SU1116436A1

SU1116436A1 - Information input device

Info

Publication number: SU1116436A1
Application number: SU833605696A
Authority: SU
Inventors: Михаил Дмитриевич Генкин; Андрей Павлович Кириллов; Алексей Николаевич Терентьев; Олег Борисович Скворцов
Original assignee: Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1984-09-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ , содержащее элемент аналоговой пам ти, вход которого вл етс информационным входом устройства, первый аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу элемента аналоговой пам ти, регистр, информационные входы которого подключены к информационным выходам первого аналого-цифрового преобразовател , а выходы вл ютс выходами масштабирующего кода устройства, усилитель с программируемым коэффициентом усилени , второй аналого-цифровой преобразователь , вход которого подключен к выходу усилител с программируемым коэффициентом усилени , а выход вл етс информационным выходом устройстотличающеес тем, ва, что, с целью повьшени точности устройства путем масштабировани входного сигнала, оно содержит компаратор, первый вход которого подключен к информационному входу устройства, второй вход - к выходу элемента аналоговой пам ти, а выход - к входу разрешени записи элемента аналоговой пам ти и входу запуска первого аналогоцифрового преобразовател , выход готовности которого подключен к стробирующим входам компаратора и регистра соответственно, выходы регистра подключены к входам управлени усилител с программируемые коэффициентом усилени , вход которого подклю сл чен к информационному входу устройства , инвертирующий триггер Шмитта, вход которого подключен к информационному входу устройства, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу инвертирующего триггера ПЫит- та, а выход - к входу сброса элемента аналоговой пам ти, вход запуска второго аналого-цифрового преобра9 ) зовател вл етс входом здпуска 4 устройства, а информационные входы &amp;0 СП1 счетчика - входами управл ющего кода устройства.A DEVICE FOR ENTERING INFORMATION containing an analog memory element whose input is an information input of the device, a first analog-digital converter whose input is connected to the output of an analog memory element, a register whose information inputs are connected to information outputs of the first analog-digital converter and the outputs are the outputs of the scaling device code, the amplifier with programmable gain, the second analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output of the amplifier with a programmable gain, and the output is the information output of the device, differing in that, in order to increase the accuracy of the device by scaling the input signal, it contains a comparator, the first input of which is connected to the information input of the device, the memory and the output to the input of the recording element of the analog memory and the start input of the first analog-to-digital converter, the readiness of which is connected to the gate inputs the comparator and the register, respectively, the outputs of the register are connected to the control inputs of the amplifier with a programmable gain, the input of which is connected to the information input of the device, the inverting Schmitt trigger whose input is connected to the information input of the device, the counter whose counting input is connected to the output of the inverting trigger Pyit - that, and the output to the reset input of the analog memory element, the start input of the second analog-to-digital converter; the receiver is the input of the output 4 of the device, and Discount inputs &amp; JS1 0 counter - input control device code.

Description

Изрбретение относитс к вычислиельной технике и может быть испольовано дл оценки характеристик узополосного случайного сигнала, в астности текущего значени сигнала 5 текущего значени амплитуды сигнаа в цифровой форме, в измерительных истемах и анализаторах с микропроессорами и вычислительными машинами.The inference is related to computing technology and can be used to evaluate the characteristics of a narrowband random signal, in the accuracy of the current value of the signal 5 of the current value of the amplitude of the signal in digital form, in measurement systems and analyzers with microprocessors and computers.

Известно устройство дл ввода информации , содержащее аналого-цифровой преобразователь и компаратор 1 J.A device for inputting information is known, comprising an analog-to-digital converter and a comparator 1 J.

Недостатками этого устройства вл ютс низка точность преобразовани и ограниченна область применени , поскольку в устройстве осуществл етс преобразование только амплитуды входных сигналов.The disadvantages of this device are low conversion accuracy and limited scope, since the device only converts the amplitude of the input signals.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устрой- ство дл ввода информации, содержащее элемент аналоговой пам ти, вход которого вл етс информационным входом устройства, первый аналого-цифровой Преобразователь, вход которого подклю-. чен к выходу элемента аналоговой пам ти , регистр, информационные входы которого подключены к информационным выходам первого аналого-цифрового преобразовател , а выходы вл ютс 30 выходами масштабирующего кода устройства , усилитель с программируемым коэффициентом усилени , второй аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилител 35 с программируемым коэффициентом усилени , а выход вл етс информационным выходом устройства f2 J.The closest to the invention in its technical nature is an information input device containing an analog memory element, the input of which is the information input of the device, the first analog-to-digital converter, the input of which is connected. An output to the analog memory element, the register whose information inputs are connected to the information outputs of the first analog-digital converter, and the outputs are 30 outputs of the scaling device code, a programmable gain amplifier, the second analog-digital converter whose input is connected to the output a programmable gain amplifier 35, and the output is the information output of the device f2 J.

Недостатком этого устройства вл етс то, что дл повьшени точности 40 преобразовани использованы два аналого-цифровых преобразовател , которые позвол ют вводить только текущее значение входного сигнала. При этом оценивать амплитуду сигнала прихо- 45 дитс программными средствами в ЭВМ, что снижает общее быстродействие системы обработки информации.A disadvantage of this device is that two analog-to-digital converters are used to increase the accuracy of the conversion 40, which allow only the current value of the input signal to be entered. In this case, the amplitude of the signal is estimated by software in a computer, which reduces the overall speed of the information processing system.

Цель изобретени - повьшение точности устройства путем масштабиро- 50 вани входного сигнала.The purpose of the invention is to increase the accuracy of the device by scaling the input signal.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл ввода информации, содержащее элемент аналоговой пам ти, вход которого вл етс информационным55 входом устройства, первый аналогоцифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу элемента аналоговой пам ти, регистр, информационны входы которого подключены к информационным выходам первого аналого-цифрового йреобразовател , а выходы вл ютс выходами масштабирующего кода устройства, усилитель с программируемым коэффициентом усилени , второй аналого-цифровой преобразователь , вход которого подключен к выходу усилител с программируемым коэффициентом усилени , а выход вл етс информационным выходом устройства , введены компаратор, первый вхо которого подключен к информационному входу устройства, второй вход - к выходу элемента аналоговой пам ти, а выход - к входу 1разрешени записи элемента аналоговой пам ти и входу запуска первого аналого-цифрового преобразовател , выход готовности которого подключен к стробирующим входам компаратора и регистра соответственно , выходы регистра подключены к входам управлени усилител с программируемым коэффициентом усилени , вход которого подключен к информационному входу устройства, инвертирующий триггер Шмитта, вход которого подключен к информационному входу устройства, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу инвертирующего триггера Шмитта, а выход - к входу сброса элемента аналоговой пам ти, вход запуска второго аналого-цифрового преобразовател вл етс входом запуска устройства, а информационные входы счетчика - входами управл ющего кода устройства.The goal is achieved by the fact that in a device for inputting information containing an analog memory element whose input is an information55 device input, a first analog-to-digital converter whose input is connected to the output of an analog memory element, a register whose information inputs are connected to the information outputs of the first the analog-to-digital converter, and the outputs are outputs of the scaling device code, a programmable gain amplifier, the second analog-to-digital converter A consumer whose input is connected to the amplifier output with a programmable gain, and the output is an information output of the device, a comparator is entered, the first input of which is connected to the information input of the device, the second input is connected to the output of the analog memory element, and the output is to the 1st write resolution the analog memory element and the start input of the first analog-digital converter, the readiness output of which is connected to the gate inputs of the comparator and the register, respectively, the register outputs are connected to the input Dam control amplifier with programmable gain, the input of which is connected to the information input of the device, the inverting Schmitt trigger, the input of which is connected to the information input of the device, the counter, the counting input of which is connected to the output of the inverting Schmitt trigger, and the output to the reset input of the analog memory element , the start input of the second analog-to-digital converter is the start input of the device, and the information inputs of the counter are inputs of the control code of the device.

На чертеже приведена структурна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит первьй аналого-цифровой преобразователь 1 , компаратор 2, счетчик 3, регистр 4, усилитель 5 с программируемым коэффициентом усилени , инвертирующий триггер Шмитта 6, второй аналогоцифровой преобразователь 7, информационный вход 8 устройства, информационный выход 9, вход 10 запуска, выход 11 масштабирующего кода, элемент 12 аналоговой пам ти, управл ющие входы 13.The device contains a first analog-digital converter 1, a comparator 2, a counter 3, a register 4, an amplifier 5 with programmable gain, an inverting Schmitt trigger 6, a second analog-digital converter 7, information input 8 of the device, information output 9, start input 10, output 11 scaling code, analog memory element 12, control inputs 13.

Усилитель 5 с программируемым коэффициентом усилени может быть вьшолнен пь схеме умножающего цифроаналогового преобразовател , а элемент 12 аналоговой пам ти - по схеме выборки-хранени . Устройство работает следующим образом . Исследуемый сигнал поступает на вход 8. Пусть в начальный момент элемент 12 аналоговой пам ти находитс в сброшенном состо нии. При положительной полуволне входного сигнала напр жение на первом входе компаратора 2 превышает напр жение на его втором входе, т.е. на выходе элемента 12 аналоговой пам ти до момента достижени максимума входного сигнала, а следовательно, до достижени амплитудного значени . При этом напр жение на выходе элемента 12 аналоговой пам ти отслеживает входное до достижени амплитудного значени с некоторой задержкой Росле прохождени входным сигналом максимального значени с запаздывани , а также из-за того, что компаратор 2 может иметьгистерезис дл повьпиени достоверности функционировани , происходит переключение компаратора 2. После срабатьгаани компаратора 2, т.е. по влени на его выходе нулевого логического сигнала происходит запуск первого аналогоцифрового преобразовател 1, который преобразует максимальное (амплитудное ) значение входного сигнала, зафиксированное элементом 12 аналогово пам ти, в код амплитуды, который пос ле окончани преобразовани , по сигналу на выходе готовности первого ана лого-цифрового преобразовател переписываетс в регистр 4. На врем выполнени преобразовани сигналом с выхода готовности первого аналогоцифрового преобразовател 1,поступаю щим на стробирующий вход компаратора 2, запрещаетс по вление на выходе компаратора 2 сигнала, разрешающего запись в элемент 12 аналоговой пам ти новых значений сигнала. Масштабирующий код с выхода регистра 4 поступает в ЭВМ и характеризует амплитуду исследуемого сигнала и масштаб текущего значени входного сигнала . Этот код также поступает на управл ющие входы усилител 5, которьй масштабирует входной сигнал. Масштабированный входной сигнал по- ступает на вход второго аналого-цифрового преобразовател 7, который по сигналам запуска от ЭВМ преобразует текущие значени масштабированного входного сигнала в код, который вводитс в ЭВМ. Инвертирующий триггер Шмитта 6 формирует на каждом периоде входного сигнала импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 3, который работает в режиме делени частоты , коэффициент делени которого может измен тьс изменением кода на управ юш;их входах }3, В частном случае на эти входы может быть подан посто нньм код (входы подключают к шинам единичного или нулевого логических сигналов непосредственно или через переключатели). Возможно также подключение к интерфейсу цифрового выхода ЭВМ в параллельном коде, что позвол ет управл ть режимом работы от ЭВМ. Импульс с выхода счетчика 3 обеспечивает сброс .элемента 12 аналоговой пам ти и перевод устройства в исходное состо ние. Поскольку сигнал на входе второго аналого-цифрового преобразовател 7 нормирован по амплитуде, его динамический диапазон относительно мал, сигнал может быть с удовлетворительной точностью преобразован аналого-цифровым преобразователем небольшой разр дности, а следовательно , и высокого быстродействи . Оценка амплитуды измен етс сравнительн .о редко, но так как амплитуда узкополосного случайного процесса мен етс медленно по сравнению с текущим значением, это не вносит существенных искажений в преобразуемую информацию. Таким образом, изобретение обеспечивает точный ввод информации о быстромен ющихс узкополосных случайных процессах как в виде оценки амплитуды, так и нормированного по величине этой амплитуды текущего мгновенного значени входного сигнала. Это позвол ет проводить более подробное исследование поступающего сигнала, расшир область применени и повьш1а точность устройства.A programmable gain amplifier 5 can be implemented in a multiplying digital-to-analog converter circuit, and analog memory element 12 can be selected using a sample-hold circuit. The device works as follows. The signal under study is fed to input 8. At the initial moment, the analog memory element 12 is in the reset state. With a positive input signal half-wave, the voltage at the first input of the comparator 2 exceeds the voltage at its second input, i.e. at the output of the analog memory element 12 until the maximum of the input signal is reached, and consequently, until the amplitude value is reached. At the same time, the output voltage of the analog memory element 12 monitors the input until reaching the amplitude value with a certain delay. The input signal passes the maximum value with a delay, and also because the comparator 2 may have a hysteresis to obstruct the reliability of operation, the comparator 2 is switched After srabatagani comparator 2, i.e. the appearance of a zero logic signal at its output triggers the first analog-digital converter 1, which converts the maximum (amplitude) value of the input signal, recorded by the analog memory element 12, into the amplitude code, which is after the end of the conversion, at the output signal of the first analog output -digital converter is rewritten to register 4. At the time of conversion, the signal from the ready output of the first analog-to-digital converter 1 arrives at the gate input d comparator 2 is prohibited from appearing on the output signal of the comparator 2, allowing entry to the element 12 the analog memory of new values of the signal. The scaling code from the output of register 4 enters the computer and characterizes the amplitude of the signal under study and the scale of the current value of the input signal. This code also goes to the control inputs of amplifier 5, which scales the input signal. The scaled input signal arrives at the input of the second analog-to-digital converter 7, which, according to the start signals from the computer, converts the current values of the scaled input signal to the code that is entered into the computer. The Schmitt inverting trigger 6 generates, at each period of the input signal, pulses that arrive at the counting input of counter 3, which operates in frequency division mode, the division factor of which can be changed by changing the control code to their control} 3, In the particular case of these inputs A constant code can be applied (the inputs are connected to the buses of a single or zero logic signal directly or via switches). It is also possible to connect to the interface of a digital output of a computer in a parallel code, which allows control of the operating mode from a computer. A pulse from the output of the counter 3 provides for the resetting of the element 12 of the analog memory and the transfer of the device to the initial state. Since the signal at the input of the second analog-to-digital converter 7 is normalized in amplitude, its dynamic range is relatively small, the signal can be converted with satisfactory accuracy by an analog-to-digital converter of small size and, consequently, of high speed. The amplitude estimate varies comparatively. O rarely, but since the amplitude of the narrow-band random process changes slowly compared with the current value, this does not introduce significant distortions in the information being transformed. Thus, the invention provides accurate input of fast-changing narrow-band random processes, both in the form of an amplitude estimate and the current instantaneous value of the input signal, normalized in magnitude to this amplitude. This allows a more detailed study of the incoming signal, expanding the scope of application and increasing the accuracy of the device.

Claims

DEVICE FOR INFORMATION INPUT, containing an analog memory element, the input of which is the information input of the device, the first analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output of the analog memory element, a register, the information inputs of which are connected to the information outputs of the first analog-to-digital converter, and the outputs are outputs of the scaling code of the device, a programmable gain amplifier, a second analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output amplifier with a programmable gain, and the output is an information output of the device, characterized in that, in order to increase the accuracy of the device by scaling the input signal, it contains a comparator, the first input of which is connected to the information input of the device, the second input to the output of the analog memory element and the output goes to the recording permission element of the analog memory element and the start input of the first analog-to-digital converter, the readiness output of which is connected to the gate inputs of the comparator and of the register, respectively, the outputs of the register are connected to the control inputs of the amplifier with a programmable gain, the input of which is connected to the information input of the device, an inverting Schmitt trigger, the input of which is connected to the information input of the device, the counter, the counting input of which is connected to the output of the inverting Schmitt trigger, and the output is to the reset input of the analog memory element, the trigger input of the second analog-to-digital converter is the trigger input of the device, and the counter information inputs are inputs of the control code of the device.

111.6.436 /

1 1116436 ϊ