SU1547066A1 - Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием - Google Patents

Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием Download PDF

Info

Publication number
SU1547066A1
SU1547066A1 SU884442995A SU4442995A SU1547066A1 SU 1547066 A1 SU1547066 A1 SU 1547066A1 SU 884442995 A SU884442995 A SU 884442995A SU 4442995 A SU4442995 A SU 4442995A SU 1547066 A1 SU1547066 A1 SU 1547066A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
trigger
counter
pulse
Prior art date
Application number
SU884442995A
Other languages
English (en)
Inventor
Лев Михайлович Лукьянов
Аркадий Павлович Телепин
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
Priority to SU884442995A priority Critical patent/SU1547066A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1547066A1 publication Critical patent/SU1547066A1/ru

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

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 устройствах сбора аналоговой информации различных систем контрол  и управлени  технологическими процессами. Недостатком известного аналого-цифрового преобразовател  (АЦП)  вл етс  наличие погрешностей, возникающих при изменении частоты помехи, в течение длительности которой выполн етс  преобразование сигнала. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  за счет уменьшени  вли ни  на результат преобразовани  этих погрешностей. АЦП содержит преобразователь напр жени  в частоту импульсов с входным аналоговым переключателем, вычитатель с ключом, три счетчика, два триггера, блок синхронизации, одновибратор, элементы И, ИЛИ, генератор и формирователь импульсов, нуль-орган. Новым  вл етс  введение триггера, двух одновибраторов и элементов И и ИЛИ, благодар  которым в АЦП исключено вли ние на результат преобразовани  изменени  времени измерени , которое задаетс  от внешней синхронизации, и тем самым повышаетс  точность АЦП. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

1
(21)4442995/24-24
(22)14.04.88
(46) 28.02.90. Бюл. № 8
(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
(72)Л.М. Лукь нов и А.П. Телепин (53) 681.325(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР № 1150769, кл. Н 03 М 1/60, 1983.
Авторское свидетельство СССР № 1285600, кл. Н 03 М 1/60, 1985.
(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ (57) 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 устройствах сбора аналоговой информации различных систем контрол  и управлени  технологическими процессами. Недостатком известного аналого-цифрового
Изобретение относитс  к импульс- . ной технике, в частности ЯГ преобразовател м напр жени  в цифровой код с промежуточным преобразованием в частоту импульсов.
Цель изобретени  - повышение точности преобразовани .
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого аналого-цифрового преобразовател  (АЦП); на фиг. 2 - блок-схема блока синхронизации; на фиг. 3 - временные диаграммы работы АЦП.
преобразовател  (АЦП)  вл етс  наличие погрешностей, возникающих при изменении частоты помехи, в течение длительности которой выполн етс  преобразование сигнала. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  за счет уменьшени  вли ни  на результат преобразовани  этих погрешностей. АЦП содержит преобразователь напр жени  в частоту импульсов с входным аналоговым переключателем , вычитатель с ключом, три счетчика, два триггера, блок синхронизации, одновибратор, элементы И, ИЛИ, генератор и формирователь импульсов, нуль-орган. Новым  вл етс  введение триггера, двух одновибрато- ров и элементов И и ИЛИ, благодар  которым в АЦП исключено вли ние на результат преобразовани  изменени  времени измерени , которое задаетс  от внешней синхронизации, и тем самым повышаетс  точность АЦП. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) содержит входные шины 1 и 2 преобразуемого и опорного напр жений Ьсоответственно, шину 3 синхронизаци , шину 4 запуска АЦП в работу, аналоговый переключатель 5 и ключ 6, вычитатель 7, преобразователь 8 напр жении в частоту импульсов, первый 9, второй 10 и реверсивный 11 счетчик, триггеры 12-14 такта, цикла и синхронизации соответственно, формирователь 15 импульсов, генератор 16 импульсов, нуль-орган 17, первый 18, второй 19
Oi
Ј |
о & &
И третий 20 одновибраторы, с первого По дев тый элементы И 21-29, с первого по четвертый элементы ИЛИ 30-33, блок 34 синхронизации, выходную шину 35 готовности результата преобразовани , выходную шину 36 результата преобразовани .
Блок 34 синхронизации выполнен на вычитающем счетчике 37, регистре 38, формирователе 39 импульсов, одновиб- Ьаторе 40, элементе И 41 и элементе рВД 42.
I На временных диаграммах работы АЦП обозначены: Ј3 - выходной импульс рдновибратора 18; 44 - выходные им- фгльсы нуль-органа 17; 45, 46 и 47 - Сигналы на 1 выходах триггеров 12, 13 и 14 соответственно; 48 и 49 - Сигналы на выходах элементов И 25 и 24, 50 и 51 - сигналы на выходах Элементов ИЛИ 33 и 32.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) работает следующим образом.
По сигналу запуска АЦП в работу., поступающему по шине 4, одновибратор 18 формирует сигнал выходной импульс 43, который устанавливает в О счетчики 9 и 11 и триггеры 14 и 13 (через элемент ИЛИ 32) ив 1 триггер 12. Сигнал запуска АЦП приходит перед сигналами синхронизации на шине 3, по которым нуль-орган 17 формирует выходные импульсы 44, формирующие врем  измерени  входного сигнала, равное Тгп 2Јс, где Ъс- период повторени  этих импульсов.
Первый импульс 44, проход  через элемент И 26, устанавливает 1 в триггере 13 и, поступа  на счетный вход триггера 14, устанавливает 1 в последнем (сигнал 47). С этого момента начинаетс  первый такт Т 1 работы АЦП. Сигнал 46 с 1 -выхода тригера 13 разрешает работу элементов И 27 и 22, через первый из которых на вход счетчика 11 поступают импульсы fx SUх с выхода преобразовател  8, так как переключатель 5 по сигналу 45, поступающему на его вход подключает сигнал Ux через второй- элемент И 22 и элемент ИЛИ 30, в результате чего на вход счетчика 9 по- . ступают импульсы формировател  1
Импульсы f ф, возникают при пере- ключении в О старшего разр да счетчика 10, т.е. при его переполнении о подсчета импульсов генератора 16, имеющего частоту f N0f0 (в N0 раз
более высокую по сравнению с прототипом ) .
Так как сигнал 45 запрещает прохождение импульсов f через элемен ИЛИ 31 и разрешает их прохождение через элемент И 29, то с выхода последнего они устанавливают 1 в старшем разр де счетчика 10с емкостью 2М0. Поэтому переполнение счетчика 10 будет происходить через N,, импульсов f, а частота повторени  импульсов ЈФ1 будет равна f/N0. Эти импульсы используютс  в блоке 34 дл  измерени  длительности Тс. При этом в нем формируетс  код Ng 2N0 - Nc, где 2N0 - емкость счетчика 37, a Nc может иметь величину от N0 до 2Nff. Величина N формируетс  с помощью счетчика 37, работающего на вычитание, и регистра 38, предназначенного дл  хранени  кода Nn. С приходом каждого импульса 44 сначала в регистр записываетс  код Na, полученный за врем  от предыдущего импульса до текущего а затем благодар  задержке формировател  39,устанавливаетс  код О в счетчике 37. При совпадении импульса 44 с импульсом f дл  исключени  возможной записи неверного кода N а во врем  переходного процесса в счетчике 37 осуществл етс  запуск одно- вибратора 40, выходной импульс которого , объедин  сь с Јф в элементе ИЛИ 42, сдвигает момент записи кода Nn в регистр на врем , большее времни переходного процесса в счетчике 37. Запись кода No будет выполн тьс  только в первом такте Т1 работы АЦП, так как в это врем  сигнал с 0 -выхода триггера 12 отсутствует и импульсы проход т через элемент ИЛИ 42 (в дальнейшем этот элемент из работы выключаетс ).
За врем  Тс, т.е. в течение длительности сигнала 48, импульсы f, с выхода элемента И 25 проход т через элементы И 27 и 21 на счетный вход второго младшего разр да счетчика 9, сформировали бы в нем код xn 2Tcf х. Но одновременно с fx на счетный вход младшего разр да счетчика 9 поступают импульсы f , которые проход т через элементы И 22 и ИЛИ 30 и далее через элемент И 28 на выход управлени  вычитанием счетчика 9. За врем  Тс количество этих импульсов будет равно ,, поэтому в счетчике 9,
имеющем емкость 2М0 удет получен код х .,, 2N0 - T0ffj + + 2Tcfx. Обеспечение правильной работы счетчика 9
импульсов
f,H
в случа х совпадени  осуществл етс  при
помощи одновибраторов 19 и 20 и элементов И 23 и 28. С каждым импульсом f% запускаетс  одновибратор 19, сигнал с 0 -выхода которого запрещает прохождение импульса через элемент- И 28, а сигнал с 1 -выхода разрешае работу элемента И 23. При совпадении импульсов fx и f последний проходит через элемент И 23 и запускает одно- вибратор 20, выходной сигнал которого объедин етс  в элементе ИЛИ 30 с импульсом удлин ет его, в результате чего в счетчике 9 сначала выполн етс  суммирование импульса f а затем уже вычитание импульса f
х
,
После окончани  сигнала 48 в счет чике 9 до окончани  сигнала 45 бу- ,- - дет происходить суммирование импуль- 25 сов f , так как элемент И 28 выключен из работы. Этот подсчет импульсов закончитс  при переполнении счетчика
представл ет собой предварительный результат преобразовани  хп, скорректированный в соответствии с изменением Тс, представленным Nc. После
9 и фиксации в нем кода 0, по котоокончани  сигнала 49 начинаетс  третий такт Т3 работы АЦП, в котором Ux
отключаетс  от вычитател  7 и с его рому сигнал 50 в элементе ИЛИ 33 сни- 30 выхода напр жение „ ПОдаетс  на маетс , в результате чего устанавли- преобразователь 8, вырабатывающий ваетс  в 0 триггер 12. За это вре- f SU0. Импульсы Јэ пром , т.е. за врем  Тц, на вход счетчика 9 поступит х импульсов Јф,:
должают уменьшать код 4N в счетчике 11 до нул  за врем  Т3, т.е. /IN
элемент И 29 и включаетс  в работу элемент ИЛИ 31, через который импульсы с выхода формировател  15 осуществл ют запись в счетчик 10 кода N- из блока 34. Это приводит к тому, что частота f$ будет изменена на f
Ј
7N, N ,
Nc
Импульсы f«, поступают на счетчик 9, где суммируютс . За врем  длительности сигнала 49,
котора  равна Т t 21й
Тстг
2Т -
сч
Ч
в счетчике 11 будет формиро
20
ван код dN -
N,- N2,
где Nt S(U0 - а в счетчике 9 - код х
х,
f
No N
Величина х
1
представл ет собой предварительный результат преобразовани  хп, скорректированный в соответствии с изменением Тс, представленным Nc. После
должают уменьшать код 4N в счетчике 11 до нул  за врем  Т3, т.е. /IN
х
fi
т
-2No х-м ТсЈф(- 2Tcfx;
-11
Т.(1 - 2
Сн тие сигнала 45 в элементе И 24 формирует сигнал 49, который с помощью ключа 6 подключает сигнал Ux на вход вычитдтел  7. Его выходной сигнал U - Utf - Ux подаетс  с помощью аналогового переключател  5, на управл ющем входе которого сигнал 45 отсутствует; на вход преобразовател  8, формирующего частоту fi S(U0 их)....
Сигнал с 0 -выхода триггера 12 в счетчике 11 включает режим вычитани , в результате чего импульсы fa будут уменьшать полученный в нем за Т, код NJ SU (Тс + . Это будет выполн тс  в течение второго такта Тг работы А1Щ, который заканчиваетс  по третьему импульсу 44, устанавливающему в 1 триггер 14 (сигнал 47). При сн тии сигнала 45 выключаетс  из работы
f т
I3i3
откуда Т3
Щ f СМтс Ј3 Ј3 Ux
V - (Ue- Ux)Ta - 2ТС- Т4.
О
В момент возникновени  кода О1
в счетчике 11 сн тие выходного сигнала 51 в элементе ИЛИ 32 устанавливает О в триггере 13, т.е. заканчиваетс  третий такт Т3 работы АЦП и преобразование АЦП, в результате чего на шине 36 устанавливаетс  ( окончательный результат преобразовани , о чем передаетс  информаци  по шине 35 сигналом 46.
Если к окончанию Т в счетчике 11 находитс  код О, то сигнал 49 через элемент ИЛИ4 32 также устанавливает в О триггер 13, в результате чего преобразование заканчиваетс  без выполнени  Tj.
Результат преобразовани  X формируетс  в счетчике 9, на вход которого в течение Т3 поступают импульсы Ј$ ,
корректирующие наход щийс  в нем предварительный результат х7 . Число этих импульсов за Т3 будет равно хэ поэтому окончательный результат преобразовани  равен Ux „„ Ux
Х4 + X.
и.
2N,
д
1 w
где /з - квант АЦП.
В А1Ш дл  правильной раббты вы- читател  7 и преобразовател  8 напр жение -U0 должно быть в два раза (как в прототипе) больше максимального сигнала UXm, т.е. U0 2U и квант АЦП
А-«Јв.
м
N о
Результат преобразовани  х не со- 1держит составл ющих погрешностей от N. Таким образом, при изменении времени -преобразовани  входного сигнала определ емого периодом помехи, по сравнению с прототипом, в котором во никает дополнительна  погрешность, в предлагаемом АЦП это изменение не вли ет на результат преобразовани , т.е. повышена точность его работы.

Claims (2)

  1. Формула изобретени 
    , 1. Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием, содержащий аналоговый переключатель, первый информационный вход которого  вл етс  входной шиной и объединен с информационным входом аналогового ключа, а выход подключен к входу преобразовател  напр жени  в частоту импульсов, первый одновибратор, вход которого  вл етс  шиной запуска, а выход соединен с входами сброса первого счетчика и реверсивного счетчика и первым входом триггера такта, гене- ратор импульсов, выход которого соеди нен со счетным входом младшего разр да второго счетчика, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый вход последнего из которых подключен к выходу триггера цикла и объединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым вхо- . дом первого элемента ИЛИ, а второй вход объединен с первым входом третьего элемента И и с импульсным входом блока синхронизации, вход синхронизации которого соединен с выходом нуль- органа, вход которого  вл етс  шиной
    0
    5
    5
    0
    5
    . . .
    0
    5
    синхронизации, а кодовые выхода блока синхронизации соединены с одноименными входами второго счетчика, вход записи которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формировател  импульсов, вход которого подключен к единичному выходу старшего разр да второго счетчика, первый выход триггера такта соединен с входом управлени  вычитанием реверсивного счетчи- ка а второй выход - с управл ющим входом аналогового переключател , второй вход которого подключен к выходу аналогового вычитател , первый вход которого  вл етс  шиной опорного напр жени , второй вход соединен, с выходом аналогового ключа, управл ющий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, выход первого элемента И соединен со счетным входом второго младшего разр да первого счетчика, счетный вход первого младшего разр да которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы разр дов  вл ютс  выходной шиной результата преобразовани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены второй и третий одновибраторы, триггер синхронизации , п тый, шестой, седьмой, восьмой и дев тый элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, выход последнего из которых подключен к второму входу триггера такта, первый вход подключен к выходу п того элемента И и объединен с первыми входами первого и восьмого элементов И, а остальные входы - к выходам соответствующих разр дов первого счетчика , вход управлени  вычитанием которого соединен с выходом восьмого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а третий вход подключен к первому выходу второго одновибратора, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а вход - с выходом первого элемента И, второй вход которого объединен со счетным входом реверсивного счетчика и подключен к выходу седьмого элемента И, первый вход которого соединен с выходом преобразовател  напр жени  в частоту импульсов, второй выход триггера такта соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и объединен с
    первыми входами п того, дев того и шестого элементов И, второй вход последнего подключен к выходу нуль- органа и объединен со счетным входом триггера синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, а вход сброса соединен с выходом первого одновибра тора и объединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, остальные входы - к выходам соответствующих разр дов реверсивного счетчика, а выход - к первому входу триггера цикла, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И, третий вход вертого элемента И подключен к первому выходу триггера такта и объединен с управл ющим входом блока синхронизации , импульсный вход которого соединен с выходом Аормировател  импульсов и объединен с вторым входом дев того элемента И, выход которого подключен к счетному входу старшего разр да второго счетчика, выход третьего одновибратора подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, а выход - к выходу третьего элемента И, третий вход которого соединен с вы-
    о
    5
    0
    5
    0
    ходом триггера цикла, объединен с вторым входом седьмого элемента И и  вл етс  выходной шиной готовности результата преобразовани , а второй, вход п того элемента И подключен к второму выходу триггера синхронизации .
  2. 2. Преобразователь по п. отличающийс  тем, что блок синхронизации выполнен на вычитающем счетчике, регистре, формирователе импульсов, одновибраторе, элементе И и элементе ИЛИ, первый вход которого  вл етс  входом синхронизации блока, второй вход - управл ющим входом блока, третий вход через одновибратор подключен к выходу элемента И, первый вход которого  вл етс  входом синхронизации блока, второй вход - импульсным входом блока и объединен со счетным входом вычитающего счетчика, кодовые выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, выходы разр  - дов которого  вл ютс  кодовыми выходами блока, а вход записи соединен с выходом элемента ИЛИ и объединен с входом формировател  импульсов, выход которого подключен к входу сброса вычитающего счетчика.
    Фиг.1
    Фиг. 2.
    етпш:
    51-I
    ftrt.3
SU884442995A 1988-04-14 1988-04-14 Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием SU1547066A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884442995A SU1547066A1 (ru) 1988-04-14 1988-04-14 Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884442995A SU1547066A1 (ru) 1988-04-14 1988-04-14 Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1547066A1 true SU1547066A1 (ru) 1990-02-28

Family

ID=21382368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884442995A SU1547066A1 (ru) 1988-04-14 1988-04-14 Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1547066A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1593202A1 (en) Period-to-digital converter
SU1547066A1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием
RU176659U1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь
SU805489A1 (ru) След щий аналого-цифровой преобразо-ВАТЕль
SU974572A1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь поразр дного уравновешивани
SU985749A1 (ru) Устройство дл определени экстремумов
SU1043662A1 (ru) Устройство дл вычислени коэффициентов Фурье
SU1285600A2 (ru) Аналого-цифровой преобразователь с частотным преобразованием
SU978098A1 (ru) Преобразователь временных интервалов
SU1711181A1 (ru) Цифровой коррел тор
SU434328A1 (ru) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ В п-РАЗРЯДНЫЙ КОД
SU1322332A1 (ru) Устройство дл обхода узлов сеточной модели
SU1018231A1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь бипол рных сигналов
SU771619A1 (ru) Устройство дл допускового контрол
SU1363252A1 (ru) Устройство дл определени среднего значени выборочного размаха
SU999018A1 (ru) Устройство программного управлени с самоконтролем
SU807322A1 (ru) Умножитель частоты
SU1483637A1 (ru) Преобразователь период -код
SU1662005A1 (ru) Преобразователь двоичного кода в двоично-дес тичный код
SU1179542A1 (ru) Преобразователь кода в частоту с переменным коэффициентом преобразовани
SU847313A1 (ru) Устройство дл ввода информации
SU1441479A1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь с промежуточным преобразованием в частоту
SU1388989A2 (ru) Аналого-цифровой преобразователь
SU1359904A1 (ru) Устройство контрол двоичных счетчиков с последовательным вводом информации
SU1431069A1 (ru) Делитель частоты следовани импульсов