SU1418768A1 - Hybride integration device - Google Patents
Hybride integration device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1418768A1 SU1418768A1 SU853972460A SU3972460A SU1418768A1 SU 1418768 A1 SU1418768 A1 SU 1418768A1 SU 853972460 A SU853972460 A SU 853972460A SU 3972460 A SU3972460 A SU 3972460A SU 1418768 A1 SU1418768 A1 SU 1418768A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- multiplexer
- outputs
- integrator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
Изобретение относитс к гибридной вычислительной технике и может быть I использовано в аналого-цифровых вы- j числительных системах и устройствах I автоматики дл длительного интегрировани аналогового сигнала.The invention relates to hybrid computing and can be used in analog-digital computing systems and automation devices for long-term integration of an analog signal.
Целью изобретени вл етс повышение точности интегрировани и сокращение аппаратурных затрат.The aim of the invention is to improve the accuracy of integration and reduce hardware costs.
На фиг-.. 1 показана функциональна : схема предлагаемого устройства; на : фиг. 2 - эпюры напр жений, которые по сн ют принцип действи устройст- I ва; на фиг. 3 - функциональна схема i генератора эталонных токов; на I фиг. 4 - формирователь временных ин- ; тервалов.Fig. 1 shows a functional: scheme of the proposed device; in: FIG. 2 - voltage plots that explain the principle of the device I; in fig. 3 - functional diagram i of the reference current generator; in FIG. 4 - shaper temp; Tervalov.
: Гибридное интегрирующее устройст- : во (фиг. 1) содержит первый 1 и вто- ; рой 2 интеграторы, выход каждого из : которых подключен к первому входу I соответственно первого 3 и второго 4 ; компараторов, переключатель 5, пер- вьй и второй выходы которого подклю- : чены к входам соответственно первого 1 и второго 2 интеграторов, масштаб- ньй резистор 6, первьй вьшод которог вл етс информационным входом 7 устройства, генератор 8 эталонных токов , первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первого 1 и второго 2 интеграторов, счетчик 9, третий, первый и второй мультиплексоры 10-12, элементы НЕ 13 15, триггер 16, элементы И 17 и 18, формирователь 19 временных интервало ; тактовый вход 20 устройства, причем выходы элементов И 17 и 18 вл ютс информационными выходами 21 и 22 I устройства,: Hybrid integrating device: in (fig. 1) contains the first 1 and second; a swarm of 2 integrators, the output of each of which is connected to the first input I of the first 3 and second 4, respectively; comparators, switch 5, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first 1 and second 2 integrators, respectively, a large-scale resistor 6, the first output of which is information input 7 of the device, the generator 8 reference currents, the first and second the outputs of which are connected to the inputs of the first 1 and second 2 integrators respectively, counter 9, third, first and second multiplexers 10-12, elements NOT 13 15, trigger 16, elements 17 and 18, shaper 19 time intervals; the clock input 20 of the device, and the outputs of the elements And 17 and 18 are information outputs 21 and 22 of the device I,
; Генератор 8 эталонных токов (фиг. 3),содержит переключатели 23 и 24, резисторы 25 и 26, усилитель 27 посто нного тока, транзисторы 28 и 29.; The generator 8 reference currents (Fig. 3), contains switches 23 and 24, resistors 25 and 26, amplifier 27 DC, transistors 28 and 29.
Формирователь 19 временных интервалов (фиг. 4) содержит интегрирующую цепочку, выполненную на диоде 30, резисторе 31 и конденсаторе 32, и инвертор 33,Shaper 19 time intervals (Fig. 4) contains an integrating chain, performed on the diode 30, the resistor 31 and the capacitor 32, and the inverter 33,
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
В интеграторах 1 и 2 поочередно реализуетс режим двойного интегрировани . Пор док интегрировани устанавливаетс с помощью логической переменной Ь, представл ницей собой выход старшего (п-го) разр да счетчиIn integrators 1 and 2, the dual integration mode is alternately implemented. The integration order is set using the logical variable b, representing the output of the highest (nth) digit of the counter
ка 9. При b О.в,:первом интеграторе 1 реализуетс первое интегрирование (промежутки времени tj- t и tj - t-f, диаграмма d, фиг, 2), а во втором интеграторе 2 - второе интегрирование (промежутки времени tp - t , и tj - t/, диаграмма f, фиг, 1), Источник интегрируемого9. At b. and tj - t /, diagram f, fig, 1), Source of integrable
0 напр жени при этом через масштабный резистор 6 и переключатель 5 подключен к входу первого интегратора 1, Первый выход генератора 8 эталонных токов обесточен, а второй активи5 зирован - в нем протекает эталонный ток того или иного направлени (в зависимости от знака напр жени на выходе второго 2 интегратора), ко- торьй производит уменьшение напр 0 жени (по абсолютной величине) до нул на выходе второго интегратора 2, Величина 1)., котора представл ет собой интеграл входного напр жени за врем первого интегрирова5 ни , преобразуетс при этом в импульс длительностью tg - t. Этот временной интервал заполн етс тактовыми импульсами, число которых пропорционально интегралу входного0 voltage at the same time through the scale resistor 6 and switch 5 is connected to the input of the first integrator 1, the first generator output 8 reference currents are de-energized, and the second is activated - the reference current of one direction or another flows in it (depending on the voltage sign at the output second 2 integrator), which produces a reduction in voltage (in absolute value) to zero at the output of the second integrator 2, Value 1)., which is the integral of the input voltage during the time of the first integrator, is converted at is a pulse duration tg - t. This time interval is filled with clock pulses, the number of which is proportional to the integral of the input
0 воздействи за врем первого интегрировани . Эти импульсы по вл ютс на выходе 22 отрицательного приращени , поскольку Uj 7 О, что вл етс признаком отрицательного интегрируемого напр жени . Если Uj 0, то выходные импульсы по вл ютс на выходе 21 положительного приращени (промежуток времени t5 t, диаграмма f, фиг, 2), При J) 1 в первом интеграторе 1 реализуетс второе интегрирование (промежутки времени tj - tзи t, диаграмма d, фиг, 2), а во втором интеграторе 2 - первое интегрирование (промежутки времени t4 и t. т - tg, диаграмма0 effects during the first integration. These pulses appear at the output 22 of the negative increment, since Uj 7 O, which is a sign of a negative integrable voltage. If Uj 0, then output pulses appear at the output 21 of the positive increment (time interval t5 t, diagram f, fig 2). If J) 1, the second integrator 1 implements the second integration (time intervals tj - tzi t, diagram d , fig, 2), and in the second integrator 2 - the first integration (time intervals t4 and t. t - tg, chart
f, фиг, 2), Источник интегрируемого напр жени при этом через масштабньй резистор 6 и переключатель 5 подключен к входу второго интегратора 2, второй выход генератора 8 эталонных f, fig, 2), the source of the integrated voltage is through a large-scale resistor 6 and a switch 5 is connected to the input of the second integrator 2, the second output of the generator 8 reference
0 токов обесточен. Первый выход генератора эталонных токов активизирован. Процесс второго интегрировани идентичен описанному вьше, аналогичному процессу во втором интеграторе, по5 этому в промежутке времени t - tj по вл ютс импульсы отрицательного приращени интеграла входного напр жени , а в промежутке времени t-j - t0 currents de-energized. The first output of the reference current generator is activated. The process of the second integration is identical to that described above, similar to the process in the second integrator; therefore, in the time interval t - tj, there appear impulses of negative increment of the input voltage integral, and in the time interval tj - t
5five
00
импульсы положительного приращени интеграла входного напр жени . Анализ принципа действи устройства показывает , что первый 1 и второй 2positive increments of the input voltage integral. Analysis of the principle of the device shows that the first 1 and second 2
интеграторы попеременно интегрируют входное воздействие, что способствует непрерывному интегрированию входного сигнала, и преобразуют приращени интеграла.входного напр жени в последовательности И1 тульсов, числ и знак которых (номер выхода) соответствуют величине приращени интеграла и знаку этого приращени . Дл реализации описанного алгоритма работы устройства необходим управл в- мьм генератор 8 эталонных токов (фиг. 3). При g О переключатель 23 находитс в верхнем положении, и на выходе генератора 8 эталонных токов формируетс эталонный ток положительной пол рности (фиг. 3, это направление показано стрелкой) . При g переключатель 23 находитс в нижнем положении и на выходе генератора фор мируетс эталонный ток отрицательной пол рности. Ответвление эталонного тока к соответствующему интегратору осуществл етс переключателем 24, причем при Ь О генератор 8 эталонных токов своим выходом подключен к второму интегратору 2, первый выход генератора разомкнут, а при Ь генератор 8 эталонных токов активизированным выходом подключен к первому интегратору 1, второй выход генератора разомкнут. Это позвол ет при Ь О направить эталонный ток соответствующего знака в первый интегратор 1. При этом до момента t(t,) (диаграмма f, фиг. 2)происходит уменьшение (по абсолютной величине) до нулевого потенциала выходного напр жени второго интегратора 2. После режима второго интегрировани второй интегратор 2 переводитс в режим стабилизации исходной точки входного потенциала, который заключаетс в принудительном удержании ее около уровн нулевого потенциала. Этот режим реализован подачей на вход интегратора эталонного тока, противоположного по знаку выходного напр жени данного интегратора . При этом на выходе второго интегратора 2 наблюдаетс пере- :менное напр жение (с посто нной составл ющей вблизи уровн нулевого потенциала ) , амплитуда и частота котоintegrators alternately integrate the input action, which contributes to the continuous integration of the input signal, and convert the increments of the integral of the input voltage in the sequence I1 of the pulses, the numbers and sign of which (output number) correspond to the magnitude of the increment of the integral and the sign of this increment. To implement the described algorithm of the device operation, a control generator 8 reference currents is necessary (Fig. 3). When g O switch 23 is in the upper position, and a reference current of positive polarity is formed at the generator output 8 of the reference currents (Fig. 3, this direction is indicated by the arrow). When g switch 23 is in the lower position and a negative polarity reference current is formed at the output of the generator. The reference current branch to the corresponding integrator is carried out by the switch 24, with the generator 8 having reference output connected to the second integrator 2, the first generator output is open, and the generator 8 reference currents being activated output to the first integrator 1, the second generator output open At b o, this allows the reference current of the corresponding sign to be directed to the first integrator 1. In this case, until t (t,) (diagram f, fig. 2), there is a decrease (in absolute value) to zero potential of the output voltage of the second integrator 2. After the second integration mode, the second integrator 2 is transferred to the stabilization mode of the initial point of the input potential, which consists in forcibly keeping it near the zero potential level. This mode is implemented by applying to the integrator input a reference current opposite in sign to the output voltage of this integrator. In this case, at the output of the second integrator 2, an alternating voltage is observed (with a constant component near the level of zero potential), the amplitude and frequency of which
10ten
f5f5
2020
30thirty
25 5 25 5
18768 , 18768
рого завис т от посто нной времени интегрировани данного интегратора, чувствительности компаратора и времени задержки распространени сигнала в схеме управлени переключением направлени эталонного тока. В это врем в первом интеграторе 1 осуществл етс первое интегрирование входного напр жени .depends on the constant integration time of the integrator, the sensitivity of the comparator and the propagation delay time in the reference current direction switching control circuit. At this time, in the first integrator 1, the first integration of the input voltage is performed.
При Ь 1 во втором интеграторе 2 прекращаетс режим стабилизации и он переходит к первому интегрированию входного напр жени (вход второго интегратора 2 отключаетс переключателем 24 от генератора 8 эталонных токов и подключаютс к информационному входу устройства переключателем 5). Первьй интегратор 1 сначала находитс в режиме вто- рого интегрировани (моменты t to. t, - tg, диаграмма d, фиг. .2),When b 1 in the second integrator 2, the stabilization mode stops and it goes to the first integration of the input voltage (the input of the second integrator 2 is turned off by the switch 24 from the generator 8 of reference currents and connected to the information input of the device by the switch 5). First integrator 1 is first in the second integration mode (moments t to. T, - tg, diagram d, Fig. .2),
3535
4040
момент времени йэ, t произво 3 instant ye, t pro 3
а вand in
дитс в режим стабилизации исходнойDits in stabilization mode of the original
точки входного потенциала.points of input potential.
Счетчик 9, мультиплексоры 10-12, элементы НЕ 13-15, триггер 16, элементы И 17 и 18, формирователь 19 временных интервалов предназначены дл формировани трех режимов работы интеграторов: первого и второго интегрировани и режима стабилизации исходной точки и временного интервала , заполн емого синхроимпульсами , число и номер выхода которых определ ют знак и интеграл входного напр жени .Counter 9, multiplexers 10-12, elements NOT 13-15, trigger 16, elements AND 17 and 18, shaper 19 time slots are designed to form three integrator modes of operation: the first and second integration and the stabilization mode of the reference point and the time interval filled clock pulses whose number and output number determine the sign and integral of the input voltage.
Работа компараторов 3 и 4 может быть описана следующим уравнением:The operation of comparators 3 and 4 can be described by the following equation:
,и.,and.
1° 1 °
п,P,
если еслиif if
UBX 70;. UBX 70;
Временные диаграммы первого 3 и второго 4 компаратора (п и g соответственно , фиг. 3) по сн ют принцип их работы.The timing diagrams of the first 3 and second 4 comparators (n and g, respectively, fig. 3) explain the principle of their operation.
Мультиплексор 10 и тригггер 16 предназначены дл фиксации знака интегрируемого напр жени .Multiplexer 10 and trigger 16 are designed to fix the sign of the integrable voltage.
При Ь 0 происходит первое интегрирование в первом интеграторе 1. Первый компаратор 3 вьщел ет знаковую часть выходного сигнала, котора через мультиплексор 10 транслируетс на информационный вход триггера 16.When b 0, the first integration occurs in the first integrator 1. The first comparator 3 selects a significant part of the output signal, which is transmitted through the multiplexer 10 to the information input of the trigger 16.
Принцип работы мультиплексоров заключаетс в следующем: в случае.The principle of operation of multiplexers is as follows: in the case.
5151
когда на управл ющем входе X О, на выход мультиплексора подключаетс I сигнал, поданный на первый информационный вход, когда X 1, на выходе сигнал, поданный на второй информа- ционньй вход. Напр жение, соответствующее знаку входного и интегрирующего напр жени , фиксируетс в триггере 16 синхроимпульсом, поступающим с выхода переноса счетчика 9 в конце каждого цикла первого интегрировани При b 1 фиксируетс знак интегрируемого во, втором интеграторе 2. Выходной сигнал триггера 16 определ ет номер выхода, на котором по вл ютс тактовые импульсы. При отрицательном интегрируемом входном напр жении (т 0) разрешаетс прохождение тактовых импульсов на второй выход 22 устройства, а при положительном (т 1) - на первый выход 21.when at the control input X O, the I signal supplied to the first information input is connected to the output of the multiplexer, when X 1, the output signal fed to the second information input is connected to the output. The voltage corresponding to the sign of the input and integrating voltage is fixed in the trigger 16 by a clock pulse coming from the transfer output of the counter 9 at the end of each cycle of the first integration. At b 1, the sign of the integrator in the second integrator 2 is fixed. The output signal of the trigger 16 determines the output number, at which clocks appear. With a negative integrable input voltage (t 0), the passage of clock pulses to the second output 22 of the device is allowed, and with a positive (t 1) - to the first output 21.
Мультиплексоры 11 и 12, элементы НЕ 14 и 15, формирователь 19 временных интервалов предназначены дл формировани временного интервала, длительность которого пропорциональна интегралу входного напр жени . Мультиплексор 11 транслирует на свой выход сигналы, соответствующие режиму второго интегрировани ( длительность которого соответствует интегралу входного напр жени ) и режиму стабилизации исходной точки поочередно первого 1 и второго 2 интеграторов .Multiplexers 11 and 12, elements NOT 14 and 15, shaper 19 time slots are designed to form a time interval, the duration of which is proportional to the input voltage integral. Multiplexer 11 transmits to its output signals corresponding to the second integration mode (the duration of which corresponds to the input voltage integral) and the stabilization mode of the initial point in turn between the first 1 and second 2 integrators.
Элемент НЕ 14 и мультиплексор 12 формируют сигнал, в котором временной интервал, соответствующий второму интегрированию в интеграторах, всегда принимает значение п О (моменты tg - t, t - tj, ts - tf, t.g , диаграмма n, фиг. 2). Когда интегрируетс отрицательное входное напр жение, такой сигнал формируетс естественным образом и передаетс на выход третьего мультиплексора 12. В случае пол.ожительного интегрируемого напр жени сигнал g инвертируетс и через второй информационный вход третьего мультиплексора 12 транслируетс на выход. Управл ющий сигнал, учитывающий знак интегрируемого напр жени , снимаетс с . выхода триггера 16.The HE element 14 and the multiplexer 12 form a signal in which the time interval corresponding to the second integration in the integrators always takes the value n O (moments tg - t, t - tj, ts - tf, t.g, diagram n, Fig. 2). When a negative input voltage is integrated, such a signal is formed naturally and transmitted to the output of the third multiplexer 12. In the case of a positive integrating voltage, the signal g is inverted and transmitted through the second information input of the third multiplexer 12 to the output. The control signal, taking into account the sign of the integrable voltage, is removed from. trigger output 16.
Формирователь 19 временных интервалов предназначен дл формировани The shaper 19 time slots is intended to form
8686
временных ворот, т.е. единичных сигналов разрешени , пропорциональных интегралу от входного сигнала. Входной сигнал п (диаграмма п, фиг.2) состоит из информационного сигнала нулевого потенциала и помехового сигнала . Интегрирующа цепочка формировател 19 из высокочастотного помехового сигнала формирует единичный сигнал. На вькоде инвертора 33 (элемент НЕ) получают сигнал, в котором информационна часть имеет потенциал логической 1, а помехова - логи- .temporary gate, i.e. single resolution signals proportional to the integral of the input signal. The input signal n (diagram p, figure 2) consists of an information signal of zero potential and an interfering signal. The integrator chain of driver 19 forms a single signal from a high-frequency interfering signal. In the inverter code 33 (the element is NOT), a signal is received in which the information part has the potential of logical 1, and the interfering signal has the logic-
ческого О. Таким образом, сформирован информационный сигнал, который поступает на элементы И 17 и 18 и определ ет интервал, в течение которого на выход устройства поступаютThus, an information signal is generated, which is fed to elements AND 17 and 18 and determines the interval during which the output of the device is received
тактовые импульсы С учетом знака интегрируемого напр жени .clock pulses Taking into account the sign of the integrable voltage.
Режим стабилизации исходной точки заключаетс в быстром изменении интегрируемого напр жени , при этомThe stabilization mode of the reference point is the rapid change in the integrable voltage, while
выходное напр жение интеграторов колеблетс около порога срабатьшани компаратора, равного нулевому потенциалу . Окончание второго интегриро- : вани сопровождаетс пересечением выходного напр жени интеграторовthe output voltage of the integrators oscillates around the threshold of the comparator, equal to zero potential. The end of the second integrator: the vani is accompanied by the intersection of the output voltage of the integrators
2и 3 через уровень нулевого потенциала . На эту ситуацию компараторы2 and 3 through the level of zero potential. Comparators for this situation
3и 4 реагируют изменением своего выходного сигнала. Данное изменение сигнала через мультиплексор 11 поступает на управл киций вход переключател 23 и мен ет пол рность эталонного напр жени , которое подаетс на вход того интегратора, в котором завершено второе интегрирование. В св зи с изменением пол рности входного сигнала выходное напр жение данного интегратора вновь начнет уменьшатьс (по абсолютной величине) к нулевому потенциалу и вновь пересечет3 and 4 react by changing their output. This signal change through multiplexer 11 is fed to the control input of switch 23 and changes the polarity of the reference voltage, which is fed to the input of that integrator in which the second integration is completed. Due to the change in the polarity of the input signal, the output voltage of this integrator will again begin to decrease (in absolute value) to zero potential and again cross
порог срабатьшани компаратора, что вызовет повторное переключение пол рности эталонного напр жени .the comparator threshold, which will cause the polarity of the reference voltage to be switched again.
Преимущество предлагаемого устрой-, ства по сравнению с известным заключаетс в повьш1ении точностных характеристик интегрировани , полученных за счет устранени температурного и монтажного дрейфа исходного уровн первого интегрировани и сокращени аппаратурных затрат, св занных с изменением режимов работы р да элементовThe advantage of the proposed device in comparison with the known one is to increase the accuracy characteristics of the integration obtained by eliminating the temperature and installation drift of the initial level of the first integration and reducing the hardware costs associated with changing the operating modes of a number of elements.
Its2l J ,Its2l J,
П1П11111111П11111|{|щц|||П1 /ш|}Ц| II nil III II тип P1P11111111P11111 | {| schts ||| P1 / w |} C | II nil III II type
рЗчйREAD
7U7U
,,
рR
еe
/JL/ Jl
,,
IIIIIIIIIIIIHII IllllllllllUmiIIIIIIIIIIIIHII IllllllllllUn
ip d/ tz 3 9 S ts tj tg tyip d / tz 3 9 S ts tj tg ty
Фиг. 2FIG. 2
r((ir ((i
ггyy
1Ш1(1111111111Г1Sh1 (1111111111G
-№-№
Ш1IflllllllllllllllliDlBlllllllllirr fW1IflllllllllllllllliDlBlllllllllirr f
. n. n
tj tg tytj tg ty
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853972460A SU1418768A1 (en) | 1985-11-04 | 1985-11-04 | Hybride integration device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853972460A SU1418768A1 (en) | 1985-11-04 | 1985-11-04 | Hybride integration device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1418768A1 true SU1418768A1 (en) | 1988-08-23 |
Family
ID=21203756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853972460A SU1418768A1 (en) | 1985-11-04 | 1985-11-04 | Hybride integration device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1418768A1 (en) |
-
1985
- 1985-11-04 SU SU853972460A patent/SU1418768A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 8.68784, кл. G 06 G 7/186, 1980. Авторское свидетельство СССР. № 1168972, кл. G 06 G 7/186, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1418768A1 (en) | Hybride integration device | |
SU1483638A1 (en) | Voltage-to-time-interval converter | |
SU949803A2 (en) | Device for converting parallel code to pulse repetition frequency | |
SU900443A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU1429135A1 (en) | Device for shaping sine signals | |
SU799133A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU902249A1 (en) | Time interval-to-digital code converter | |
SU510783A1 (en) | Multi-channel information converter | |
SU1580290A1 (en) | Measuring instrument for primary conversion | |
SU788369A1 (en) | Pulse-width converter | |
SU1337811A1 (en) | Phase difference-to-voltage converter | |
SU926722A1 (en) | Method of shaping square-wave pulses | |
SU879758A1 (en) | Discrete-analogue delay device | |
SU1387178A1 (en) | Random process generator | |
SU1427569A1 (en) | Period to d.c. voltage converter | |
SU1553990A1 (en) | Functional generator | |
SU1697265A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU429430A1 (en) | DEVICE TO DETERMINE THE FIRST DERIVATIVE SIGN | |
SU389624A1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
SU1277400A1 (en) | Bipolar current-to-frequency converter | |
SU1398096A1 (en) | Capacitive displacement-to-code converter | |
SU434593A1 (en) | FOLLOWING INTEGRATING ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
SU1140234A2 (en) | Pulse sequence generator | |
SU1105758A1 (en) | Device for converting signals of photoelectric pickup | |
RU1536957C (en) | Vibration flowmeter |