SU1298920A1 - Аналого-цифровой функциональный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в системах сбора и обработки информа- хдаи, в измерительных устройствах. Цель изобретени  - повьшение точности и расширение области использовани  за счет увеличени  числа преобразуемых характеристик. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в аналого-цифровой функциональный преобразователь введены полусумматор и два D-триггера, обеспечившие точный подсчет сигналов переноса при суммировании коэффициентов аппроксимации в каждом такте преобразовани , 2 ил. (Л ЛлГ

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в системах сбора и обработки информации , в измерительных устройствах.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение области использо- ва1ш  за счет увеличени  числа преобразуемых характеристик.

На фиг, 1 представлена блок-схема преобразовател ; на фиг. 2 - график, по сн ющий его работу.

Аналого-цифровой функциональный преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2 текущих значений функции, дешифратор 3, блок 4 пам ти, сумматоры 5 - 5„, полусумматор 6, счетчик 7, -разр дный цифроанапоговый преобразователь 8 (ЦАП), регистры 9-11, D-триггеры 12 и 13, компаратор 14 и элемент НЕ 15,

Устройство работает следующим образом, ,

Принцип действи  преобразовател  основан на сравнении мгновенного значени  входного напр жени  и циклически формируемого напр жени  (по методу кусочно-линейной аппроксимаfO

поступающие на вход f.-pfl ipqjiH ЦАП 8 (или напр жение IJ на ег де), то дл  получени  любого ни  напр жени  (заранее рассч ного) на выходе ЦАП необходим ло импульсов (также заранее р танное) на каждом участке апп мации, начина  с первого, умн на коэффициент аппроксима11,ии участке и суммировать эти вел или, что равносильно, суммиро каждом участке соответствующи фициент аппроксимации сам с с столько раз, сколько импульсо ответствует данному участку а симации (т,е, на первом участ эффициент d суммировать Z что соответствует d,Z,; на вт участке коэффициент что соответствует ,.,, где , и т.д. и просуммировать величины до момента сравнени  жений) ,

В исходном состо нии счетч 25 и 7, регистры 9 - П и тригге и 13 обнулены, дешифратором 3 первый участок аппроксимации, рому на выходе блока 4 пам ти ветствует код (например, двои

15

20

Z 2

ции), закон изменени  которого соот-| 30 коэффициента аппроксимации d ветствует закону изменени  входного напр жени  преобразовател .

Отрезок времени от момента начала формировани  напр жени  до момента сравнени  напр жений заполн етс  импульсами генератора 1, причем число импульсов и  вл етс  цифровым эквивалентом входного напр жени  преобразовател .

Пусть имеетс  некотора  крива  AF (фиг, 2), любую точку на которой с заданной точностью по методу кусочно-линейной аппроксимации можно найти так

Величина коэффициента аппр ции может быть любой в зависи от вида заданной функции и тр мой точности ее воспроизведен 35 определ ет разр дность слова пам ти.

На вторых входах сумматоро

исходном состо нии присутству левые сигналы с выходов регис

40 Поэтому код коэффициента аппр ции с выходов блока 4 пам ти пает через сумматоры 5, котор информационные входь регистра ступает без изменени . При по

45 лении первого импульса с гене 1 происходит запись кода коэф та аппроксимации в регистр 9, коэффициента аппроксимации, с ствующа  разрешающей способно

Y. (Nj)d.X,4-d (Х-Х)ч-. ,,-bd.(X,-X;.p,

где d,, d ,,,,, ,,,, d.

X,t X j-X,

- коэффициенты аппроксимации ;

Х.-Х.

I 1-1

- участки аппроксимации .

Таким образом, если по оси X отложить число импульсов N, подсчитываемое счетчиком 2 текущих значений функции, а по оси Y - число N ,

поступающие на вход f.-pfl ipqjiHiM i ЦАП 8 (или напр жение IJ на его BF.TXO- де), то дл  получени  любого значени  напр жени  (заранее рассч 1тан-- ного) на выходе ЦАП необходимо число импульсов (также заранее рассчитанное ) на каждом участке аппроксимации , начина  с первого, умножить на коэффициент аппроксима11,ии на этом участке и суммировать эти величины или, что равносильно, суммировать на каждом участке соответствующий коэффициент аппроксимации сам с собой столько раз, сколько импульсов соответствует данному участку аппроксимации (т,е, на первом участке коэффициент d суммировать Z раз, что соответствует d,Z,; на втором участке коэффициент что соответствует ,.,, где , и т.д. и просуммировать эти величины до момента сравнени  напр жений ) ,

В исходном состо нии счетчики 2 5 и 7, регистры 9 - П и триггеры 12 и 13 обнулены, дешифратором 3 выбран первый участок аппроксимации, которому на выходе блока 4 пам ти соответствует код (например, двоичный)

5

0

Z 2 раз,

Z -X коэффициента аппроксимации d

Величина коэффициента аппроксимации может быть любой в зависимости от вида заданной функции и требуемой точности ее воспроизведени  и определ ет разр дность слова блока пам ти.

На вторых входах сумматоров 5 в

исходном состо нии присутствуют нулевые сигналы с выходов регистра 10,

Поэтому код коэффициента аппроксимации с выходов блока 4 пам ти поступает через сумматоры 5, который на информационные входь регистра 9 поступает без изменени . При поступлении первого импульса с генератора 1 происходит запись кода коэффициента аппроксимации в регистр 9, Часть коэффициента аппроксимации, соответствующа  разрешающей способности

-разр дного ЦАП 8 с выходов

(п-ш) ,,,,,(п-1), п поступает на соответствующие входы ЦАП, на выходе которого установитс  напр жение,, эквивалентное данному коду. По окончании импульса генератора 1 код коэффициента аппроксимации записываетс  с помощью сигнала на выходе элемента НЕ 15 в регистр 10 и постуает на вторые входы сумматоров 5,

31 2

в речулт тате чрл о на вт.1ходах сумматоров 5 и полусумматора 6 устанавливаетс  код, вдвое больший кода коэффициент а аппроксимации на данном участке, т.е. N,, где d - код коэффициента аппроксимации на данном (первом) участке аппроксимации, хран щийс  в блоке 4 пам ти. Если разр дность числа N превышает совместную разр дность сумматоров 5 и полу- сумматора 6, то на выходе переноса последнего по витс  единичный сигнал

При поступлении очередного импульса с генератора 1 этот сигнал сосчитываетс  счетчиком 7, а сигналы с вы ходов сумматоров 5 и полусумматора 6 записываютс  в регистр 9 и триггер 12, На выходе ЦАП при этом устанавливаетс  напр жение, эквивалентное части результата суммировани  N, При поступлении следующих импульсов с генератора 1 продолжаетс  суммирование числа d и подсчет сигналов переноса счетчиком 7, При поступлении на вход счетчика 2 Z импульсов на входах ЦАП 8 и на 1,2,,,,,(n-m-1) выходах регистра 9 записываетс  код N Z d,. При наборе на входе дешифратора 3 кода, соответствующего второму участку аппроксимации, дешифра- тор 3 мен ет адрес на входе блока 4 пам ти и на его выходах по вл етс  ко коэффициента аппроксимации d, соответствующий второму участку аппроксимации . Этот код сразу суммируетс  с числом, наход щимс  на вторых входах сумматоров 5, Далее описанные процессы повтор ютс . Таким образом, часть результата, наход ща с  в данный момент на 1,2,,,,,(п-шг1) выхо- дах регистра 9 и представл юща  собой погрешность реализации кусочно- линейной функции на данном (первом) участке аппроксимации, учитываетс  на следующем (втором) участке в мо- мент суммировани  этой части результата d,-Z с коэффициентом аппроксимации dj.

В момент равенства входного напр жени  преобразовател  и напр жени  на выходе ЦАП 8 сигнал с выхода ком- паратора 14 разрешает запись кода счетчика 2 текущих значений функции в регистр П,

На входе ЦАП В устанавливаетс  . код

,Z, +diZj + ,,,+d;., Z.., + -Q,

4

где ( - код, предс.тарле гный па 1,2,.,.,(n-m-1)выходах регистра 9 в момент срабатывани  компаратора 14 на i-M участке аппроксимации; 7 7

1 t

Z .j - число импульсов, подсчитанных счетчиком 2 на каждом из соответствующих участков аппроксимации; Z. - число импульсов, подсчитанных счетчиком 2 до момента срабатывани  компаратора 14 на i-M участке аппроксимации.

На выходной шине устройства (выходы регистра 11) устанавливаетс  код

,, + ..-+Z.-i i

гТогрещность реализации кусочно- линейной функции в предлагаемом устройстве равна Q. , т,е, меньше мпгдше- го разр да ЦАП 8, и имеет место только на том участке аппроксимации, где произошло срабатывание компаратора

1.

Сигнал переполнени  счетчика 2 текущих значений функции сбрасывает в О регистры 9 и 10, триггеры 12 и 13 и счетчик 7, а следовательно, на выходе ЦАП 8 устанавливаетс  нулевой уровень и начинаетс  новый цикл измерени .

При определенных комбинаци х сигналов на входах сумматоров 5 возможны ситуации, когда единичный сигнал переноса на выходе сумматора 5 не мен етс . Однако, за счет введенной в устройство совокупности полусумматора 6 и D-триггеров 12 и 13 обеспечен подсчет счетчиком 7 сигналов переноса с выхода сумматора 5 в каждом такте работы устройства. Тем самым без увеличени  разр дности блока 4 пам ти повышена точность работы преобразовател  и обеспечена возможность увеличени  числа преобразуемых характеристик.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий цифро- аналоговый преобразователь, последовательно соединенные генератор импульсов и счетчик текущих значений функции, выход переполнени  которого соединен с входами обнулени  первого.

   второго регистров и счетчика, а информационные выходы - с информационными входами третьего регистра и с входами дешифратора, выходы которого соединены соответственно с входами блока пам ти, выходы которого соответственно соединены с первыми входами п сумматоров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого регистра, а выходы сум ы - соответственно с информаци- п входами второго регистра, выходы с 1-го по п-й которого соединены соответственно с информационными входами первого регистра, выходы переноса сумматоров с 1-го по (п-1)-й соединены с входами переноса сумматоров с 2-го по п-й соответственно , входы с 1-го по К-й

   цифроаналогового преобразовател  сое-20 выход которого соединен с (К+1)-м

   даненц соответственно с выходами с (n-in)-ro по п-й второго регистра, входы с (К+2)-го по Е-й соединены соответственно с выходами счетчика, а выходы - с первым входом компаратора , второй вход которого  вл етс  входной шиной устройства, а выход соединен с входом записи третьего регистТра, выходы которого,  вл ютс 

   Xtfftf

   Составитель 3, Моисеенко Редактор Л, Г ратилло Техред М.Ходанин Корректор Л. Патай

   Заказ 899/60Тираж 902Подписное

   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

   выходной гаиной устройств , выход генератора импульса соединен через элемент НЕ с входом записи первого регистра и непосредственно - с входом . записи второго регистра , (п41)-й выход которого соединен со счетным входом счетчика, отличающийс  тем, что, с целью повьше- ни  точности и расширени  области

   использовани  за счет увеличени  числа преобразуемых характеристик, в него введены полусумматор и два D-триггера, причем первый вход полусумматора соединен с выходом переноса п-го сумматора, второй вход - с выходом первого триггера, выход переноса - с (п+1)-м информационным входом второго регистра, а выход суммы - с D-входом второго триггера,

   входом цифроаналогового преобразовател  и D-БХОДОМ первого триггера, С-вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а К-вход-объединен с 25 R-входом второго триггера и подключен к выходу переполнени  счетчика текущих значений фракции, С-вход второго регистра триггера подключен к выходу генератора импульсов.