SU556463A1 - Analog-discrete integrating device - Google Patents

Analog-discrete integrating device

Info

Publication number
SU556463A1
SU556463A1 SU2148823A SU2148823A SU556463A1 SU 556463 A1 SU556463 A1 SU 556463A1 SU 2148823 A SU2148823 A SU 2148823A SU 2148823 A SU2148823 A SU 2148823A SU 556463 A1 SU556463 A1 SU 556463A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
analog
integrator
output
input
sign
Prior art date
Application number
SU2148823A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Грездов
Юлий Петрович Космач
Георгий Александрович Лобок
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Украинской Сср
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 Институт Электродинамики Ан Украинской Сср filed Critical Институт Электродинамики Ан Украинской Сср
Priority to SU2148823A priority Critical patent/SU556463A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU556463A1 publication Critical patent/SU556463A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

1one

Предлагаемое аналого-дискретное интегрирующее устройство может быть применено в вычислительной технике, в частности в гибридных вычислительных устройствах дл  длительного и точного интегрировани  ироизвольно из.мен ющихс  аналоговых напр жений.The proposed analog-discrete integrating device can be used in computing, in particular, in hybrid computing devices for long-term and precise integration of arbitrarily changing analog voltages.

Известны аналого-цифровые интеграторы, предназначенные дл  использовани  в вычислительной технике, которые содержат аналоговый интегратор, компараторы, реверсивный счетчик дл  накоплени  интеграла 1.Analog-to-digital integrators for use in computing are known, which include an analog integrator, comparators, and a reversible counter for accumulating integral 1.

Суммирование приращений интеграла входного напр жени  происходит при достижении выходной величиной аналогового интегратора порогового значени  с последующим сбросом аналогового интегратора в нуль. Реализаци  такого принципа работы приводит к достаточно сложной структурной схеме, так как требует введени  в нее специальных узлов; генератора тактов, управл ющего счетчика, устройства управлени . Кроме того, у этого интегратора довольно большие погрещности изза накоплени  ошибки дрейфа нул  и потери информации о входной величине за врем  сброса в нуль аналогового интегратора.The summation of the increments of the input voltage integral occurs when the output value of the analog integrator reaches a threshold value and then resets the analog integrator to zero. The implementation of this principle of operation leads to a rather complex structural scheme, since it requires the introduction of special nodes into it; clock generator, control counter, control device. In addition, this integrator has rather large errors due to the accumulation of the drift zero error and the loss of information about the input value during the reset time of the analog integrator to zero.

Известны также аналого-дискретные интегрирующие устройства, которые используютс  дл  длительного ннтегрировани  сигналов, снимаемых с аналоговых датчиков, содержащие аналоговый интегратор, пороговые элементы , преобразователь пол рности входного сигнала, аналоговые ключи и счетчик дл  накоплени  интеграла 2. Такие устройства имеют ограниченное ирименение, так как обеспечивают возможность интегрировани  знакопосто нного аналогового напр жени .Analog-to-digital integrating devices are also known, which are used for long-term integration of signals taken from analog sensors, containing an analog integrator, threshold elements, an input signal polarity converter, analog keys, and a counter for accumulating integral 2. Such devices have limited use, since provide the ability to integrate sign-wired analog voltage.

Паиболее близким к изобретению  вл етс  аналого-дискретный интегратор, на базе которого построено устройство дл  замера расхода жидкости, содержащий интегратор, вход которого через блок преобразовани  пол рности соединен с входом устройства, а выход - с входами компараторов, выходы которых иодключены к логическому элементу ИЛИ, выход логического элемента ИЛИ соединен с формирователем счетных импульсов, и счетчик дл  накоплени  результата интегрировани  3.The closest to the invention is an analog-discrete integrator, on the basis of which a device for measuring fluid flow is built, containing an integrator, the input of which is connected to the input of the device through the polarity conversion unit and the output to the inputs of the comparators whose outputs are connected to the logic element OR , the output of the OR gate is connected to the counting pulse driver, and a counter for accumulating the integration result 3.

Однако указанный интегратор не может быть применен дл  интегрировани  знакопеременных аналоговых напр жений, так как Зстройство счета обеспечивает лишь сложени  электрических импульсов. Кроме того, схема формировани  и запрета счета достаточно сложна, она построена на принципе сравнени  периода следовани  импульсов с заданным временем. Здесь использзетс  то обсто тельство, что частота следовани  импульсов , формируемых на выходах компараторов , определ етс  уровнем входного сигнала . Наконец, в таком интеграторе при нулевом входном сигнале аналоговый интегратор заходит в насыщение за счет собственного дрейфа нул , что вызвать погрешности и сбои в работе, если ие иредусмотреть доиолнительно режим подготовки. Цель изобретени  - расширение диапазона интегрируемых сигналов, а также иовышение точности работы устройства. Это достигаетс  тем, что в аналого-дискретное интегрирующее устройство введены блок определени  направлени  счета, два входа которого соединены с выходами компараторов , а выход - с иервым входом счетчика, вторым входом св занного с первым выходом формировател  счетных импульсов, а второй выход этого формировател  подключен к управл ющему входу интегратора, и управл ющий триггер, вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ, а выход - с третьим входом блока определени  направлени  счета и управл ющим входом блока преобразовани  пол рности. На фиг. 1 иредставлена блок-схема предлагаемого аналого-дискретного интегрирующего устройства; иа фиг. 2 приведены эпюры аналоговых напр жений и цифровых сигналов, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит (фиг. 1) интегратор 1 со схемой разр да интегрирующей емкости, компараторы 2 и 3, блок 4 преобразовани  пол рности, логический элемент ИЛИ 5, управл ющий триггер 6, блок 7 определени  направлени  счета, формирователь 8 счетных импульсов и счетчик 9 дл  получени  в цифровом виде результата интегрировани  аналогового сигнала. На фиг. 2 УВХ-аналоговое напр жение на операционном входе блока 4; /а - выходное напр жение аналогового интегратора 1. Дл  простоты изображени  условно прин то , что посто нна  времени т аналогового интегратора достаточно мала и входна  величина t/Bx за врем  измен етс  незначительно; R, R - команды вычитани  и сложени  соответственно; Сг+, Сг- -импульсы счета Сг на выходе формировател  8, подлежащие записи в счетчик 9; Р - команда разр да интегрирующей емкости аналогового интегратора . Предлагаемое устройство работает следующим образом. Входиой сигнал поступает в блок 4 преобразовани  пол рности входного сигнала, который первоначально подает на вход аналогового интегратора этот сигнал со своим знаком . Рассмотрим, например, случай, когда , тогда приращение интеграла на выходе интегратора положительно; когда нарастающее напр жение на выходе аналогового интегратора достигает полол ительного порогового уровн , срабатывает компаратор 2, который через логический элемент ИЛИ 5 опрокидывает управл ющий триггер 6, и блок 4 измен ет знак подынтегральной функции. Это, в свою очередь, вызывает изменение знака приращени  интеграла иа выходе аналогового интегратора, и выходное иапр жение стремитс  к отрицательному уровню; в момент достижени  его срабатывает компаратор 3, что приводит к очередпому изменеиию знака подынтегральной функции. Приращение интеграла на выходе интегратора снова становитс  положительным, и выходное напр л ение аналогового интегратора стремитс  к положительному пороговому значению. Таким образом , при знакопосто нной входной величине компараторы 2 и 3 срабатывают строго поочередно . Если в какой-либо момент входна  величина изменит свой зиак, то изменитс  и знак приращени  иитеграла на выходе интегратора , в этом случае один из комиараторов срабатывает двалады подр д (фиг. 2). Эта информаци  используетс  дл  определени  направлени  счета. Направление счета формируетс  блоком 7, который реализует функции R,X{)Xz у , R ХоХз /XiX2, где хо - команда уиравл ющего триггера 6, обесиечивающа  прохол дение на вход интегратора 1 аналогового сигнала со своим знаком; Xi - инверсное значение Xo(), команда , обеспечивающа  изменение знака подынтегральной функции; Х2, Хз - команды с выходов компараторов 2 и 3 соответственно. Счетные импульсы Сг формируютс  формирователем 8 счетных импульсов каждый раз при изменении знака приращени  иитеграла на выходе аналогового интегратора 1, т. е. при установке того или иного компаратора в исходное состо ние после очередного срабатывани , и записываютс  в счетчик 9. При этом в зависимости от направлени  счета счетчик реализует операцию сложени  Сг+ Cr-R, либо вычитани  . В том случае, когда входна  величина отсутствует или соизмерима с напр жением дрейфа нул  операционного усилител , изменение выходного напр жени  аналогового интегратора определ етс  его дрейфовыми характеристиками . При достижении выходным иапр л :ением интегратора 1 порогоового значени  того или ииого знака срабатывает соответствующий компаратор и переключает триггер 6, однако, это не вызывает изменени  знака приращени  выходного напр л :ени . В таком случае формируютс  команды разр да интегрирующей емкости аналогового интегратора . Разр д емкости производитс  на некоторую небольшую величину ALa, такую чтобыHowever, this integrator cannot be used to integrate alternating analog voltages, since the counting device provides only the addition of electrical impulses. In addition, the scheme for the formation and prohibition of counting is rather complicated; it is based on the principle of comparing the period of pulse following with a given time. Here it is used that the frequency of the pulses generated at the outputs of the comparators is determined by the level of the input signal. Finally, in such an integrator, when the input signal is zero, the analog integrator comes to saturation due to its own zero drift, which causes errors and malfunctions, if not even consider the preparation mode. The purpose of the invention is to expand the range of integrable signals, as well as to increase the accuracy of the device. This is achieved by introducing into the analog-discrete integrating device a counting direction determining unit, two inputs of which are connected to the outputs of the comparators, and the output is connected to the first input of the counter, the second input connected to the first output of the former of the counting pulses, and the second output of this former is connected to the integrator control input, and a control trigger, the input of which is connected to the output of the OR logic element, and the output to the third input of the counting direction determination unit and the control input of the conversion unit Hovhan polarity. FIG. 1 and the block diagram of the proposed analog-discrete integrating device; FIG. 2 shows plots of analog voltages and digital signals explaining the operation of the device. The device contains (Fig. 1) an integrator 1 with an integrating capacitance discharge circuit, comparators 2 and 3, a polarity conversion unit 4, an OR 5 logic element, a control trigger 6, a counting direction determining unit 7, a counting driver 8 and a counter 9 to obtain in digital form the result of integrating the analog signal. FIG. 2 UVH-analog voltage at the operational input of unit 4; / a is the output voltage of the analog integrator 1. For simplicity, it is conventionally assumed that the time t of the analog integrator is sufficiently small and the input value t / Bx varies slightly over time; R, R — subtract and add instructions, respectively; Cr +, Cr- pulses of the Cr account at the output of the imager 8, which are to be recorded in counter 9; P is the discharge command of the integrator capacity of the analog integrator. The proposed device works as follows. The input signal enters the polarity conversion unit 4 of the input signal, which initially supplies this signal with its sign to the input of the analog integrator. Consider, for example, the case when, then the increment of the integral at the output of the integrator is positive; when the rising voltage at the output of the analog integrator reaches the field level threshold, a comparator 2 is triggered, which, through an OR 5 gate, trips the control trigger 6, and block 4 changes the sign of the integrand. This, in turn, causes a change in the sign of the increments of the integral at the output of the analog integrator, and the output and voltage tend to a negative level; when it is reached, the comparator 3 is triggered, which leads to the next change in the sign of the integrand. The increment of the integral at the output of the integrator becomes again positive, and the output voltage of the analog integrator tends to a positive threshold value. Thus, at a constant input value, comparators 2 and 3 operate strictly alternately. If at any moment the input value changes its counterpart, then the sign of the increment of the integral at the integrator output will also change; in this case, one of the comiarators will work twice a bit (Fig. 2). This information is used to determine the direction of the bill. The counting direction is formed by block 7, which implements the functions R, X () Xz y, R HoHs / XiX2, where ho is the command of the triggering trigger 6, which terminates the input to the integrator 1 of the analog signal with its own sign; Xi is the inverse value of Xo (), the command providing the change of sign of the integrand; X2, Xs - commands from the outputs of Comparators 2 and 3, respectively. The counting pulses Cr are formed by the shaper 8 counting pulses each time when the sign of the increment of the integral changes at the output of the analog integrator 1, i.e. when a comparator is set to the initial state after the next operation, and recorded in the counter 9. At the same time, depending on the counting direction counter implements the operation of addition of Cr + Cr-R, or subtraction. In the event that the input value is absent or commensurate with the drift voltage of the operational amplifier, the change in the output voltage of the analog integrator is determined by its drift characteristics. When the output integrator 1 reaches the threshold value of this or that sign, the corresponding comparator is triggered and switches the trigger 6, however, this does not cause a change in the sign of the output increment in the output section: In this case, the discharge commands of the integrator of the analog integrator are formed. Capacity is discharged by a small amount of ALa, such that

выходное напр жение аналогового интегратора стало в пределах его шкалы; при этом компаратор устанавливаетс  в исходное положение . В дальнейшем напр жение на выходе аналогового интегратора измен етс  описанным образом до тех пор, пока на входе блока 4 не по витс  аналоговый сигнал.the output voltage of the analog integrator has become within its range; the comparator is then reset. Subsequently, the voltage at the output of the analog integrator changes in the manner described until an analog signal is produced at the input of unit 4.

Введение новых узлов - блока определени  направлени  счета и управл юш,его триггера - выгодно отличает предлагаемое аналого-дискретное интегрируюш,ее устройство от прототипа, так как обеспечивает осуществление режима реверсировани  в счетчике и, таким образом, возможность длительного интегрировани  знакопере.менных аналоговых напр жений . Кроме того, наличие св зи формировател  счетных импульсов с управл юш,им входом интегратора позвол ет повысить точность работы устройства в области малых сигналов путем использовани  информации о состо нии компараторов после переключени  управл юш.его триггера. В результате предложенное устройство становитс  весьма перспективным дл  применени  в гибридной вычислительной технике.The introduction of new nodes — a block for determining the direction of the bill and control, and its trigger — favorably distinguishes the proposed analog-discrete integrate, its device from the prototype, since it ensures the implementation of the reverse mode in the counter and, thus, the possibility of long-term integration of the analog-alternating analog voltages . In addition, the presence of the communication of the counting pulse generator with the control, its integrator input allows to increase the accuracy of the device in the field of small signals by using the information on the state of the comparators after switching the control of its trigger. As a result, the proposed device becomes very promising for use in hybrid computing.

Использование современной интегральной схемотехники позволило создать малогабаритное высоконадежное гибридное интегрируюш ,ее устройство с высокими техническими характеристиками . Испытани  показали, что погрешность работы устройства не превышает 0,1% в диапазоне температур от О до +60°С при времени интегрировани  7200 сек и разрешаюш;ей способности (минимальном входном сигнале) ±2 мв.The use of modern integrated circuitry has allowed to create a compact, highly reliable hybrid integrate, its device with high technical characteristics. Tests have shown that the accuracy of the device does not exceed 0.1% in the temperature range from 0 to + 60 ° C with an integration time of 7200 seconds and is resolved; its ability (minimum input signal) is ± 2 mV.

Claims (3)

1.Ваваев В. А., Маломот Г. И. и Попова М. Г. Аналого-цифровой интегратор с большим временем интегрировани . В кн. «Электронна  техника в автоматике, вьшуск 4, изд. «Советское Радио, 1973.1.Vavaev V.A., Malomot G.I. and Popova M.G. Analog-digital integrator with a long integration time. In the book. “Electronic technology in automation, vsusk 4, ed. “Soviet Radio, 1973. 2.Авт. св. № 389515, кл. G 06G 7/18, 1973.2. Avt. St. No. 389515, cl. G 06G 7/18, 1973. 3.Robert J. Bamford «А new current integrator , JEEE International Convention Record part 10, 1966 г., p.p. 185-191.3.Robert J. Bamford, New Current Integrator, JEEE International Convention Record Part 10, 1966, p.p. 185-191. РR
SU2148823A 1975-06-24 1975-06-24 Analog-discrete integrating device SU556463A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2148823A SU556463A1 (en) 1975-06-24 1975-06-24 Analog-discrete integrating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2148823A SU556463A1 (en) 1975-06-24 1975-06-24 Analog-discrete integrating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU556463A1 true SU556463A1 (en) 1977-04-30

Family

ID=20624208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU2148823A SU556463A1 (en) 1975-06-24 1975-06-24 Analog-discrete integrating device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU556463A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4574271A (en) Multi-slope analog-to-digital converter
SU556463A1 (en) Analog-discrete integrating device
US4074257A (en) Auto-polarity dual ramp analog to digital converter
US4371850A (en) High accuracy delta modulator
KR850007721A (en) Signal comparator and method and limiter and signal processor
US3770985A (en) Voltage comparator structure and method
SU1476403A2 (en) Phase-difference-to-voltage converter
SU627587A1 (en) Analogue-digital integrator
SU468590A1 (en) Beam position transformer
SU790291A1 (en) Voltage-to-code converter
SU1018230A1 (en) Analog/digital converter
SU458097A1 (en) Analog-digital constant voltage deviation sensor
SU464781A1 (en) The converter of small displacements in the duty cycle
SU365829A1 (en) VOLTAGE CONVERTER TO CODE
SU790300A1 (en) Diode current change-over switch
SU436362A1 (en) DEVICE FOR MULTIPLICATION AND STRESS VOLUME
SU756630A1 (en) Analogue-digital dc voltage deviation converter
SU819949A1 (en) Frequency-to-voltage converter
SU462991A1 (en) Multichannel digital measurement and recording device
SU445983A1 (en) Voltage-Voltage Converter Duration
SU758177A1 (en) Device for computing relative difference of two dc voltages
SU448580A1 (en) Strobe Digital Converter
SU1101848A1 (en) Logarithmic analog-to-digital converter
SU469098A1 (en) Overlap digital phase meter
SU1305694A1 (en) Interface for likning communication line with information receiver