SU1582355A1 - След щий аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и может быть использовано в системах измерени  импульсных сигналов различного назначени , в частности бипол рных спектрометрических импульсов с положительной рабочей частью и случайным распределением амплитуд. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  - достигаетс  за счет введени  в устройство, содержащее два блока сравнени , компаратор, элемент И, реверсивный счетчик, источник опорного напр жени , двух аналоговых запоминающих устройств, двух элементов ИЛИ-НЕ, элемента И-НЕ, элемента ИЛИ, двух элементов задержки, блока суммировани  и блока вычитани . Цель достигаетс  за счет исключени  из цепи обратной св зи цифро-аналогового преобразовател ,  вл ющегос  наиболее медленным элементом, и заменой его на аналоговое запоминающее устройство. При этом исключаютс  также погрешности нелинейности, вносимые цифро-аналоговым преобразователем, ухудшающие точность преобразовани . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано в системах измерени  импульсных сигналов различного назначени , в частности бипол рных спектрометрических импульсов с положительной рабочей частью и случайным распределением амплитуд.

Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  измерени .

На фиг. 1 приведена функциональна  схема преобразовател j на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит блоки 1 и 2 сравнени , компаратор 3 аналогевые запоминающие устройства Ц и 5 источник 6 опорного напр жени , блок 7 суммировани , блок 8 вычитани , реверсивный счетчик 9 импульсов,элемент И 10, элемент ИЛИ 11, элемент И-НЕ 12, элементы ИЛИ-НЕ 13 и 14 и элементы 15 и 16 задержки.

В преобразователе задержка элемента 16 больше времени переключени  счетчика 9 (tig ts), задержка элемента 15 больше времени перехода запоминающего устройства 4 в режим хранени  информации (t 18 t р), а длительность импульсов на выходах

N5 СО СП СП

блоков 1 и, 2 сравнени  удовлетвор ет следующему соотношению:

I

««

+ t

U

+ t

vp

где t

it p

быстродействие элемента ИЛИ-НЕ 13;

врем  перехода запоминающего- устройства 5 в режим хра нени  информа ции. При этом величина шага дискретизации устройства в целом определ етс  выходным напр жением U источника 6, а коэффициент пересчета счетчика 9

К. -

где D - диапазон изменени  положительной компоненты входного импульса.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг. 2а) поступает на информационный вход аналогового запоминающего устройства , которое в исходном состо нии находитс  в режиме записи информации. При этом по мере нарастани  входного сигнала напр жение на выходе аналогового запоминающего устройства k также увеличиваетс  (фиг. 26), что приводит к увеличению напр жени  на информационном входе аналогового запо минающего устройства 5 на неинвертирующем входе блока 1 сравнени  и на инвертирующем входе блока 2 сравнени  .

Напр жение с выхода аналогового запоминающего устройства 5, которое в исходном состо нии имеет нулевую величину (фиг. 2в)f поступает на первый вход блока 7 суммировани  и на вход сложени  блока 8 вычитани  на вход вычитани  которого, а также на второй вход блока 7 суммировани  поступает напр жение с выхода источника 6. При этом на .выходах блока 7 суммировани  и блока 8-вычитани  формируютс  напр жени  симметрично смещенные соответственно в положительную и отрицательную стороны относительно выходного сигнала аналогового запоминающего устройства 5 (фиг. 2в), которые поступают соответственно на инвертирующий вход блока 1 и на неинвертирующий вход блока 2

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

В момент изменени  знака разности напр жений на входах блок 1 переключаетс , что приводит к формированию на его выходе импульса (фиг.2г), который через элемент И 10 поступает на вход сложени  счетчика 9f что приводит к увеличению его состо ни  на единицу (фиг. 2д).

Кроме того, импульс с выхода блока 1 (фиг. 2г) через элемент ИЛИ 11 поступает на вход элемента 15 задержки и на вход управлени  (фиг. 2е) аналогового запоминающего устройства Ц, перевод  его в режим хранени  информации и фиксиру  напр жение на его выходе (фиг. 26). После завершени  коммутации в аналоговом запоминающем устройстве k импульс с выхода элемента 15 задержки поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 13. CHI- нал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 (фиг. 2з) поступает на вход управлени  аналогового запоминающего устройства 5, перевод  его в режим записи информации с информационного входа. При этом напр жение на выходе аналогового запоминающего устройства 5 (фиг. 2в) увеличиваетс  до напр жени  на выходе аналогового запоминающего устройства (фиг. 26). знак разности напр жений на входах блока 1 вновь измен етс , возвраща  его в исходное состо ние.

Вместе с тем сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 (фиг. 2з) поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ I, сигнал на выходе которого (фиг. 2и)  вл етс  сигналом готовности, по которому во внешнее устройство с разр дных выходов счетчика 9 (фиг.2д) считываетс  результат первого преобразовани .

После окончани  импульса на выходе элемента 15 (фиг. 2ж) импульс на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 (фиг. 2з) и, соответственно, на входе управлени  аналогового запоминающего устройства 5 также исчезает, вследствие чего аналоговое запоминающее устройство 5 возвращаетс  в режим хранени  информации, а после окончани  импульса с выхода блока 1 (фиг.2г) исчезает импульс на входе управлени  аналогового запоминающего устройства А (фиг. 2е), вследствие чего аналоговое запоминающее устройство А возвращаетс  в режим записи информации с входа, а устройство в целом оказыва515823

етс  готовым к проведению следующего измерени .

По мере нарастани  входного CHI- нала (фиг. 2а) предлагаемый преобра- , зователь работает аналогично, периодически формиру  импульс на выходе блока 1, который увеличивает состо ние счетчика 9и переписывает информацию из аналогового запоминающего ю устройства в аналоговое запоминающее устройство 5При уменьшении входного сигнала в соответствующий момент времени происходит изменение знака разности 15 напр жений на входах блока 2, что приводит к формированию на его выходе импульса, который (фиг. 2к) поступает на вход вычитани  счетчика 9 и уменьшает его состо ние (фиг. 2д), 20 а также через элемент ИЛИ 11 поступает на вход управлени  (фиг. 2е) аналогового запоминающего устройства и на вход элемента 15 заде ржки, что приводит к аналогичной коммутации 25 аналоговых запоминающих устройств k и 5 и формированию соответствующих сигналов на выходе готовности устройства (фиг. 2и).

При переходе входного сигнала че- 30 рез нулевой уровень (фиг, 2а) измен етс  знак разности напр жений на входах компаратора 3, на выходе которого формируетс  1 (фиг. 2л), поступающа  на установочный вход счетчика 9 и фиксирующа  его в нулевом состо нии (фиг. 2д), на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 14 и фиксирующа  О на выходе готовности устройства (фиг. 2и), а также на второй вход о элемента ИЛИ-НЕ 13,. на выходе которого формируетс  О (фиг. 2з), поступающий на вход управлени  аналогового запоминающего устройства 5 и поддерживающий его в режиме записи дд информации. При этом сигнал на выходе аналогового запоминающего устройства 5 (фиг. 2в) повтор ет сигнал на выходе аналогового запоминающего устройства ( (фиг. 26), поэтому 50 состо ние блоков 1 и 2 остаетс  неизменным , импульсы на их выходах отсутствуют (фиг. 2г,к), а на входе управлени  аналогового запоминающего устройства присутствует .О 55 (фиг. 2е), поддерживающий его в ре- . жиме записи информации.

После окончани  отрицательной полуволны входного напр жени  (фиг.2а)

35

5 0 5

0 о д 0

5

55

состо ние компаратора 3 вновь измен етс  (фиг, 2л), вследствие чего установочный сигнал на входе счетчика 9 исчезает, а устройство в целом возвращаетс  в исходное состо ние, характеризующеес  нулевыми уровн ми

,напр жений на выходах аналоговых запоминающих устройств k и 5 (фиг.26, в) и нулевым кодом на выходных шинах (фиг. 2д).

В дальнейшем преобразователь работает аналогично, формиру  при поступлении каждого из входных импульсов последовательность цифровых сообщений , отражающих мгновенные значени  входного сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   След щий аналого-цифровой преобразователь , содержащий два блока сравнени  и компаратор, первые входы которых объединены, элемент И, выход которого соединен с входом суммировани  реверсивного счетчика импульсов , источник опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности, введены два аналоговых запоминающих устройства, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, два элемента задержки, блок суммировани  и блок вычитани , выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнени , первый вход которого объединен с информационным входом первого аналогового запоминающего устройства и подключен к выходу второго аналогового запоминающего устройства, информационный вход которого  вл етс  входной шиной, а управл ющий вход объединен с входом первого элемента задержки и подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с входом вычитани  реверсивного счетчика импульсов и подключен к выходу первого блока сравнени , а второй вход объединен с первым входом элемента И и подключен к выходу второго блока сравнени , второй, вход которого соединен с выходом блока суммировани , первый вход которого объединен с первым входом блока вычитани  и подключен к выходу источника опорного напр жени , а второй вход объединен с вторым входом блока вычитани  и подключен к выходу первого аналогового запоминающего

   устройства, управл ющий вход котбро- го объединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и подключен к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а второй вход объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, с входом установку в 0м реверсивного счетчика импульсов и подключен к выходу компара

   тора, второй вход которого  вл етс  шиной нулевого потенциала, выход первого элемента ИЛИ-НЕ  вл етс  первой выходной шиной, а второй- выходной шиной  вл ютс  выходы реверсивного счетчика импульсов, соответственно объединенные с входами элемента И-НЕ, выход которого через второй элемент задержки соединен с вторым входом элемента И.