SU1508343A1

SU1508343A1 - Преобразователь напр жение-код

Info

Publication number: SU1508343A1
Application number: SU884380698A
Authority: SU
Inventors: Алексей Петрович Стахов; Николай Андреевич Квитка; Владимир Андреевич Лужецкий; Алим Иванович Короновский; Юрий Андреевич Петросюк
Original assignee: Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Модуль" Винницкого Политехнического Института; Винницкий политехнический институт
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1989-09-15

Abstract

Изобретение относитс к цифровой измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл преобразовани аналоговых величин в цифровые, дл получени цифровой информации о расположении объектов в двумерной системе координат, а также при цифровой обработке аналоговых сигналов. Целью изобретени вл етс расширение области применени , заключающеес в преобразовании напр жени в код с иррациональным основанием √2. Преобразователь напр жение - код содержит первый и второй блоки сравнени , генератор пилообразного напр жени , первый и второй триггеры управлени , элемент И, генератор импульсов стабильной частоты, N-разр дный счетчик импульсов, 2N-разр дный выходной регистор, группу из 2N- элементов И, масштабирующий операционный усилитель, первый и второй аналоговые ключи. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к цифровой, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл преобразовани аналоговых величин в цифровые , дл получени цифровой информации о расположении объектов в двухмерной системе координат, а также при цифровой обработке аналоговых сигналов .

Целью изобретени вл етс расширение области применени преобразовател , заключающеес в дополнительном преобразовании напр жени в код с ир- .рациональным .основанием .

Преобразователь предназначен дл преобразовани аналоговой величины в зависимости от режима преобразовани либо в двоичный код, либо в код с иррациональным основанием . Выходной сигнал N, в идеальном двухком- параторном ПНК последовательного та имеет следующий вид: Тх Ux

N

X гг -ot tr.u -oi

ел

о

00

со

4

СО

где N)( - цифровой эквивалент преобразуемого электрического напр жени Ux ;

Tj - временной интервал, пропорционален входному напр же-. нию

о - период следовани импульсов генератора импз льсов стабилной частоты;

оС - скорость изменени напр жени ГПН.

Выходной 2п разр дный код с осно- ванием -42 можно изобразить так:

N,a,,., ( -ьа,,.,(л(2).. +a,,(лi2V+a,(лf2) +a,() ,

где а принимают значени О или 1.

Веса разр дов данного кода состав последовательность степеней основани л12:

..,16л, 16,8-, 8, 44, 4, 2-4

2,4,1.

Нз этого выражени следует, что четные степени вл ютс весами разр дов двоичного кода, а нечетные - ве- сами двоичного кода, умноженными на

-л). С учетом этого выходной код

2г,- 2п-2 ;(2 N 42 rai2- а-2 ,.

- г т

где a;,,j и вл ютс цифрами

двоично-кодированной системы счислени с основанием -у2, а i,j дл 2п- разр дных чисел принимают значени

,3,5,...,2n-l ;

,2,4,...,2n-2.

Первый член формулы, составл ет сумму нечетных разр дов кода N, а второй член - сумму четных разр дов этого же кода. Особенностью выражени вл етс то, что в Нем

ап-1 1Ь) 2(1-2 . иЕ:а,

i-o

позвол ют изображать п-разр д1а1е двоичные коды, С учетом этого N ()ZIa;2 (42 +1)N,

где ,l, а ,1 ,.2, . . . ,п-1, ;

N - двоичный код, пропорциональ- ный аналоговой величине.

Подставив последнее первые, получим UK

N

г,,(+})

Последнее выражение вл етс исходным в разработке преобразовател на tO

20

25

30

5

0

.

0

5

пр жение - код с цифровым выходным сигналом в двоичном коде и коде с иррациональным основанием.

Кроме того, анализ выражений показывает, что дл получени кода N необходимо входное напр жение разделить на (л|2+1), а затем с помощью цифровых элементов преобразовател

умножить двоичный код N на ().

На чертеже представлена функциональна схема преобразовател напр жение - код.

Преобразователь напр жение - код содержит первый 1 и второй 2 блоки сравнени , генератор 3 пилообразного напр жени , первый 4 и второй 5 триггеры управлени , элемент И 6, генератор 7 импульсов стабильной частоты , п-разр дный счетчик 8 им- п льсов, 2п-разр дный выходной регистр 9, выходы которого вл ютс выходной шиной (не показана) группу 2п элементов Н 10, масштабирующий операционный усилитель 11, первый 12 и второй 13 аналоговые ключи, шину 14 запуска, входную шину 15, первую 16, вторую 17 и третью 18 шины управлени , выходную шину 19.

Преобразователь напр жение - код в режиме преобразовани напр жени U в код с иррациональным основанием л работает следующим образом.

Преобразованию предшествует установка элементов и узлов схемы в исходное состо ние, которому соответст- вует нахождение триггеров 4 и 5 управлени в нулевом положении и нали- чие в счетчике 8 импульсов, выходном регистре 9 нулевой информации. В дан- ном состо нии генератор 3 пилообразного напр жени не вырабатывает сигналов , входное напр жение и,( , промас- штабированное масштабирующим операционным усилителем 11, присутствует на втором входе второго блока 2 сравнени , а импульсы генератора 7 импуль- .сов стабильной частоты на счетный вход счетчика 8 импульсов не поступают . Преобразователь напр жение - код готов к работе. В момент поступлени в шину 14 запуска генератора 3 пилообразного напр жени запускаетс и начинаетс формирование сигнала. Когда пилообразное уравновешивающее напр жение проходит через нуль,, блок 1 сравнени срабатывает, вследствие чего триггер 4 управлени устанавливаетс в единичное положение, разреша по- ступл ние импульсов стабильной частоты через элемент И 6 на вход счетчика 8 импульсов. Идет процесс преобразовани напр же1|и U во временной

1+4

интервал, который заполн етс импульсами генератора 7. Количество этих имкода N), , пройорциональна входному напр жению U, формируетс в счетчике 8 импульсов.

Claims

Формула изобретени

4

Преобразователь напр жение - код, содержащий первый и второй блоки

10 сравнени , первые входы которых под- пульсов регистрируетс счетчиком 8. На- ключены к выходу генератора пилооб- .

кода N), , пройорциональна входному напр жению U, формируетс в счетчике 8 импульсов.

Формула изобретени

4

Преобразователь напр жение - код, содержащий первый и второй блоки

напр жению U --

ступит момент, когда текущее значение пилообразного напр жени будет равным

, блок 2 сравнени

1-.-42

сработает и его выходным сигналом первый триггер 4 управлени установитс в нулевое состо ние, прекратив тем cat-fbiM поступление импульсов на счетчик 8.

Двоичный код N на счетчике 8 будет пропорционален временному интервалу Tj, который, в свою очередь, будет

пропорционален напр жению . Дл

1+л12 ,

получени кода с иррациональным основанием -N2 следует подать управл ющий сигнал на третью шину 18 управлени . Тогда кажда i- единица двоичного кода счетчика 8 поступит через и (21-1)-и И 10 на два р дом сто щих входа выходного регистра 9 и запищетс в соответствующие разр ды его. Та- 35 второй аналоговые ключи и втоким образом будет выполнена операци

умножени (I+J) и окончательно сформирован код N с основанием , пропорциональный входному напр жению

Ux.

В режиме преобразовани напр жени и в двоичный Код триггер 5 управл ющим сигналрм, поступившим на шину 16, устанавливаетс в единичное состо ние, подключа первым аналоговым ключом 12 напр жение U к второму

входу второго блока 2 сравнени , мину масштабирующий операционный усилитель 11. Процесс преобразовани в данном режиме в остальном.аналогичен ранее 15ассмотренному. При этом 3 работе не принимают участи масштабирующий операционный усилитель 11, второй аналоговый ключ 13, группа 2п элементов Н 10 и выходной регистр 9, Цифрова величина в виде двоичного

разного напр жени , вход которого вл етс шиной запуска, второй вход первого блока сравнени подключен к

шине, а выходы первого и вто- л рого блоков сравнени подключены со ответственно к единичному и нулевому входам первого триггера упраавлени , единичный выход которого соединен с

первым входом элемента И, к второму входу которого подключен генератор импульсов стабильной частоты, а выход элемента И соединен со счетным входом п-разр дного счетчика импульсов , выходы которого вл ютс первой выходной шиной, отличающий- с тем, что, с целью расширени области применени преобразовател , заключающегос в дополнительном

преобразовании напр жени в код с иррациональным основанием -412, в него введены 2п-разр дный выходной регистр , группа 2п элементов И, масштабирующий операционный усилитель, перрой триггер управлени , единичный и нулевой входы которого вл ютс первой и второй шинами управлени соответственно , а пр мой и инверсный вы40 ходы соединены с управл ющими входами соответственно первого и второго аналоговых ключей, причем информационные входы первого аналогового ча непосредственно, а второго анало45 гового ключа через масштабирующий операционный усилитель соединены с входной шиной, выходы аналоговых ключей подключены к второму входу второго блока сравнени , при этом выход

50 i-ro разр да ,2,... ,п) п-разр дног счетчика импульсов подключен к первым входам 2 i-ro и (21-1)-го элементов И группы, вторые входы которых вл ютс третьей шиной управлени , а выхоgg ды подключены к соответствующим входам 2п-разр дного выходного регистра, выходы которого вл ютс второй выходной шиной.

R

С