SU1228277A1 - Многоканальный преобразователь напр жени в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной измерительной технике. Изобретение позвол ет повысить точность преобразовани  при совокупных измерени х переменных величин путем их одновременного преобразовани  и интег- рировани . Это достигаетс  тем, что в устройство, содержащее коммутатор 1, преобразователь 3 напр жени  в код, резисторы 6, первый блок 11-ключей , введены аналоговый сумматор, п-1 блоков 11 ключей, п блоков 12 определени  знака, п цифровых сумматоров 13, где п - число каналов преобразовани , а блок управлени  выполнен в виде генератора 5 функций Уолша. 1 ил. а S (Л с: ГчЭ СХ) ю

Description

Y (f) -i::x;(t)-w.(),

i O

Изобретение относитс  к импульсной измерительной технике и предназначено дл  использовани  в автоматизированных системах сбора измерительной информации в различных област х народного хоз йства и экспериментальных исследований, в частности в океанологических исследоззани х

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит коммутатор 1, аналоговый сумматор 2, преобразователь 3 напр жени  в код, блок 4 разделени  каналов, генератор 5 функций Уолша, резисторы 6, ключи 7, име кнцие выходы 8 и 9. Аналоговый сумматор содержит операционный усилитель 10, блок 4 - п блоков 1 ключей , п блоков 12 определени  знака, п цифровых сумматоров 13, где п - число каналов преобразовани , в состав аналогового сумматора 2 вход т также резисторы 14 и 15.

Устройство работает следующим образом .

Измер емые величины X|( присутствуют на входах коммутатора I С началом цикла опроса и преобразовани  генератор 5 выдает на управл ющие входы ключей 7 функции Уолша W, (Г) таким образом, что на управление каждым i-M ключом 7 поступает одна функци  W. ().При этом положительное значение ( + 1) функции W. (t) переводит ключ в верхнее, а отрицательное (-1) в нижнее положени .

Таким образом, в каждьш дискретны момент времени, соответствующи г тактам функций Уолша, кажда  из измер емых величин поступает на один из входов 8 и 9 операционного усилители 10.

На выходе сумматора 2 и входе преобразовател  3 формируетс  групповой сигнал

I О, п-1 .

Сигнал У(Г) преобразуетс  в цифро- вую форму ) дл  каждого дискрет- ного момента времени. Отсчеты сигнала ) параллельно через блоки 1 1 считываютс  в цифровые сумматоры 13. При этом знаки слагаемых формируютс  На выходе блоков 2 в соответствии со значени ми знаковых разр дов чисел на выходе преобразовател  3 и значе ни ми функций Уолша Wy.

В цифровых сумматорах 13 реализуетс  операци  цифрового вьщелени  измер емых величин X с осреднением их за цикл.опроса преобразовани  из

h тактов по формуле

и -1

h-1

.с)--У N,ct)

о с 3

h - 1 Л X,(tMA|.(.L j: )X (I)

- S S

. n 7 n -)

X;C)W(U , o

(-2)

--0

где S и i - индексы сигналов X и Y и функций Уолта.

Если X,(t)X;- const при Т , ,п-1, i/ S, то

h-1 П-1

) )W.(r) , i:o

i;fS h-1 h-1

KJ(r) w.(r)o.

-0 i#S

поскольку функции W (t) и W. ( L) Ha отрезке L от 0 до n-I ортогональны. Тогда ь-1

и-1

5

0

5

0 5

W/CriAJf)-) X () ьХ(Г,

сз)

S 5

1-01-0

2

так как W (t) I .

Следовательно, в результате операции цифровой фильтрации из группового сигнала Y блоком 4 по вьфажению (2) на выходе вьщел етс  сигнал пХ ,  вл ющийс  умноженным на h средним на интервале L от О до (п-1) значением сигнала X5(L ), если другие сигналы Х-С) (iPs) на этом интервале не измен лись, а сигнал Х Ci ) мог

Ь

измен тьс .

Если же другие сигналы Х;() измен ютс  на интервале t от О до (h-l), то дл  второго слагаемого выражени  (2) можем записать

h-1 h-1

Wji;)/) W;(l-) i-o i ts

h-i f-ij- 1

ZZ ( (Г) u/,(t

i о tT -. 0

(M

Любой сигнал X ., измен ющийс  на интервале от О до (n-l), можно представить суммой посто нной Х.,; и случайной u.(t) составл ющих, причем математическое ожидание (f) на интервале 1 равно нулю. Получим

-1 п-1

и

i-0 Г;0

i;iS к-1

X.W(t)lAj.CT)

а,() Ы-(Г)1л/.(Г)

с 5 )

Т-о

Поскольку W (t ) и Wj (t) ортогональны на отрезке t от О до h -1, то

,-W,(t)W;() 0.

i 0

Дл  второго слагаемого выражени  (5),можем записать

h-1

Д;(1) W(r) W.(t) Z., (6)

,

где ZI - составл юща  ошибки в выходном сигнале, обусловленна  изменчивостью входного сигнала X-() в другом 1 канале за и тактов.

Таким образом, вместо выражени  (5) получим

Z

(7)

где Z - составл юща  ошибки, обусловленна  изменчивостью входного сигнала Х в нулевом канале за п тактов преобразовани .

Величина Z также  вл етс  случайной величиной с равным нулю математическим ожиданием. Выборочное значение величины будет тем ближе к нулю, чем большее число каналов в устройстве.

Следовательно, в выражении (2) второе слагаемое стремитс  к нулю

при посто нстве, так и изменчивости сигналов на интервале преобразовани , а в результате всех операций последовательного преобразовани  на выходе устройства формируютс  цифровые отсчеты осредненных за общий интервал времени сигналов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   to

   Многоканальный преобразователь напр жени  в код, содержащий блок управлени , токоограничивающие элементы , вьтолненные на резисторах,

   первые выводы которых  вл ютс  входными шинами, а вторые вьтоды соединены с первыми входами соответствующих ключей, первые выходы которых объединены, преобразователь напр жени  в код, первый блок ключей, первый цифровой сумматор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены п-1 блоков ключей, п-1

   цифровых сумматоров, п блоков определени  знака, где п - число каналов преобразовани , аналоговый сумматор, а блок управлени  вьшолнен в виде генератора функций Уолша, первый и

   второй входы аналогового сумматора соединены соответственно с первыми и вторыми выходами ключей, а выход соединен с первым входом преобразовател  напр жени  в код, первые выходы

   которого соединены с первыми входами п блоков ключей, второй выход преобразовател  напр жени  в код соединен с первыми входами п блоков определени  знака, вторые входы которых объединены с вторыми входами со- ответствуюш х ключей и соединены с соответствующими первыми выходами генератора функций Уолша, второй выход которого соединен с вторыми входами

   преобразовател  напр жени  в код и п блоков ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих цифровых сумматоров, вторые в.хо- ды каждого из которых соединены с выходом соответствующего блока определени  знака, выходы п цифровых сумматоров  вл ютс  выходными шинами.

   Редактор Т.Митейко

   Составитель А.Титов

   Техред И„Верес Корректор Т. Колб

   Заказ 2297/58 Тиргьж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4