 v podrobném znázornění, na obr. 8 je znázorněn impulsní diagram, ze kterého je odvozen tvar převodníkových a korekčních impulsů, na obr. 9 je znázorněn impulsový diagram se superpozicí převodníkových a korekčních impulsů, na obr. 10 je znázorněno· blokové schéma oddělovacího a sčítacího zařízení, které je detailem ze zapojení podle obr. 7.

Nevýhody známého stavu techniky, který byl výše uveden, jsou patrny z obr. 1. Obr. 1 znázorňuje měřicí 'charakteristiku přístroje, u kterého může být tento vynález použit. U tohoto měřicího přístroje jde o měřicí převodník, který produkuje impulsový sled, při čemž frekvence impulsů je přímo úměrná měřené veličině. Jako příklad vezmeme průtokoměr pro měření průtoku q (m³/sec), u kterého je převodník představován rotorem nebo jiným rotačním tělesem. Frekvence (Hz) rotoru se pak měří známým způsobem. Jako charakteristiku pak obdržíme přímku, na obrázku znázorněnou A. Počátek přímky A je dán souřadnicemi f_min a Qmin. Táta hodnota znázorňuje nejmenší průtok, který je možno v praxi změřit. Jinak řečeno* q_min udává spodní hranici měřené pracovní oblasti. Prodloužíme-li tuto přímku A (čárkovaná čára), pak tato protne svislou souřadnici v bodě p představující hydraulické ztráty. Přitom je třeba poznamenat, že existují i případy, u kterých přímková charakteristika protíná svislou osu i nad počátkem souřadnic, jak je znázorněno na obr. 1 přímkou A* a bodem p*. Tento případ ⁱje vlastní pro různé fyzikální měřicí převodníky. Pokud jde o průtokoměry, tento jev se uplatňuje u hydrodynamického oscilátoru na příklad Wirkleova průtokoměru, který nemá pohyblivé části a jehož měřicí charakteristika prochází nad počátkem souřadnic. V souvislosti s vynálezem není podstatné, protíná-li měřicí charakteristika svislou souřadnici nad nebo pod počátkem souřadnic v bodě p, resp. p‘, což bude odvozeno v následujícím textu.

Pro reprodukci frekvence f se použije integrovaný, přímo ukaizující přístroj, například součtový čítač převodníkových impulsů. Impulsy jsou zpracovány v tomto čítači známým způsobem. Protože čára A je přímka, je frekvence impulsů f přímo úměrná průtoku q. Přímka A neprochází počátkem SiOuradnie, z čehož plyne, že frekvence f impulsů není přímo úměrná procházejícímu průtoku q. Čítač registruje přijaté, úměrné signály, přičemž jeho vlastní charakteristika prochází počátkem souřadnic. Pro kompenzaci této odchylky se čítač nastaví normálním způsobem tak, že jeho charakteristika (čára S na obr. 1) má takovou strmost a, že protíná charakteristiku A převodníku v hodě daném souřadnicí q_med, která udává střed požadované pracovní oblasti. To znamená, že činitel úměrnosti čítače je

S

K = tg a .

Při tomto způsobu ale vznikají při měření chyby, které se přenášejí do pracovní oblasti. Protože v mnoha případech je absolutní velikost chyb ohraničená, zúží se pracovní oblast jenom na velmi malý úsek ai (obr. 1). To samozřejmě způsobuje v praxi velké obtíže.

Pomocí vynálezu lze však dosáhnout úplné korekce převodníkových signálů. To znamená, že pře vodníkové signály jsou přímo úměrné měřené veličině, aniž by byla ovlivněna přesnost měřicího přístroje. Tato* korekce se docílí na základě jednoduchého principu, podle kterého se frekvence převodníku superponuje na určitou nastavitelnou korekční frekvenci, jejíž charakteristika má kladnou směrnici. Po posunutí pak prochází prodloužení charakteristiky počátkem souřadnic. Tento vztah je znázorněn na obr. 2, kde je nekorigovaná frekvenční charakteristika převodníku znázorněna přímkou f_g, která odpovídá přímce A z obr. 1, přičemž korigovaná frekvenční charakteristika je znázorněna přímkou fg_korr. Konstantní frekvence, která ;se přičte k frekvenci převodníku, je dána bodem f_k, takže platí:

fgkorr '= fg + fk ·

Uvnitř pracovní oblasti, která je v rozmezí od spodní hodnoty f_min do požadované horní hranice f_max znázorněna na obr. 2 úsečkou a, je korigovaná frekvence fg_korr přímo· úměrná měřené hodnotě průtoku q. Z výše uvedených vztahů plyne, že není rozhodující, v kterém hodě nad nebo pod počátkem souřadnic protíná nekorigovaná přímková charakteristika svislou souřadnici. Pojem superpozice a jeho odvození se po>užívá v tomto popisu a definici předmětu vynálezu v jeho obecně platném matematickém významu.

Pro dosažení požadovaného paralelního posunutí převodníkové charakteristiky vysílá impulsní generátor podle způsobu vynálelzu impulsy s (požadovanou korekční frekvencí if_k. Impulsní generátor je pak spojen s výstupem převodníku. Pro toto spojení je však třeba dodržet některé podmínky, aby bylo docíleno paralelního posunutí převodníkové charakteristiky, a to: nesmějí se vysílat žádné korekční impulsy v době, kdy s-e nepřivádějí žádné převodníkové impulsy, přičemž tato podmínka může být formulována také tak, že korekční impulsy se mohou přivádět až po vyslání převodníkových impulsů, dále se nesmějí současně přivádět převodníkové a korekční impulsy, protože čítač registruje vždy jenom jeden impuls, proto korekční impulsy, které se přivádějí současně s prevodníkovými, je třeba rozdělit, aby je čítač mohl zaregistrovat, není dále přípustné vysílat korekční impulsy po nastavení měřicího převodníku nebo po pře219315 krocení spodní hranice f_min pracovní oblasti, to znamená, že každý převodníkový impuls musí být omezen následujícím korekčním impulsem mimo spodní hranici.

Tyto podmínky budou dále rozebrány ve spojitosti s popisem obr. 3, na kterém jsou znázorněny převodníkové a korekční impulsy v časovém sledu. Převodníkové impulsy jsou znázorněny na souřadnici a, korekční impulsy pak na souřadnici b a výsledná superpozice obou impulsů pak na souřadnici c. Na obr. 3 je znázorněn případ, při kterém se převodníkové frekvence blíží spodní hodnotě, přičemž gi je počáteční a g2 je koncový impuls, které jsou vysílány s frekvencí f_min. Impuls g3 je přiveden — pokud možno později — mimo vlastní pracovní oblast. Korekční impulsy ki ... k„ jsou vysílány v pravidelných časových intervalech odpovídajících příslušnému příjmu. Vzhledem k výše uvedeným podmínkám je třeba sled korekčních impulsů po posledním převodníkovém impulsu g2 přerušit, přičemž toto přerušení je provedeno· po· převodu určitého počtu korekčních impulsů, příslušně k časovému intervalu mezi počátečním impulsem gi a koncovým impulsem g2. Má-li nejnižší převodníkové frekvence hodnotu f_min, má maximální časový interval mezi převodníkovými impulsy hodnotu f_max, což znamená, že je na hranici pracovní oblasti, takže platí rovnice:

f = -1^Amax «

Imin

Má-li korekční frekvence hodnotu f_k, pak je počet n korekčních impulsů během časového intervalu dán rovnicí u = t_rnílx . f_k nebo rovnicí

Imin

Na obr. 3 je pomocí kolmé, čárkované čáry s znázorněno, že předání n korekčních impulsů; které se vysílají po posledním převodníkovém impulsu g2, se má přerušit. Nad souřadnicí c na obr. 3 je pak znázorněn korigovaný impulsový sled nepřímo před nastavením převodníku.

Z výše uvedeného· plyne, že f_min představuje obecně spodní hranici převodníkové přímkové charakteristiky. Jak již bylo naznačeno, je možno v určitých případech ve skutečnosti vysílat převodníkové impulsy s nižší frekvencí, než je f_min, což se však děje v nelineární oblasti mimo pracovní oblast. V použitém příkladu průtokoměru může mít médium tak velikou viskozitu, že při zmenšeném průtoku vysílá převodník impulsy, které jsou odchýleny od lineární charakteristiky a končí v bodu f_min, jak je patrné z obr. 2. Při praktickém použití tohoto vynálezu se vždy vypočte f_mln tak, že tento bod se nachází na konci přímkové části charakteristiky. Na principu vynálezu se nic nezmění, násobí-li se výstupní signál převodníku určitým činitelem. Frekvence f_k se potom násobí činitelem n a rovnice se nezmění.

Na obr. 4 je znázorněno blokové schéma elektronického· zapojení, pomocí kterého je realizován výše uvedený způsob podle vynálezu. Převodník 1, jak je výše popsáno, vysílá sled impulsů s frekvencí úměrnou naměřené veličině, v našem případě průtoku průtokoměrem. Výstup převodníku 1 je připojen na vstup korekčního obvodu 2 a současně na řídicí vstup hradla 3. Výstup hradla 3 je připojen na druhý vstup korekčního obvodu 2. Impulsní generátor 4 pro· výrobu korekčních imipulsů je spojen s druhým řídicím vstupem hradla 3. Pro jednoduchost zde uvádíme tyto čtyři základní obvody zapojení, přestože v praxi mohou všechny tyto obvody být sloučeny do jediného integrovaného obvodu.

V souladu s výše uvedeným jsou impulsy převodníku 1 a korekční impulsy generátoru 4 superponovány v korekčním obvodu 2 a převedeny do neznázorněného čítače. Jak je výše uvedeno, neprovádí se jednoduchá superpozice impulsů, přičemž korekční obvod 2 a hradlo 3 mají za úkol zachovat pouze uvedené podmínky pro superpozici.

Dále bude popsána tzv. dělicí podmínka, která stanoví, že dva impulsy z převodníku 1 a z impulsního generátoru 4 se nesmí k dalšímu zpracování přivést jako jeden impuls, i když jsou vysílány současně. Oba tyto impulsy je proto· třeba rozdělit. Tato podmínka je realizována korekčním obvodem, který obsahuje paměť, zaznamenávající současně přivedené impulsy a propouští je následně jeden za druhým. Vyšle-li se impuls právě v době, když je jiný impuls přiváděn do korekčního obvodu 2, pak je tento nový impuls zařazen v paměti do pořadí. Tento nový impuls se přivede do čítače teprve tehdy, uplyne-li určitý časový interval po odeslání předcházejícího impulsu. Díky tomuto opatření je rozdělení dvou následujících impulsů přiváděných do čítače dostačující a čítač je s jistotou zaregistruje.

Vlastní superpozice se pak provádí v obvodu hradla. Souřadnice mezi oběma impulsními sledy vyžadují, že se korekční impulsy nepřivádějí libovolně, ale průběžně v závislosti na prvním vstupujícím převodníkovém impulsu, přičemž korekční impulsy jsou ohraničeny, objevují-li se převodníkové impulsy tak zřídka, že je překročena spodní hranice měřené oblasti. Přednostní nastavení podmínky pro převodníkové impulsy zajišťuje hradlo 3, které odhlokovává korekční impulsy a je otevíráno jenom působením převodníkových impulsů. Pro tento případ je hradlo 3 v takovém stavu, aby se přerušil sled korekčních impulsů, nepřivádí-li se žádný přervodníkový impuls, to znamená, nenásleduje-li za konečným impulsem převodníku g2 žádný další impuls g3. Přivede-li se přesto alespoň jeden takový pozdní impuls, je možno vyslat jenom určitý počet korekčních impulsů pro tento případ. Hradlo může přitom pracovat dvěma různými způsoby, to znamená, že reaguje na dobu měření nebo na počet impulsů.

Hradlo 3 pracuje tak, že je řízeno každým převodníkovým impulsem a je otevřeno po určitý maximální časový interval t_max. Tento časový interval odpovídá hodnotě f_min. Zmenší-li se frekvence převodníku nad hodnotu fmin, pak hradlo 3 zůstává stále otevřené.

Tento· stav je znázorněn na obr. 5, kde je výstupní signál převodníku 1 znázorněn na souřadnici a a činnost hradla na souřadnici a. Na souřadnici a je ukázáno, jaký je časový interval t_max, po který je hradlo 3 otevřeno. Korekční impulsy jsou v tomto· případě znázorněny na souřadnici b a výsledný výstupní signál korekčního obvodu je znázorněn na souřadnici c. Je třeba poznamenat, že první korekční impuls ki prochází hiradlem až po projití počátečního převodníkového impulsu gi. Další podmínkou je, že konečný převodníkový impuls gž‘ musí být přiveden poněkud později, aby bradlo mělo čas uzavřít se. Impuls gz‘ pak znovu otevře hradlo, takže může projít následující korekční impuls. Avšak nemůže již projít další korekční impuls k3, protože hradlo má opět dost času pro svoje uzavření. Vše se pak opět opakuje s impulsem g3.

Na obr. 6 je znázorněna funkce hradla, které provádí počítání impulsů. To znamená, že se vždy nechá projít určitý počet korekčních impulsů. Tento počet je dán rovnicí:

f_k ^{11 =} fmin

V tomto případě n = 3. Stejně jako na obr. 3 jsou převodníkové impulsy znázorněny na souřadnici a, korekční imipulsy na souřadnici b <a superponované impulsy na souřadnici c. Převodníkový impuls gi otevře hradlo, potom hradlem projdou tři korekční impulsy. Dále se vstup hradla, jaik je znázorněno svislou čarou s, uzavře, protože neprochází 'žádný další převodníkový impuls. Objeví-li se na vstupu hradla později další převodníkový impuls g3, vybaví sám tři korekční impulsy. Tento jev je 'znázorněn čárkovaně vpravo od svislé čáry s. V této souvislosti je třeba poznamenat, jak je patrné z obr. 3 a také z obr. 6, že pokud je frekvence korekčních impulsů větší než frekvence převodníkových impulsů, má to za následek větší přesnost. V praxi jsou však obě frekvence přibližně stejně velké, to znamená, že n 1, někdy je dokonce f_k i menší než f_g.

Výše popsaný způsob představuje určité přibližné řešení, protože počet impulsů, který prochází hradlem nemusí odpovídat vždy předem stanovenému počtu n = f_k/fmin· Kvocient se potom musí zaokrouhlit k nejbližšímu kladnému číslu. Potom je možno bez velkých obtíží hradlo nastavit tak, že průměrný počet procházejících korekčních impulsů dosáhne hodnoty n.

Za tímto účelem je hradlo· opatřeno pamětí, která umožňuje, aby procházel takový počet korekčních impulsů, který je někdy větší a někdy menší než průměrný počet n, takže tento průměrný počet se při větším počtu impulsů blíží k požadované hodnotě n.

Tento princip bude vysvětlen na jednoduchém číselném příkladu. Zvolíme např. kvocient fk/fmin, to znamená počet korekčních impulsů 2, 6, vyjádřeno zlomkem 13/5. Hradlo potom propustí třikrát tři korekční impulsy a dvakrát dva korekční impulsy, vztaženo na pět průběhů. Průměrná hodnota této série je 2, 6 korekčních impulsů.

Na obr. 7 až 10 je znázorněn praktický příklad provedení 'zapojení z obr. 4, Na obr. 7 je znázorněno zapojení, kde jednotlivé základní členy ze zapojení znázorněném na obr. 4 jsou označeny čárkovanou čarou. Převodník 10 vydá signál 12, jehož velikost je dána pomocí prvků převodníku. Signál 12 se v zesilovači a impulsním tvarovači 14 převede na impuls. V korekčním generátoru 24 se vyrobí korekční frekvence 22, která je nastavena tak, že korekční impulsy při superpozici na převodníkové impulsy zajišťují posuv převodníkové charakteristiky do počátku souřadnic, jak bylo již dříve popsáno.

Na obr. 8 je znázorněn případ s různými impulsy, .přičemž v horní části obrázku je znázorněn vstupní signál 12, který je pomocí impulsního tvarovace 14 přeměněn na pravoúhlý impuls 16. Impulsní generátor 24 dodává korekční signály 22 v pravoúhlém tvaru. Impulsy je možno definovat jako sérii potenciálních změn, to znamená, že signál kolísá mezi spodní a horní úrovní, jak je znázorněno na obr. 8 hodnotami H a L. Dobou trvání impulsů se rozumí doba, po kterou je signál v horní hodnotě H.

Výše uvedené hradlo· 3 obsahuje podle obr. 7 propust 18 spojenou se součinovým hradlem 28. Tato kombinace zaregistruje prioritu převodníkových impulsů, to znamená, že korekční impulsy mohou procházet jenom v případě, že již prošel počáteční převodníkový impuls. Převodníkové impulsy 16 se přivádějí ze zesilovače a impulsního tvarovače 14 k výše uvedenému korekčnímu obvodu 2, který je tvořen děličem a čítačem 20, které budou detailně popsány na obr.

10. Každý impuls mimoto řídí propust 18, která propouští signál se stanovenou maximální dobou trvání, odpovídající předem stanovené době t_max, propust 18 pak dodává nepřetržitý signál, to znamená, že výstup zůstává na horní úrovni. Tento stav je znázorněn na obr. 9, kde je znázorněn časový sled různých signálů z obr. 7. Pro lepší názornost jsou souřadnice na obr. 9 prodlouženy. Nejprve uvažujeme, že se nepřivede žádný převodníkový impuls. Signál 26 je na spodní úrovni (úroveň 0). Objeví-li se převodníkový impuls 16‘, začne tento impuls řídit propust, takže její signální úroveň je přivedena na vyšší hodnotu 26^ť, která se vlivem následujícího^ pPevodníkového impulsu 16“ zachová. Nepřivede-li se tento následující impuls 16“, signál 26 klesne ,po časovém intervalu t_max na nulu, jak je znázorněno přerušovanou čarou na obr. 9. Signál 26 se přivede k součinovému hradlu 28, do kterého’ je také přiveden korekční impuls 22, Aby tyto impulsy prošly hradlem 28, musí být na horní úrovni. Toto se děje u hradel použitého' typu snadno. Na výstupu hradla 28 se potom objeví impulsy 30 odpovídající impulsům 22 korekčního generátoru 24 tak dlouho, pokud je signál 26‘ v horní úrovni. Výsledná .superpozice je odvozena na obr.

9. Korekční impulsy 22 nemohou procházet součinovým hradlem 28, jestliže signál 26 je ve spodní úrovni, když se přivedou korekční signály 22. Do sčítacího obvodu 20 jsou přivedeny impulsy 30, pokud jsou včas oddělené. Procházejí-li společně nebo nacházejí-11 se blízko sebe, je nutno je oddělit. Výsledný výstupní signál 32 je vytvarován, jak je znázorněno na obr. 9, to znamená, že prvnímu převodnífcovému impulsu 16* odpovídá první výstupní impuls 32‘, přičemž druhý výstupní impuls 32“ odpovídá korekčnímu impulsu 30^ť a třetí výstupní impuls 32⁴“ pak odpovídá konečnému převodníkovému impulsu 16“ atd.

Oddělovací a sčítací obvod 20, jak je znázorněn na obr. 10, je tvořen zapojením měničů 40, 42, 44, součtového' hradla 46, dvou impulsových generátorů 48, 50, měniče 52, paměti 54 a dvou součinových hradel 56, 58. Obvod 20 zpracovává převodníkové impulsy 16 a korekční impulsy 30, které pak zpracovává na výstupní impulsy 32. Obvod 20 je nastaven tak, že reaguje na přední čelo přijímaných impulsů, tj. na potenciální skok z nižší na vyšší hodnotu. Přicházejí-li převodníkové nebo korekční impulsy 16, 30 do obvodu 20, jsou vedeny přes měniče 40, 42, kde se přemění na jehlové impulsy, jejichž čela časově souhlasí s čely přiváděných impulsů. Tyto krátkodobé impulsy pak procházejí součtovým hradlem 46 a vstupují do obou impulsních generátorů 48, 50, které .pak vyšlou impuls. Doba trvání T2 impulsu generátoru 50 je větší než doba trvání Ti impulsu generátoru 48. Po nastavení obou generátorů jsou jejich výstupní signály v horní úrovni a přivede-íi s-e nyní další im12 puls, je tento* dříve přivedený impuls zaveden do paměti 54 přes součinové hradlo 56: Součinové hradlo 56 je v tomto časovém okamžiku otevřeno, protože oba jeho vstupy ;se nacházejí na vyšší úrovni, tj. výstupní signál generátoru 50 je také na vyšší úrovni. Paměť 54, která obdrží impuls svým vstupem 54s, řídí svým výstupem další součinové hradlo 58. V tomto okamžiku je vstupní signál pro toto hradlo z paměti 54 přiveden také s vyšší úrovní. Klesne-li výstupní impuls z generátoru 50 po době T2 z horní úrovně na spodní úroveň, pak s-e tento potenciální skok přivede přes měnič 52 na součtové hradlo 46, přičemž součinové hradlo 58 může vést, protože oba jeho vstupy se nacházejí na horní úrovni. Signál vstupuje do součtového hradla 46 pres měnič 44, ve kterém se přiváděné impulsy přeměňují na jehlové impulsy, jako je tomu v měničích 40 a 42. Tento impuls, který vychází z měniče 44, a kterým je paměť 54 přes svůj druhý vstup 54c zpětně nastavována, může nyní volně projít až do výstupu 32, přičemž je oddělený od těsně procházejících dalších impulsů. Toto oddělování se děje na základě popsané zpětné vazby v paměti 54. Je třeba poznamenat, že doba trvání T2 impulsů prvního generátoru 50 je menší než doba trvání Ti impulsů druhého¹ generátoru 48 proto, aby nedocházelo k potlačování impulsů přicházejících ke generátorům v době, kdýž jeden generátor 48 je aktivován a druhý generátor 50 nikoliv.

Ve výše popsaném obvodu pracuje propust 18 tak, že v závislosti na převodníkový ch impulsech se stanoví průběh korekčních impulsů 30, vstupujících do obvodu 20 v závislosti na době trvání T_max. Jak již bylO' řečeno, je možné přivést do obvodu 20 větší počet korekčních impulsů ve vztahu na jeden převodníkový impuls, což zajišťuje výše uvedená propust 18.

V popsaném zařízení se tedy superpozice přeyodníkových a korekčních signálů provádí součtem obou frekvencí. Jak bylo však v úvodu řečeno, existují také případy, u kterých se musí korekční frekvence odvodit z převodníkové frekvence. I pro· tento případ lze použít obvod znázorněný na obr. 7 po* jednoduché úpravě. Např. je možno zapojit k dříve použitému čítači eliminátor převodníkových impulsů a je-li pak čítač vlivem korekčních impulsů nastaven na určitou hodnotu n například 1, 2 nebo 3, pak se na základě této hodnoty eliminuje odpovídající počet převodníkových impulsů pomocí zpětného čítacího postupu v předem uvedeném čítači dříve, než se následující impulsy přivedou znovu na výstup obvodu. Nutné dělení převodníkových a korekčních impulsů je pak možno provést stejným způsobem jako u obvodu znázorněném na obr. 10, přičemž ;se ale použijí impulsní generátory s jinou dobou trvání impulsů.

Claims (9)

1. Způsob korekce výstupních signálů číslicového' převodníku, který převádí fyzikální veličiny pomocí impulsového sledu, přičemž charakteristika převodníkové frekvence jako funkce sledované fyzikální veličiny je v pracovní oblasti přímková a mimo pracovní oblasti převodníku protíná souřadnici udávající frekvencí převodníku mimo počátek souřadnic, vyznačující se tím, že korekční frekvence (f_k) se superponuje na převodníkovou frekvenci (f_g) za účelem obdržení korigované převodníkové frekvence (fgkoor), přičemž korekční frekvence (f_k) se nastaví tak, aby výsledná charakteristika procházela počátkem souřadnic, přičemž korekční impulsy se přivádějí do zařízení po projití převodníkového impulsu, zatímco časově totožné nebo blízké převodníkové a korekční impulsy se oddělí do dvou odlišných impulsů.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že korekční impulsy, které se superponují na převodníkový impuls, se ohraničí maximálním počtem, klesne-li frekvence převodníkových impulsů pod minimální hodnotu [ďmin) pracovní oblasti,

3. Způsob podle bodu 1 nebo 2 vyznačující se tím, že po každém převodníkovém impulsu se vysílají korekční impulsy po* dobu větší než je- t_max = 1/f_min.

4. Způsob podle bodu 1 nebo 2 vyznačující se tím, že po každém převodníkovém impulsu se vysílají korekční impulsy o počtu menším neiž n = fk/fmin.

5. Způsob podle bodu 1 nebo 2 vyznačující se tím, že po- každém převodníkovém impulsu se vyšlou pro superposici korekční impulsy, jejichž počet n je maximálně f_k/f_min nebo se rovná celému číslu N a K přímo nad nebo pod touto hodnotou, přičemž vyVYNÁLEZU sílání N a K korekčních impulsů se střídavě řídí tak, aby se průměrná hodnota celkového počtu těchto impulsů n-a každý korekční impuls rovnala číslu n,

6. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 až 5, s impulsním generátorem pro výrobu korekčních impulsů, vyznačující se tím, že generátor (4) korekčních impulsů je zapojen na první vstup hradla (3), na jehož druhý vstup je připojen převodník (1), přičemž výstup hradla (3) je zapojen na první vstup korekčního obvodu (2), k jehož druhému vstupu je připojen výstup převodníku (1).

7. Zařízení podle bodu 6 vyznačující se tím, že hradlo (3] obsahuje propust (18], jejíž výstup je připojen na součinové hradlo (28).

8. Zařízení podle bodu 7 vyznačující se tím, že korekční obvod (2) je tvořen kombinovaným dělicím a sčítacím obvodem (20), který obsahuje součtové hradlo (46), připojené svým jedním vstupem na výstup (16) převodníku (1) a svým druhým vstupem na výstup (30) korekčních impulsů korekčního obvodu (2) a svým výstupem na vstupy dvou impulsových generátorů (48, 50), přičemž první impulsový generátor (48) je připojen na výstup (32) kombinovaného dělicího a sčítacího obvodu (20) a druhý impulsový generátor (50) je svým výstupem spojen se součtovým hradlem (46) přes měnič (52) a první součinové hradlo (58) a současně přes druhé součinové hradlo (56) a paměť (54), která je spojena s druhým impulsovým generátorem (50).

9. Zařízení podle bodu 8 vyznačující se tím, že před vstupy součtového hradla (46) jsou zapojeny měniče (40, 42, 44) přiváděných signálů v jehlové impulsy.