SU1256206A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и позвол ет повысить помехоустсйчивость и расширить функциональные возможности путем обеспечени  контрол  процесса преобразовани . Это достигаетс  тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержаний блок 1 эталонных напр жений , первый блок 2 коммутации, первый 3 и второй 4 блоки суммировани , блок 5 сравнени , два регистра 6 и 7 и блок 8 управлени , введены регистры 9 и 10, второй блок 11 коммутации, сдвигающий регистр 12, элемент 13 эквивалентности, элемент И 14 и элемент ИЛИ 15. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

10

15

f 1256206

Изобретение относитс Г к вычисли- тельной технике и может быть использовано в различных информационно-измерительных системах, к которым предъ вл ютс  повышенные требовани  к достоверности получаемых рёзуль- татой

Цель изобретени  - повьшение помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей путем обеспечени  контрол  процесса преобразовани .

На фиг. 1 приведена функциональна  схема; устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема блока управлени .

Аналого-цифровой преобразователь содержит блок 1 эталонных напр жений, .блок 2 коммутации, блоки 3 и 4 суммировани , :блок 5 сравнени , регистры 6 и 7, состо щие из триггеров, блок 8 управлени , регистры 9 и 10, втврой 20 блок 11 коммутации, сдвигшЬщий регистр 12, элемент 13 эквивалентности, элемент И 14, выход которого  вл етс  шиной контрол , элемент ИЛИ 15. Ёлок 8 управлени  содержит шину 16 Запуск , генератор. 17 импульсов, элемент И 18 и сдвигающий регистр 19,

Сущность алгоритма уравновешива- ;ни  преобразуемой величины, положенного в основу, предлагаемого устройст- 30 за, заключающийс  в уравновешивании напр жений (токов) U и U

Uj + h и, ;

Ux + (1)

где и., t,(1)bl +cig(1) +о/„(2)Ь1 + oC(2)|2L + ....(n)U2+(n)U.

f.(i(i)(i)) ; .Ы , ..

25

ва по

на вы ни ге(

вы ни

.,

и

Т

вх 11

ци тр Ра мы ре

хо ко

35

40

и

oie(1)§2I ч-оСд(1)Ь1+ог„(2)21

+)|lT +. . .-.(n) (ЛГ)- -о1:ТГ)Ь1);

14 ° ,

Причем разр ды первого (третье)- го) 6(9) и второго (четвертого) 7(101 rtgd) о((, (i) oij (i) и Ota (i) - двоич- регистров одновременно не могут на ЧП

ходитьс  в единичном состо нии, так как последние определ ютс  парафазны- мзл выходами блока 5 сравнени . Поэтому состо ни  выходов i-ro ключа блоков 2 и 11 коммутации дл  такой ком- 55 бинации входов не определены (таблица ) ,

Блок 8 управлени  последовательно на каждом из своих выходов вырабаты-.

п разр дность регистров 6, 7, 9

ные коэффициенты, определ е- .мые состо ни ми i-x разр дов регистров 6 и 7 и 9 и 10 соответственно;

и,,.- величина уравновешивающего эталона, который может быть положительным или отрицательньм .

причем h 2 (h дискретность преобразовани ).

06

2

После окончани  цикла уравновешивани  сумма значений величин U, и Uj посто нна и определ етс  соотношением,

и, +и;

h()

(2)

На пр мом выходе блока 5 сравнени  на любом i-M такте уравновешивани  вырабатьшаетс  код результата сравнени  У(i) 1 (на инверсном выходе ге(1) О), если Uj U, и код 96 (i) 0 (ie(i) 1) -в противном случае.

Источник 1 вырабатьшает на своих выходах следующие эталонные напр ж е- ни  (токи): и.

(i

.,/2, и,,/4,..,, ,

шд

1,2,3,.,.,п) подключаетс  к

.,.,и,/2. Кажда  эталонна  величина

и

Т

входам i-x ключей первого 2 и второго 11 блоков коммутации.

Первьй блок 2 (второй 11) коммута- цик представл ет собой набор из п трехпозиционных аналоговых ключей. Работой каждого ключа управл ют пр мые выходы соответствующих разр дов регистров 6, 7, 9 и 10.

В таблице показаны состо ни  выходов любого i-ro ключа блоков 2 и П коммутации в зависимости от состо ни  разр дов управл к цих регистров.

Состо ние i-x разр дов регистров

Состо ние выходов i-ro ключа первого блока 2 (второго 11) коммутации

вает тактовые импульсы. Импульс по шине 16 Запуск (он же  вл етс  установочным вькодом блока 8 управлени ) устанавливает на всех (2п+1) пр мых выходах сдвигающего регистра 19 нулевые потенциалы. При этом нулевой потенциал с (2-i-1)-ro выхода сдвигающего регистра 19 разрешает прохождение импульсов с генератора 17 через элемент И 18 на вход реги- стра 19. При этом на выходах последнего с приходом каждого импульса от генератора 17 последовательно формируютс  тактовые импульсы.

Устройство работает следующим об- .разом.

Импульс с установочного выхода блока 8 управлени  () устанав лива- ет все разр ды регистров 6, 7, 9 и 10 в нулевое состо ние. При этом на всех вьгходах блоков 2 и 11 устанавливаютс  нулевые потенциалы. На выходах блоков 3 и 4 суммировани  устанавливаютс  сигналы U Ux

и и, 0, которые сравниваютс  блоком 5. На пр мом и инверсном выходах последнего вьфабать1 аютс  соответственно коды ж(0) и Эе(О) О результата сравнени , Если и, О, то эе(О) 1 («(), если и 0 9е(0) О (жТо) 1).

При поступлении первого тактового импульса с первого выхода блока 8 старшие разр ды регистров 6 и 7 принимают состо ни  соответственноо( д( 1 )35

Соотношени  (4) - (6) показывают, что дл  определени  двоичного эквива лента и, можно использовать либо все коды N, N

коды и N

S.

о

о

N.

и Na, либо ТОЛЬКО

л I

И IL , либо только коды N

о

-9е(0) ио1;о(О Эе(0). в зависимости от состо ний старших разр дов регистров 6 и 7 (таблица) эталонна  величина подключаетс  к первому 3 или второму 4 блокам. На этом такте бло- О ком 5 вырабатываютс  коды результата сравнени  Эс(1) и Э€ (1) , значени  которых определ ютс  соотношением значений напр жений (токов) U( и U,. На втором такте с приходом тактового им-45 нескомпенсированной части преобразу- пульса с второго выхода блока 8 стар- напр жени  (тока) (4U,(i-1)) шие разр ды регистров 9 и 10 принимают СОСТОЯНИЯ соответственно оСд (1) . 96(1) и осТТТ) Э€(1). При этом эталонное напр жение которое пос- 5Q тупает на вход первого ключа блока 11 коммутации, в зависимости от состо ний разр дов oiq (1) Иогд(1) регистров 9 и 10 подключаетс  к первому 3

На любом i-M такте уравновешивани  действие сбо  может привести к неправильному результату сравнени  значений величины U ( и U и согласно алгоритму работы устройства к непра-ч вильному включению последующего веса разр да. Величина Z , равна  сумме

на предыдущих тактах и веса неправильно включенного разр да, определ етс  выражением

, (1-1)1 ,2,...,2п,

где

1/2, если 1 кратно 2; J + 1 - в противном случае. Эта величина может быть скомпенси-

или второму 4 блокам. На этом же так-55рована только весами разр дов, еще

те формируютс  блоком 5 коды Эб(2)не участвовавших в уравновешивании,

иэе(2). На третьем и четвертом так-Сумма весов последних S; определ еттах в уравновешивании участвует эта-с  вьфажением

10 12562064

лонна  величина U,,y4, на п том и шестом тактах - и т.д.

По окончании цикла уравновешивани  на входах блока 5 присутствуют 5 напр жени  U, и U, отличающиес  друг от друга на величину, не превышающую h (если Ugr h 2)

и + п и,;

ид+ь1:()))

а

h.i ((1) +o(i)).2 (3)

или Uy +h(No ).(N 3 где Нд,Ыо, - коды, отраженные

соответственно в регистрах,6,7, 9 и 10.

Код в регистре 7(10) представл ет собой обратный -код в регистре 6(9), Двоичный эквивалент U согласно.(1) может быть определен

и, и - и/ n()-().(4)

С учетом соотношени  (2-) значение и может быть найдено также из вьфа- жений

и, 2h(N,+N) - () ; (5) и, 2h()-() . (6)

Соотношени  (4) - (6) показывают, что дл  определени  двоичного эквивалента и, можно использовать либо все коды N, N

коды и N

S.

о

о

N.

и Na, либо ТОЛЬКО

л I

И IL , либо только коды N

о

нескомпенсированной части преобразу- напр жени  (тока) (4U,(i-1))

На любом i-M такте уравновешивани  действие сбо  может привести к неправильному результату сравнени  значений величины U ( и U и согласно алгоритму работы устройства к непра-ч вильному включению последующего веса разр да. Величина Z , равна  сумме

нескомпенсированной части преобразу- напр жени  (тока) (4U,(i-1))

на предыдущих тактах и веса неправильно включенного разр да, определ етс  выражением

, (1-1)1 ,2,...,2п,

нескомпенсированной части преобразу- напр жени  (тока) (4U,(i-1))

где

1/2, если 1 кратно 2; J + 1 - в противном случае. Эта величина может быть скомпенси-

S.S(i-2j).h..(n-j)-2h(), i 1,22n,

где 8 () 1, если ( ) О, иП ) - в противном случае. Погрешность преобразовани , i при возникнонении сбо  на i-M такте определ етс  с разностью величин Zj и S;

(iU,,(i-1)l4-h-2 f-S(i-2j)-S(n-j) 0 блока сравнени , первые входы уста .j новки в 1 всех разр дов второго

«2h(2 -1), 1 1,,2,.,., /п (/) регистра объединены и соединены с

вторым входом блока сравнени , втоI111t

где uUx(O) и, .

Если учесть, что величина . входы установки в 1 разр дов

ЬШ (i-1),l(i 1) не может быть больше «5первого и второго регистров поразр двеса разр да , на котором проис- ,но. объединены и соединены с соответкодит .сбой, то из соотношени  (7) вид-ствующими нечетными выходами блока

но, что величина погрешности преобра-управлени , первый вход первого блозовани  при возникновениика суммировани   вл етс  шиной преобединичного сбо  на любом из тактов 20разуемого напр жени , вторые входы

уравновашивани .первого блока суммировани  соединены

При отсутствии сбоев и динамических ,с первыми выходами первого блока компогрешностей в процессе работы устрой ства любые три последовательных результата сравнени  не могут быть эквивалентными (равными), т.е. дл  любых -последовательных сравнений комбинации кодов результатов сравне- Н1-1Й, 111 и 000  вл ютс  запрещенными. По по влению таких комбинаций можно зо судить о возникновении сбо , динамической погрешности или превышении значени  преобразуемой величины верхней или нижней границ диапазона

мутации, выход первого блока суммировани  соединен с первым входом блока 25 сравнени , выходы источника з талонных напр жений соединены с соответствующими первыми входами первого блока коммутации, вторые входы которого в каждом разр де соединены с выходами соответствующего разр да первого регистра , третьи входы блока коммутации - с выходами соответствующего разр да второго регистра, вторые вы- ходы первого блока, коммутации соеди

преобразуемых величин. В предлагаемом ™ с общей шиной, третьи выходы - устройстве этот контроль осуществл - первыми входами второго блока суммировани , выход которого соединен с вторым входом блока сравнени , о т етс  с помощью трехразр дного сдвигающего , регистра 12 (в который.запи сьтаютс  последовательные результаты сравнени ), элемента 13, элемента И 14 и элемента ИЛИ 15, По по влению импульса на выходе элемента И 14 на тактах, начина  с третьего (при этом на выходе элемента ИЛИ 15 едиличающиис  тем, что, с

40

целью повьшгени  помехоустойчивости и расширени  функциональньш возможностей путем обеспечени  контрол  процесс преобразовани , в него введены второй блок коммутации, третий

ничный импульс),.можно судить о воз- 45 и четвертый регистры, сдвигающий ре никновении сбо  или динамической по- гистр, элемент эквивалентности, эле- грешности в процессе преобразовани . элемент ИЛИ, при этом первые

Таким .образом, аналого-цифровой преобразователь обладает повьш енной

входы второго блока коммутации соединены с выходами блока эталонных

помехоустойчивостью к воздействию пр жений, вторые входы - .с выходами пульсных помех и сбо м в элементах соответствующих разр дов третьего регистра , третьи входь - с выходами соответствуюш;их разр дов четвертого

его структуры, повышенной способностью к коррекции динамических погрешностей , вызванных изменением сигнала за врем  преобразовани .

Claims (1)

1. Аналого-цифровой преобразователь , содержащий первый блок комму55

регистра, вход сброса в О которого объединен с входом сброса в О третьего регистра и соединены с установочным входом блока управлени ,первые входы установки в 1 всех разр дов третьего регистра объединены и

62066

тации, блок эталонных напр жении, первый и второй блоки суммировани , блок сравнени , первый и второй регистры и блок управлени , установочный 5 выход которого соединен с входами сброса в О первого и второго регистров , первые входы установки в 1 всех разр дов первого регистра объединены и соединены с первым выходом

вторым входом блока сравнени , втоI111t

входы установки в 1 разр дов

с первыми выходами первого блока ком

мутации, выход первого блока суммировани  соединен с первым входом блока сравнени , выходы источника з талонных напр жений соединены с соответствующими первыми входами первого блока коммутации, вторые входы которого в каждом разр де соединены с выходами соответствующего разр да первого регистра , третьи входы блока коммутации - с выходами соответствующего разр да второго регистра, вторые вы- ходы первого блока, коммутации соеди

личающиис  тем, что, с

регистра, вход сброса в О которого объединен с входом сброса в О третьего регистра и соединены с установочным входом блока управлени ,первые входы установки в 1 всех разр дов третьего регистра объединены и

соединены соответственно с первьм выходом блока сравнени , первые входы установки в 1 всех разр дов четвертого регистра объединены и соединены

с вторым выходом блока сравнени , а вторые входы установки в 1 третьего и четвертого регистров поразр дно объединены и соединены с соответствующими четными выходами блока управлени , причем третьи входы первого блока суммировани  соединены с первыми выходами вторбго блока коммутации , вторые выходы которого соединены с вторыми входами второго блока суммировани , а третьи выходы - с общей шиной, первый выход блока сравнени  соединен с входом сдвигающего регистра, выходы которого соединены соответственно с входами элемента

эквивалентности, выход которого сое- 20 выхода разр дов сдвигающего регистра динен,с первым входом элемента И,вто- . вл ютс  соответственно нечетными и. рой вход которого соединен с выходом чётными выходами блока управлени .f

ры

12562068

элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами блока управлени , выход элемента И  вл етс  шиной контрол .

2, Преобразователь по п.1, отличающийс  тем, что,блок управлени  выполнен на генераторе импульсов , элементе И, сдвигающем рег«стре , при этом пр мой выход старшего разр да сдвигающего регистра соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу синхронизации сдвигакицего регистра, причем шина Запуск  вл етс  входом установки в О сдвигаищего регистра и установочным выходом блока управлени , а

Залуск -fg

Устам

И. Шулла

фиг. 2

- I

Составитель А. Титов Техред А. Кравчук

Заказ 4836/57Тираж 816Подписное

.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

Корректор С.Черни