SU397922A1

SU397922A1 - ANALOG-DIGITAL INTEGRATOR

Info

Publication number: SU397922A1
Application number: SU1692334A
Authority: SU
Inventors: изобрете Авторы
Original assignee: И. Л. Винников , А. Б. Иванов Институт систем управлени Академии Наук Грузинской ССР
Priority date: 1971-08-31
Filing date: 1971-08-31
Publication date: 1973-09-17

Description

Изобретение отнооитс к области электронных вычислительных устройств, мол-сет быть использовано в вычислительной и измерительной технике, в устройствах автоматического управлени и др. Известен аналото-цифровой интег ратор, содержащий аналоговый преобразователь (например , усилитель), преобразователь аналоговой величины в частоту и-мпульсов, пересчетную схему и цифровой интегратор. Недостатко.м известного аналого-цифрового интегратора вл етс мала точность преобра:зовани , так как подлежаща интегрированию аналогова величина А измен етс в пределах от АМИН - М- 1 до А„акс МД, где М. - масштабный коэффициент; Д - диапазон относительного изменени аналоговой величины А. При этом, как аналоговый преобразователь , так и Преобразователь аналоговой величины в частоту работают во всем указанном диапазоне 1 - Д. Известно, что с увеличением динамического диапазона увеличиваетс погрешность преобразователей и аналого-цифрового инте гратора в целом. Целью изобретени вл етс уменьшение погрешности аналого-цифрового интегратора при его работе в широком диапазоне изменени аналоговой величины и повышение надежности работы устройства. Эта цель достигаетс тем, что предложенный интегратор содержит пороговые элементы максимального и минимального уровней, аналоговый делитель и исполнительный элемент . Причем входы пороговых элементов максимального и минимального уровней подключены к выходу аналогового преобразовател , а их выходы через исполнительный элемент соединены с пересчетной схемой и аналоговым делителем, подключенны.м ко в.ходу аналогового преобразовател . На фиг. 1 приведена блок-схема аналогоцифрового интегратора; на фиг. 2 - графики зависимости (A). Аналого-цифровой интергатор включает в себ соединенные последовательно аналоговый преобразователь (АП) /, преобразова ,тель аналоговой величины в частоту (ПЧ) 2, пересчетную схему (ПС) 3 и цифровой интегратор (ЦИ) 4. До аналогового преобразовател } на входе интегратора включен аналоговый делитель АД 5 (например, делитель напр жени ). Делитель 5 представл ет собой двухпозиционное устройство, в одной из позиций (например , первой), которого аналогова величина поступает на преобразователь 1 без изменени , а в другой (второй) она уменьшаетс в 2 раз, где 1, 2, 3... 7V -число разр дов пересчетной схемы, подлежащих отключению, которое выбираетс в зависимости от диапазона изменени аналоговой величины .The invention relates to the field of electronic computing devices, a mol-set to be used in computing and measuring technology, in automatic control devices, etc. The analog-digital integrator containing an analog converter (for example, an amplifier), an analog converter to frequency and pulse is known. , scaling circuit and digital integrator. A disadvantage of the known analog-digital integrator is the low conversion accuracy, since the analog value A to be integrated varies from AMINE - M - 1 to A „ax MD, where M. is a scale factor; D is the range of relative variation of the analog value A. In this case, both the analog converter and the analog value to frequency converter work in the entire specified range 1 - D. It is known that the error of the converters and the analog-digital integrator as a whole increases with increasing dynamic range . The aim of the invention is to reduce the error of the analog-to-digital integrator during its operation in a wide range of variations of the analog value and to increase the reliability of the device. This goal is achieved by the fact that the proposed integrator contains the threshold elements of the maximum and minimum levels, the analog divider and the actuating element. Moreover, the inputs of the threshold elements of the maximum and minimum levels are connected to the output of the analog converter, and their outputs are connected through an actuating element to a scaling circuit and an analog divider connected to the input of the analog converter. FIG. 1 shows a block diagram of an analog-to-digital integrator; in fig. 2 - dependency graphs (A). The analog-to-digital interhator includes a serially connected analog converter (AP) /, a converter, an analog value to frequency (IF) 2, a scaling circuit (PS) 3, and a digital integrator (DI) 4. Up to the analog converter} on the integrator's input analog divider HELL 5 (e.g., voltage divider). Divider 5 is a two-position device, in one of the positions (for example, the first), of which the analog value goes to converter 1 without change, and in the other (second) it decreases by 2 times, where 1, 2, 3 ... 7V - the number of bits of the scaling circuit to be disconnected, which is selected depending on the range of variation of the analog value.

К выходу преобразовател / подключены пороговые элементы максимального (ПЭмакс) 6 и минимального (ПЭмин) 7 уровней аналоговой величины /CiA, где К. - коэффициент преоб|разовани преобразовател /. Пороговые элементы выполнены в в,иде потенциальных ключевых схем (например, триггера Шмитта). Пороговый элемент 6 срабатывает 1при достижении сигналом значени /CiA макс /2, а пороговый элемент 7 при понижении того же сигнала ниже значени K.P.tHH 2. Элементы б и 7 воздействуют на исполнительный элемент 8, представл ющий собой двухпозицианное переключ ающее устройство (например, дистанционный переключатель ) .Threshold elements of the maximum (PEMAX) 6 and minimum (PYMIN) 7 levels of analog value / CiA are connected to the output of the converter, where K. is the conversion factor of the converter /. Threshold elements are implemented in c, ide of potential key schemes (for example, Schmitt trigger). The threshold element 6 triggers 1 when the signal reaches the value of / CiA max / 2, and the threshold element 7 triggers the same element below the KPtHH 2 signal. Elements b and 7 act on the actuating element 8, which is a two-position switching device (for example, remote switch).

При значени х интегрируемой аналоговойWith integrated analog values

величины от А„„„ М до -р - элемент 8 находитс в одной из ПОЗРЩИЙ (например , первой).values from A „„ M to -p - element 8 is in one of the SEEING (for example, the first).

При этом делитель 5 отключен, а в работе пересчетной схемы 3 принимают участие все Л разр дов.In this case, the divisor 5 is disabled, and all the L bits take part in the operation of the scaling circuit 3.

ПрИ значени х интегрируемой величины от Амакс - МД до М . 2 элемент 8 находитс в другой (например, второй позиции).The value of the integrable value is from Amaks - MD to M. 2, element 8 is in another (e.g., second position).

При этом делитель 5 включен, а разр дов цересчетной схемы 3 отключены, т. е. работают Л-п разр дов.In this case, the divisor 5 is on, and the bits of the pre-counting circuit 3 are disabled, i.e. the L-n bits are working.

Аналого-цифровой интегратор работает следующим образом.Analog-digital integrator works as follows.

В исходном состо нии элемент 8 находитс в первой позиции, при которой делени ана«чоговой величины А не происходит и работают все разр ды схемы 3. При этом преобразователь / работает по кривой зависимости К. (А) на уч.астке от точюи а (начало диапазона) до точки С, соответствующей значению аналоговой величины, равному МД/2« (фиг. 2).In the initial state, the element 8 is in the first position, in which the division of the analog value A does not occur and all the bits of the circuit 3 operate. At the same time, the converter / works along the curve of dependence K. (A) on the area from the point and ( the beginning of the range) to the point C corresponding to the analog value of MD / 2 "(Fig. 2).

Когда аналогова величина на выходе преобразовател / достигает значени ./С1МД/2, срабатывает элемент 6 и элемент 8 переключаетс во вторую позицию, что приводит к переключению во вго-рую позицию, делител 5 и отключению п разр дов схемы 3. Напр жение на выходе преобразовател / падает s 2 раз, и зависимость между аналоговой величиной А и выходным сигналом с преобразовател / определ етс уже кривой /CiA -/и (А). Совместна работаделител 5 и преобразовател /, характеризуема кривой /С|А - /„ (А), происходит на участке от точки е до точки / при изменени х а:налоповой величины от МД до М - 2.When the analog value at the output of the converter / reaches the value ./S1MD/2, element 6 is triggered and element 8 switches to the second position, which leads to switching to the left position, divider 5 and switching off the n bits of the circuit 3. Output voltage the converter / drops s 2 times, and the relationship between the analog value A and the output signal from the converter / is already determined by the curve / CiA - / and (A). A joint operator 5 and a converter /, characterized by a curve / C | A - / "(A), occurs in the area from point e to point / with changes in a: nalap value from MD to M - 2.

Интегрирующа величина при этом равнаThe integrating value is equal to

а- Г dt - - fdtЧ - пл - « п« . 9 Л - л Z La-g dt - - fdtЧ - pl - “p“. 9 L - l Z L

К л Яг, V Idi,K l Yag, V Idi,

/ -/Ci-/C2-A - частота импульсов./ - / Ci- / C2-A - the frequency of the pulses.

Таким образом, одновременное понижение подаваелшй на (вход нреобразовател I и аналоговой величины Л в 2 раз и от-ключение л разр дов схемы 3 не измен ют коэффициента интегрировани .Thus, the simultaneous reduction of the supply to (the input of the converter I and the analog value L by 2 times and the disconnection of the bits of the circuit 3 do not change the integration coefficient.

5 Когда аналогова величина на входе преобразовател / упадет до значени , р.авного М 2, срабатывает элемент 7 и элемент S переключаетс в первую позицию, что приводит к установке делител 5 в первую позицию , т. е. к его фактическому отключению и к подключению п разр дов схемы 3.5 When the analog value at the converter input / drops to a value equal to M 2, element 7 is triggered and element S switches to the first position, which sets the divider 5 to the first position, i.e., to its actual disconnection and connection n bits of scheme 3.

При этом зависимость между и А вновь характеризуетс кривой /CiA /i (А).In this case, the relationship between and A is again characterized by the curve / CiA / i (A).

Благодар применению двух пороговых элементов максимального и минимального уровней переключение блоков схемы под воздействием элементов 6 или 7 (элемента 8, делител 5 и схемы 3} из одной позиции вDue to the use of two threshold elements of the maximum and minimum levels, switching blocks of a circuit under the influence of elements 6 or 7 (element 8, divider 5 and scheme 3} from one position to

Q другую происходит мгновенно, и при дальней|шем колебании значений интегрируемой аналоговой величины вблизи порогового значен1и переключение этих блоков уже не происходит . Это исключает «дребезг работы блоков интегратора, что по1вышает надежность работы и понижает погрешность дискретности интегратора в целом.The other Q is instantaneous, and with further fluctuation of the values of the integrated analog value near the threshold value, the switching of these blocks no longer occurs. This eliminates the “bounce of the work of the integrator blocks, which increases the reliability of the work and reduces the discreteness of the integrator as a whole.

Таким образом, предложенный интеграTQp позвол ет осуществить работу аналогового преобразовател и преобразовател аналоговой величины в частоту в диапазоне, меньшем собственного диапазона изменени интегрируемой аналоговой величины А, что существенно повышает точность работы аналого-цифрового «нтегратора.Thus, the proposed TQp integrator allows the operation of an analog converter and an analog value converter to a frequency in a range less than the native range of an integrated analog value A, which significantly improves the accuracy of the analog-digital integrator.

Предмет изобретени Subject invention

Аналого-цифровой интегратор, содержащий последовательно соединенные аналоговый преобразователь, преобразователь аналог - частота, пересчетную схему и цифровой интегратор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и надежности ра6iOTbi , он содержит пороговые элементы макоимального и минимального уровней, аналоговый делитель и исполнительный элемент, причем входы пороговых элементов максимального и минимального уровней подключены к выходу аналогового преобразовател , а их выходы через исполнительный элемент соединены с пересчетной схемой и аналоговым делителем, подключенным ко входу ан-алогового преобразовател .An analog-to-digital integrator, containing a series-connected analog converter, an analog-frequency converter, a scaling circuit, and a digital integrator, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of the 6iOTbi, it contains threshold elements of the maximum and minimum levels, an analog divider and an actuator, moreover, the inputs of the threshold elements of the maximum and minimum levels are connected to the output of the analog converter, and their outputs are connected to the actuator via an actuator A counting circuit and an analog divider connected to the input of the a-alog converter.