SU1305856A1 - Аналого-цифровой преобразователь с промежуточным преобразованием напр жени в частоту импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности к преобразовател м напр жени  в цифровой код с промежуточным преобразованием напр жени  в частоту импульсов, и может быть использовано в прецизионных устройствах сбора аналоговой информации систем контрол  и управлени  технологическими процессами . В устройство, содержащее клемШ Htit

Description

мы входного 1 и нулевого 2 напр жений , управл емый делитель 3 напр жени , цифроаналоговый преобразователь А, преобразователь 3 напр жени  в частоту импульсов, первый реверсивный счетчик 6, регистр 7, блок 8 управлени  реверсом, первый и второй 9 и 10 элементы ИЛИ, первьм и второй элементы И 13, 14, блок 20 управлени , с целью повьшени  быстродейст1

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности к преобразовател м аналогового сигнала в цифровой код с промежуточным преобразованием в частоту импульсов.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет уменьшени  величины шага квантовани  входного сигнала во времени.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - схема блока фиксации скорости изменени  входного сигнала, на фиг. 3 - схема преобразовател  кодов в число импульсов, на фиг. 4 -схема блока синхронизации , на фиг. 5 - схема блока управлени  , на фиг. 6 - временные диаграммы работы устройства, на фиг. 7- временные диаграммы работы блока синхронизации .

Преобразователь содержит клеммы 1 входного и 2 нулевого напр жений, управл емый делитель 3 напр жени , коэффициент передачи которого уменьшаетс  в m раз при смене режимов с точного на грубый, цифроаналоговый преобразователь 4 (ЦАП), преобразователь 5 напр жени  в частоту импульсов (ПНЧ), первый реверсивный счетчик 6, имеющий по 1/2 п двоичных разр дов в младшей и старшей ступен х , п-разр дный регистр 7, блок 8 управлени  реверсом, наличие входного сигнала которого информирует об отрицательном знаке преобразуемого напр жени , с первого по четвертый элементы ИЛИ 9-12, первый-13 и второй 14 элементы И, блок 15 синхронизации , второй реверсивный счетчик 16, блок 17 фиксации скорости изменени  входного сигнала, блок 18

ви  за счет уменьшени  величины ша га квантовани  входного сигнала во времени, введены третий 11 и четвертый 12 элементы ИЛИ, блок 15 синхронизации , второй реверсивный счетчик 16, блок 17 фиксации скорости изменени  входного сигнала, блок 18 запоминани , преобразователь 19 кодов в число импульсов, 4 3.,п. ф-лы, 7 ил.

запоминани , преобразователь 19 кодов в число импульсов, блок 20 управлени , первые выходные информационные 21 и командные 22 шины, состо - щие из шины записи режима работы

устройства, шин кода режима и вторых выходных информационных шин.

Блок 17 содержит реверсивньгй счетчик 23, регистр 24, первый 25 и вто- рой 26 элементы И, первый 27 и второй 28 элементы ИЛИ.

Преобразователь 19 кодов в число импульсов содержит коммутатор 29, реверсивный счетчик 30, триггер 31, с первого по четвертый элементы

И 32-35, с первого по третий элементы ИЛИ 36-38, инвертор 39. Блок 15 синхронизации содержит с первого по третий одновибраторы 40-42, первый 43 и второй 44 элементы И, элемент ИЛИ 45, инвертор 46, формирователь 47 импульсов.

Блок 20 управлени  содержит генератор 48 импульсов, счетчик 49, первый 50 и второй 51 триггеры, с первого по третий формирователи 52-54 импульсов, с первого по четвертый элементы И 55-58, с первого по третий элементы ИЛИ 59-61, регистр 62. На временных диаграммах (фиг. 6 и 7) обозначены импульсы 63 шага и

64периода преобразовани , импульсы

65FX, импульсы 66 и 67 в результате преобразовани  Х и Хд, сигнал 68

на выходе элемента ИЛИ 37, разрешающий работу счетчика 30, сигнал 69 с выхода элемента И 26 о превышении скорости изменени  при наличии в счетчике 23 кода S, сигнал 70 переключени  режима работы с точного на грубый, импульсы 71 генератора

31305856

48, сигнал 72 одновибратора 40, импульсы 73 от ПИЧ, сигналы 74-76 соответственно с выходов элемента И 43 и одновибраторов 41 и 42, импульсы 77 формировател  47.

(1-1)

(j-/+ X

5(J-11

5 Так как величины X; и Ху могут Устройство работает следуюгцим об- иметь положительные и отрицательные разом.

Период Т преобразовани  разности

значени , nojry4eHHe Х. по этой формуле выполн етс  с учетом их знаков. На выходе устройства результаты

подсчета 1 от (ПИЧ) и получение /о Х, смен ютс  через врем  .

промежуточных значений X,- дл  каждо- в устройстве за каждый период Т,,

формируетс  величина S.-, т.е. фактически определ етс  скорость изменени  Uy. Это использовано дл  фикса- f5 ции максимальной скорости изменени  и, превышение которой приводит к недостоверным результатам преобразовани . По возникновению сигнала об этой фиксации, когда получена вели (Uv-U) раздел етс  на Q интервалов

го из этих шагов: Х- , По окончании каждого i-rp шага значени  X. запоминаютс  до следующего периода преобразовани . Суммирование этих значений за Тп дает результат

Q поеобразовани  Хс 21Х; ,, в

|г(

котором помехи сетевого напр жени  устранены.

20 чина Sj S, в устройстве автоматически осуществл етс  переход с точПри выполнении каждого i-ro шага в текущем j-OM периоде преобразовани  формируетс  значение результата 5 преобразовани  Х , соответствующее среднему значению И., за прошедшее врем  Т. Дл  чего из результата преобразовани  Хр/.. , полученного в предыдущем шаге, вычитаетс  проме- ,д жуточное значение Xj(j-. , полученное в такомже ojare предьщущего (j-1) периода преобразовани , и прибавл етс  текущее промежуточное значение

ного на грубьй режим работы, в котором величина кванта по уровню увеличена в тп раз и составл ет Ш,

В этом режиме сигнал с выхода ПАП 4 не выдаетс  (в нем записьшает- с  О код), на входе ПНЧ 5 присутствует сигнал , образованный с помощью управл емого делител  3 и при формировании кода Х. коррекции на величину не вьшолн етс ,

Благодар  этому устройство продолжает выдавать информацию при более высоких скорост х изменени  U, но с 35 увеличенным квантом по уровню. При уменьшении скорости изменени  U(,

с туп ени пёрв ого реверсив ного счетчи- ° п величина Sj S, ка 6 может изменитьс  на S, - Устройство автоматически переходит

. Так как в (j-1) периоде преобразовани  от изменени  U за Т, код результата преобразовани  старшей

(-,} адиниц при наличии в ПНЧ записи по частоте в S ; 2

на точный режим работы с номиналь-. 40 ным квантом преобразовани  по уровню.

В блоке 20 управлени  с помощью генератора 48 и счетчика 49 с q разр дами в старшей ступени формируrri .Tt с -. гтютс импульсы 63 и 64 шага квантоваПНЧ 5 на. величину S/.- , V.. что эк-... оа lu а

45 ни ,имеющего длительность .

вивалентно изменению neчvльт т  ппр- - -П

и периода преобразовани  Tf,. Триггер 50 этого блока вьщает сигналы управлени  режимом работы устройства, сигналы грубого и точного (сигПоэтому каждое запомненное значе- ° « ° О режимов

ние Х;п-., при его использованииизмен ют величину сопротивлени  в

в должно быть скорректи-Управл емом делителе 3 и разрешают

ровано на величину Х,,- .. , кото-Р оту элементов И 13 ИЛИ 14, через

ра  запоминаетс  в коУ1|е 1редьвдущего ,е импульсы 65 F, поступают в

. ,, ,,5iстаршую или младшую ступени счетчипериода преобразовани . В св зи сv-idij j t j

КЗ. о

этим в каждом шаге значение результаг т f Рзз, перед началом j-ro периода осуществл етс  запись в ЦАП 4 этого кода. Это приводит к изменению входного сигнала (Ux-U)

вивалентно изменению результата пре образовани  на X5(j.i) и соответствующему изменению промежуточных значений на . Хд(.| /Q.

та преобразовани  формируетс  по формуле

(1-1)

(j-/+ X

5(J-11

20 чина Sj S, в устройстве автоматически осуществл етс  переход с точного на грубьй режим работы, в котором величина кванта по уровню увеличена в тп раз и составл ет Ш,

В этом режиме сигнал с выхода ПАП 4 не выдаетс  (в нем записьшает- с  О код), на входе ПНЧ 5 присутствует сигнал , образованный с помощью управл емого делител  3 и при формировании кода Х. коррекции на величину не вьшолн етс ,

Благодар  этому устройство продолжает выдавать информацию при более высоких скорост х изменени  U, но с увеличенным квантом по уровню. При уменьшении скорости изменени  U(,

Импульсы Fj( с выхода ПНЧ 5 через элемент ИЛИ 9 и блок 8 управлени  реверсом поступают в блок 15 синхронизации , назначение которого состоит в том, чтобы при работе с F, исключить сбои и искажение информации в реверсивных счетчиках 6 и 16, а также в блоках 17 и 18 и преобразователе 19, Эти узлы АЦП должны работать в моменты времени, которые задаютс  импульсами 71 генератора 48, а также с по влением несинхронизированных импульсов 73 7, Поэтому имеетс  веро тность возникновени  таких ситуаций , когда эти импульсы могут совпадать как полностью, так и частично , или они по вл ютс  в соприкасающиес  между ними моменты времени . В этих случа х их подсчет в счетчиках или передача информации в регистры и блок запоминани  может совпадать с переходными процессами в этих узлах, и это неизбежно приводит к записи совершенно неправильной информации.

Дл  исключени  этого в блоке 15 синхронизации с помощью одновибрато- ра 40, запускаемого отрицательным перепадом импульсов 71 и имеющего выходные сигналы 72 на 1 выходе, инвертора 46 и элемента И 43 выдел етс  интервал времени, соприкасающийс  с положительным перепадом импульсов 71.

Если момент по влени  F совпадает с этим выделенным соприкасающимс  интервалом времени, возможны сбои и искажени  информации. Поэтому при возникновении сигнала 74 на выходе элемента И 43 запускаетс  одновибра- тор 41, сигнал 75 с 1 выхода которого проходит через элемент ИЛИ 45, . в котором обьедин етс  с сигналом 73, и осуществл ет по отрицательному перепаду запуск формировател  47 с выходными сигналами 77. Последние .  вл ютс  выходными импульсами блока 15 синхронизации и они в этом случае (на фиг. 7 приведены три примера сдвига импульсов F;c относительно вы- щел емого соприкасающегос  интервала ) сдвинуты относительно отрицатель- 50 ного перепада импульсов 71. Таким образом, когда импульсы F не совпадают с соприкасающимс  интервалом, они проход т через элемент ИЛИ 45,

40

В преобразователе 19 коды Х преобразуютс  в число импульсо даваемых дл  вычитани  в счетчи где формируетс  величина Х.; . преобразование вьшолн етс  с п 45 счетчика 30 и элемента ИЛИ 37, ключенного к 1 выходам его зн щих разр дов и разрешающего ра сигнала 68 элемента И 34 до п 0

чени 

кода.

Сигналы знакового разр да ис зуютс  дл  управлени  режимом р ты счетчика 30 и формировани  в ного сигнала реверса. При полож

и ПО их отрицательным перепадам фор- 55 значении Х-/.. сигнал с

мируютс  импульсы 77, а при их совпадении импульсы F. сдвигаютс  и по

Л

ним формируютс  импульсы 77, которые по вл ютс  после импульсов 71, что

выхода знакового разр да включа вычитание в счетчике 30 и разре совместно с сигналом от 1 вых триггера 31 работу элемента И 3

исключает сбои и искажени  информации при их дальнейшем использсванип в узлах устройства

Сдвиг импульсов F, требует также

сдвигг и сопровождающего сигнала управлени  реверсом при подсчете этих импульсов. Это осуществл етс  с помощью одновибратора 42 с выходным сигналом 76, разрешающим работу элемента И 44, обеспечивает

на выходе блока 15 синхронизации сигнал реверса, совпадающий с импульсами 77.

Импульсы с выхода блока 15 синхронизации поступают в счетчик 16, где формируетс  в течение каждого шага квантовани  величина Xj. и ее знак. Так как Х- может иметь максимальную величину Х ,, ra/Q S, счег- чик 16 должен состо ть из ( +S+1) двоичных разр дов, включа  знаковый. Импульсы 63 осуществл ют запись кода Xj: и знака в блоке 18 запоминани  в  чейку, имеющую адрес , который соответствует коду в q разр дах старшей ступени счетчика 49, сигналь: которого поступают в этот блок , Отрицательный перепад импульсов 63 устана1шивает в О счетчик 16, начинаетс  (1+1)-й шаг квантовани  и одновременно запускаетс  формирователь 54. С помощью выходного импульса последнего ос уществл - етс  считывание кода X(4i)(j-i) и его знака из элемента И 13 и запись их с помощью коммутатора 29 в счетчик 30 преобразовател  19, триггер 31 которого устанавливаетс  этим импульсом в 1.

В преобразователе 19 коды Х-/. . преобразуютс  в число импульсов, выдаваемых дл  вычитани  в счетчик 6, где формируетс  величина Х.; . Это преобразование вьшолн етс  с помощью счетчика 30 и элемента ИЛИ 37, подключенного к 1 выходам его значащих разр дов и разрешающего работу сигнала 68 элемента И 34 до полу- 0

чени 

кода.

Сигналы знакового разр да используютс  дл  управлени  режимом работы счетчика 30 и формировани  выходного сигнала реверса. При положитель 0

выхода знакового разр да включает вычитание в счетчике 30 и разрешает совместно с сигналом от 1 выхода триггера 31 работу элемента И 33,

через который проход т импульсы с выхода элемента И 34 и далее через элемент Ш1И 36 на выход, сигнализиру  о необходимости выполнени  реверса в счетчике 6. При отрицательных зна- чени х Х;( , в счетчике 30 выполн етс  суммирование, это эквивалентно уменьшекшо отрицательного кода до нул , а выходной сигнал реверса не вырабатываетс .

Когда в счетчике 30 устанавливаетс  О код, т.е. преобразование

Х,/;.1 В ЧИСЛО импульсов заканчиваетс , выходной О сигнал элемента ИЛИ 37 запрещает работу элемента И 34 и, проход  через инвертор 39, разрешает совместно с сигналами 1 выхода триггера 31 и О выхода триггера 50 работу элемента И 35, через который проходит входной импульс начала преобразовани  Х5(;.л в число импульсов. При грубом режиме работы АЦП элемент И 35 закрыт, и это преобразование не выполн етс .

Отрицательный перепад импульса с выхода элемента И 35 устанавливает в О триггер 31, и через коммутатор 29 записываетс  код Хд/ i и его знак из блока 17 в счетчик 30, с помощью которого он преобразует в число и шульсов как и код X j ( - п - Так как величина 5(1-1) формировании должна суммироватьс  с y cii-- счетчике 6, выходной сигнал реверса образуетс  из 1 выходного сигнала знакового разр да счетчика 30, который проходит через элементы И 32 и ИЛИ 36. Поэтому, когда величина Xj отрицательна, знако- Bbrii разр д находитс  в 1, и на вы

ходе вырабатываетс  сигнал реверса, Формирование кода Xgj происходит в блоке 17, на счетный вход которого через элемент ИЛИ 10 поступают импульсы переполнени  младшей ступени счетчика 6 при работе устройства в

точном режиме или импульсы от ПНЧ 5 через блок 15 синхронизации, элементы ИЛИ.12, И 13 и ИЛИ 10 в грубом режиме его работы. Эти импульсы , которые в счетчике 6 имеют вес, равньй т, через элемент И 25 и сигналы реверса от блока 15 синхроЭти две пачки импульсов, а также импульсы от блока 15 синхронизации

низации поступают на входы счетчика 23, имеющего S кодовых разр дов и 55 поступают в счетчик 6. При точном разр д знака. Полученный в этом счет- режиме работы они проход т через чике код затем в точном режш.1е элементы ИЛИ 12 и И 14 на счетный преобразуетс  в число импульсов пре- вход младшей ступени, а при грубом образователен 19 также, как и код режиме - на счетный вход его стар

поэтому вес этих импульсов

0

0

5

it)-1,1 уме}1ьшаетс  до единицы, т.е. число

выходных импульсов преобразовател  19 соответствует вел1-гчине Xj;. В грубом режиме их вес не измен етс .

В блоке 17 с приходом каждого импульса 64 записи происходит запоминание накопленного кода счетчиком 23 в регистре 24, При этом отрицатель- ньш перепад импульса 64 записывает этот код в регистр 24 и устанавливает в О счетчик 23,

С помощью элемента ИЛИ 27, входами подсоединенного к 1 информационным выходам и к.О выходу знакового разр да счетчика 23, и элемента ИЛИ 28, подсоединенного к О информационным выходам и к 1 выходу знакового разр да счетчика 23, а также элементов И 26 и 25 осуществл етс  фиксаци  в счетчике 23 максимальных положительного или отрицательного значений Х,. При возникновении только этих значений кодов

5 образуетс  О уровень на выходе элементов ИЛИ соответственно ИЛИ 28 и 27 и элемента И 26, который запре щает работу элемента И 25 и передает этот сигнал в блок 20 дл  пере0 ключени  режима работы устройства. Таким образом, дл  всех остальных кодов работа счетчика 23 к формированию Хд- продолжаетс , а при максимальных значени х кодов происходит

5 останов работы счетчика 23, что исключает возникновение ложной информации о величине Xj; , превьшающей Х,, дл  которой может поступить переполнение счетчика 23.

0 Преобразователь 19 формирует последовательно две пачки импульсов 66 и 67 с количеством импульсов

X : ( : - 1 И Х,

.,j) и A2(-j , выдаваемых с частотой генератора 48 за врем  одного

5 шага квантовани  (), Из этого услови  определ етс  частота генератора 48 и число разр дов младшей ступени счетчика 49, которое должно быть увеличено на единицу по сравне0 нию с числом кодовых разр дов счетчика 30, т.е. должно быть равно

(1/2n-q- -S+1) с учетом, что

iw

Эти две пачки импульсов, а также импульсы от блока 15 синхронизации

5 поступают в счетчик 6. При точном режиме работы они проход т через элементы ИЛИ 12 и И 14 на счетный вход младшей ступени, а при грубом режиме - на счетный вход его старшей ступени через элементы ИЛИ 12, И 13 и И.ПИ 10, При этом учет знака и вьтолнение вычитани  этих импульсов, которые необходимы при формировании величины Xj.- , осуществл ютс  по со- провождающим сигналам реверса, поступающим от блока 15 синхронизации и преобразовател  19. Полученный код Хр в конце шага квантовани  импульсом 63 записываетс  в регистр 7, который хранит этот код в течение следующего шага квантовани  и выдает его по выходным информационным шинам 21.

ном

Sm

Если при работе устройства в точ- 15 при изменении скорости И выполн етс  автоматически, но в блоке 20 предусмотрен вид работы с внешним управлением. Дл  чего по входным командным шинам сигналом Запись в 20 регистр 62 записываетс  код по первому и второму входам, соответствую р-ш виду (автоматиче§.кое или внешнее управление ) , и по третьему входу - код точного или грубого реж-шов

режиме в блоке 17 получают код , возникает сигнал 69 о необходимости переключени  режима работы, который, проход  через элементы И 56 и ИЛИ 60, в конце очередного периода преобразовани  измен ет по сигналу 64 в триггере 50 О код на 1 и включает грубый режим. Изменение сигнала на О выходе триггера 50

запускает формирователь 52, выходной 25 работы устройства. При внешнем управ- сигнал которого устанавливает в О ЦАП 4 и счетчик 6, а также через элемент ИЛИ 61 устанавливает в 1 триггер 51. Последний, наход сь в этом состо нии в течение периода 30 преобразовани , запрещает прохождение через элемент И 58 импульсов от формировател  54, предназначенных дл  считывани  информации из блока 18.

лении элемент И 56 закрываетс  сигналом со второго выхода регистра 62, а сигнал с первого его выхода разрешает работу элемента И 57, через который проходит сигнал точного ре- . жима с третьего выхода регистра 62,, Поэтому независимо от сигналов управлени  сменой режима блока 1 7 по импульсам 64 в триггере 50 устанавливаетс 

Это необходимо, так как использовать 35 заданньй режр$м работы устройства.

точное значение Х, /- ,,) при работе в грубом режиме нельз  и в течение первого периода они замен ютс  на грубые значени  . После этого информаци  может выдаватьс  на каждом шаге квантовани .

В грубом режиме запись кода в ЦАП 4 в каждом периоде работы не вьшолн етс , так как ИМПУЛЬСЫ не проход т через элементы И 55 и ИЛИ 59. Поэтому на выходе ЦАП 4 поддерживаетс  нулевой сигнал, обеспечива  на входе ПНЧ 5 только сигнал от напр жени  Ujj, который смаштабирован дл  этого режима в управл емом делителе 3.

-При дальнейшей работе в грубом режиме при получении кода Xji-c Х., т.е. при уменьшении скорости изменени  У ко величины, допустимой дл  точного режима, происходит изменение состо ни  триггера 50, аналогично указанному, но только с 1 кода на и включение точного режима

работы устройства. По иэмененито сигнала на 1 выходе триггера 50 запускаетс  формирователь 53, выходной импульс которого проходит через элемент ИЛИ 59 и записывает в ЦАП 4-результат предыдущего шага квантовани , а также, аналогично предыдущему переключению,, устанавливаетс  в 1 триггер 51.

В течение первого периода в блоке 18 происходит замена грубых значений Xj/ « на точные и информаци  выдаетс  на каждом шаге квантовани .

Смена режимов работы устройства

работы устройства. При внешнем управ-

лении элемент И 56 закрываетс  сигналом со второго выхода регистра 62, а сигнал с первого его выхода разрешает работу элемента И 57, через который проходит сигнал точного ре- . жима с третьего выхода регистра 62,, Поэтому независимо от сигналов управлени  сменой режима блока 1 7 по импульсам 64 в триггере 50 устанавливаетс 

Информаци  о состо нии устройства в данньш момент времени присутствует на 10-14-х выходах блока 20 управлени , по которым последний передает

следующие сигналы: вида (с первого выхода регистра 62) и режима (с О выхода триггера 50) работы устройства , первого периода после смены режима работы (с 1 выхода триггера

51), периода работы (с выхода счетчика 4-9) и недостоверной информации на выходных информационных шинах 21 (с выхода элемента И 58), возникающей в моменты перезаписи нового кода в регистре 7.

Таким образом, в устройстве существенно повъш1ено его быстродействие за счет уменьшени  шага кванто- вани   и , и расширени  функциональных возможностей благодар  автоматическому пере ключению режимов работы в случае увеличени  скорости изменени  Uy Bbmie допустимой или при ее обратном снижении до допустимой.

a также благодар  выполнению различных видов и режимов его работы с внешнт управлением.

В отличие от известного преобразовател , в котором за врем  Т формируетс  код результата преобразовани  Хс, соответствующий величине и(с , в устройстве происходит смена результата преобразовани  с шагом . Код Х,- соответствует так же Upfc но за предшествующее врем  Т.., поэтому он не содержит погрешности от сетевой помехи. Это осуществл етс  как в точном, так и в грубом режимах работы устройства.

В отличие от известного предлагаемое устройство продолжает выдавать достоверную информацию о величине Uyj, при ее изменении за Т на величину более ЗОд, но с увеличенным квантом по уровню. .

Все это показывает, что в предлагаемом устройстве решены поставленные перед ним задачи, уменьшена величина шага квантовани , расширены функциональные возможности и повышено его быстродействие.

Количественную оценку параметров устройства можно дать, использу  данные приведенного примера дл  из - вестного преобразовател . Так в устройстве с п 14 двоичными разр дами , ПНЧ F 25,6 кГц (запас по частоте ) можно, например, обеспечить за врем  Т„ Q 16 шагов кван- товани .иу, т.е. врем  получени  каждого нового результата преобразовани  Хр составл ет 1,25 мс в отличие от 20 мс в известном преобразователе . При этом в точном режиме величина кванта по уровню не превышает 0,01% Uj, а код Хс за врем  1,25 мс может изменитьс  на 32 кванта , т.е. на 0,32% и или на 5,12% U за Т 20 мс. В грубом режиме величина кванта по уровню не более .0,8% U(, а код результата преобразо- 1вани  X.J.. за врем  1,25 мс может из- мен Фьс  на 8 квантов, т.е. на 6,4%

Таким образом, дл  данного приме- ра в устройстве информаци  о с квантом по уровню в 0,01% И формируетс  с частотой, в 16 раз превышающей частоту выдачи Хс в известном устройстве, при высоких скорост х изменени  Ujj, превьшгающих изменение U;{(; за 20 мс более чем на 5,12% U, в отличие от известного, в котором, дл  этого случа  нельз  получить.

достоверную информацию о U , в данном устройстве результаты преобразовани  остаютс  достоверными с уровнем квантовани  0,8% U ,

ITl

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1. Аналого-цифровой преобразователь с промежуточным преобразованием напр жени  в частоту импульсов, содержащий первый реверсивный счетчик, управл емый делитель напр жени , первый вход которого  вл етс  входной шиной, а второй вход  вл етс  шиной нулевого потенциала и объединен с первым входом цифроаналогового преобразовател , выход которого подключен к первому входу преобразовател  напр жени  в частоту импульсов, второй вход которого соединен с выходом управл емого делител  напр жени , а первый и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ и первому и второму входам блока управлени  реверсом , выход переполнени  младших разр дов первого реверсивного счетчика подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом старших разр дов первого реверсивного счетчика, выходы старших и младших разр дов. которого подключены соответственно к одноименным информационным входам регистра, выходы которого  вл ютс  первыми выходными шинами, а выходы старших разр дов первого реверсивного счетчика подключены к одноименным вторым входам цифроаналогового преобразовател , третий вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а четвертый вход объединен с входом обнулени  первого реверсивного счетчика и соединен с вторым выходом блока управлени , третий выход которого пЬдк.Лючен к входу записи регистра, а четвертый и п тый выходы подключены соответственно к третьему и четвертому входам управл емого делител  напр жени  и соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены, а выходы подключены соответс-твенно к второму входу второго элемента ИЛИ и счетному входу младших разр дов первого реверсивного счетчика, отличи- .ю щ и и с   тем, что, с целью повыг шени  быстродействи  за счет уменьшени  величины шага квантовани  входного сигнала во времени, введены третий и четвертый элементы ИЛИ, блок синхронизации, второй реверсивньш счетчик, блок фиксации скорости изменени  входного сигнала, блок запоминани , преобразователь кодов в число импульсов, вход синхронизации которого объединен с управл ющим

   входом блока синхронизации и соединен fO личающийс  тем, что блок

   с шестым выходом блока управлени , седьмой выход которого подключен к входу записи блока фиксации скорости изменени  входного сигнала, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, сигнальный выход подключен к первому входу блока управлени , а информационные выходы подключены к первым одноименным ин- формационным входам преобразовател  кодов в число импульсов, вторые информационные входы которого соединены с одноименными информационными выходами блока запоминани , информационные входы которого соединены с одноименными информационными выходами второго реверсивного счетчика,, вход обнулени  которого объединен с входом записи блока запоминани  и соединен с третьим выходом блока управлени , восьмые -выходы которого подключены к одноименным адресньп- входам блока запоминани , счетный вход которого объединен с входом записи преобразовател  кодов в число импульсов и соединен с дев тым выходом блока управлени , п тый выход которого подключен к управл ющему входу преобразовател  кодов в число

   импульсов, информационных выход кото- 40 р да которого соединен с вторым рого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а второй вход объединен со счетным входом второго реверсив- 45 ного счетчика и соединен с информационным выходом блока синхронизации, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, вход сигнала реверса - с выходом 50 блока управлени  реверсом, выход сигнала реверса соединен с входами управлени  реверсом второго реверсивного счетчика и блока фиксации скорости изменени  входного сигнала и с 55 первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом знакового разр да преобразовател  кодов в число импульсов, а вывходом первого элемента ИЛИ, вых которого соединен с первым входо второго элемента И, второй вход торого подключен к выходу второг элемента ИЛИ, а выход соединен с рьп- входом первого элемента И и л етс  сигнальным выходом блока сации скорости изменени  входног сигнала.

   3. Преобразователь по п. 1, личающийс  тем, что пр разователь кодов в число импульс выполнен на трех элементах ЯПИ, ч тырех элементах И. триггере, инв торе, реверсивном счетчике и ком таторе, первые и вторые информац ные входы которого  вл ютс  соот ственно первыми и BTopbU .iH ииформ онньми входам;и преобразова гел  к

   ход подк.ггючен к входу управлени  реверсом первого реверсивного гчет чика, причем второй вход блока управлени   вл етс  шиной записи кола режима работы устройства, третьи входы  вл ютс  шиной кода режима, а выходы с дес того по четырнадцатый  вл ютс  вторыми выходными ишнамк. 2, Преобразователь по п. 1 о тфиксации скорости изменени  входного сигнала выполнен на двух элементах И, двух элементах ИЛИ, регистре и реверсивном счетчике, вход обну-

   лени  которого объединен с входом

   записи регистра и  вл етс  входом записи блока фиксации скорости измене- ни  входного сигнала, входом управлени  реверсом которого  вл етс 

   одноименный вход реверсивного счетчика , счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И; первь й вход которого  вл етс  счетным входом блока фиксации скорости изменени  входного сигнала, информационными выходами которого  вл ютс  одноименные выходы регистра, Н11формгл1лон- ные входы которого объединены с одноименными первьми входами первого

   элемента ИЛИ и подключены к однои.чен- ным пр мым информационны -} выходам реверсивного счетчика, инверс.ные информационные выходы которого подключены к первым входам второго злемента НИИ, второй вход которого объединен с входом знакового разр да регистра и подключен к пр мому выходу знакового разр да реверсивного счетчика , инверсный выход знакового разр да которого соединен с вторым

   входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с вто рьп- входом первого элемента И и  вл етс  сигнальным выходом блока фиксации скорости изменени  входного сигнала.

   3. Преобразователь по п. 1, о тличающийс  тем, что преобразователь кодов в число импульсов выполнен на трех элементах ЯПИ, че- - тырех элементах И. триггере, инверторе , реверсивном счетчике и комму- таторе, первые и вторые информационные входы которого  вл ютс  соответственно первыми и BTopbU .iH ииформаци- онньми входам;и преобразова гел  ко

   15

   дов 3 число импульсов, выходом знакового разр да которого  вл етс  выход первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого- соединен с пр мым выходом знакового разр да реверсивного счетчика, счетный вход которого объединен с вторым входом первого элемента И, первым входом второго элемента И и подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И и  вл етс  входом синхронизации преобразовател  кодов в число импульсов, информационным выходом которого  вл етс  выход третьего элемента И, второй вход которого объединен с входом инвертора и соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими информационными выходами реверсивного счетчика, вход записи которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, а вход управлени  реверсом объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с инверс- ньм выходом знакового разр да реверсивного счетчика, информационные входы которого подключены к соответству- ющим информационным выходам коммутатора , первый управл ющий вход которого объединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, единичным входом триггера и  вл етс  входом записи преобразовател  кодов в число импульсов , управл ющим входом которого  в

   13

   л етс  второй вход четвертого элемента И, третий вход которого подключен к выходу инвертора, а четвертый вход объединен с третьим входом второго элемента И и соединен с пр мым выходом триггера, инверсньй выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, а нулевой вход триггера объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, вторым управл ющим входом коммутатора и подключен к выходу четвертого элемента И, причем выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.

   4. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что блок синхронизации выполнен на двух элементах И, элементе ИЛИ, инверторе, формирователе импульсов и трех одно- вибраторах, выход первого из которых соединен с первым входом первого.

   JO

   15

   30 20

   25

   0585616

   элемента И, второй вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого объединен с входом первого одновибратора и  вл етс  управл ющим входом блока синхронизации, информационным входом которого  вл етс  первый вход элемента ИЛИ, который объединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с входом второго одновибратора, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом формировател  импульсов , выход которого подключен к первому входу второго элемента И и  вл етс  информационным выходом блока синхронизации, выходом сигнала реверса которого  вл етс  выход второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего одновибратора, вход которого  вл етс  входом сигнала реверса блока синхронизации.

   5. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что блок управлени  выполнен на четырех элементах И, двух триггерах, генераторе импульсов счетчика импульсов, трех формировател х импульсов, ре- . гистре и трех элементах ИЛИ, выход первого из которых  вл етс  первым выходом блока управлени , а первый вход соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого объе35 динен с входом первого формировател 

   импульсов и  вл етс  п тым и один- надцатым выходами блока управлени  и подключен к инверсному выходу первого триггера, информационный вход

   40 .Которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом регистра, а второй

   45 вход   вл етс  первьм входом блока управлени , вторым выходом которого  вл етс  выход первого формировател  импульсов, который подключен к первому .входу третьего элемента ИЛИ, 50 второй вход которого объединен с вто рым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу второго формировател  импульсов, вход которого соединен с пр мым выходом первого тригге55 ра и  вл етс  четвертым выходом блока управлени , вторым входом которо- го  вл етс  вход записи регистра,

   второй выход которого соединен с пер- Bbw входом третьего элемента И,выход которого подключен к второму ; входу второго элемента ИЛИ, а второй вход соединен с третьим выходом регистра и  вл етс  дес тым пыходом блока управлени , двенадцатым ньгхо- дом которого  вл етс  пр мой выход второго триггера, единичньш вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а инверсный выход подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вькодом третьего формировател  импульсов, а выход  вл етс  дев тым и четырнадцатым выходами блока управлени , седьмой и тринадцатый выходы которого объединены с нулевым

   входом второго триггера, с вторым входом первого элемента И, с входом записи первого триггера и подключены к выходу переполнени  счетчика импульсов, выход младших разр дов которого подключен к входу третьего формировател  импульсов и  вл етс  третьим выходом блока управлени , восьмыми выходами которого  вл ютс  соответствующие выходы старших разр дов счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов и  вл етс  шестым выходом блока управлени , третьими входами которого  вл ютс  информационные входы регистра.

   Фиг.З

   Фиг. 5

   Фиг.

   9

   ш

   8

   22

   I.. I I

   t .1 .

   ±

   J

   65I M M 1

   I I I I I I

   p 111 H in

   til

   й7 II n n

   JL

   68 mmm

   69

   m

   u

   Я

   л

   л

   и

   in

   пп

   Ч-Л

   д

   Редактор И.Горна 

   Заказ 1465/55

   Составитель О.Спиридонов

   Техред А.Кравчук

   Корректор

   Тираж 902Подписное

   ВНИИЩ1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1.13035, Москва, Ж-35, Раутска  наб., д. 4/5

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

   M I I ( I

   Jl Hi

   n n n

   n n.

   II

   1 r-

    

    

    

    

   гп

   .т.

   I I

   JL

   Корректор М.Демчик