SU588626A1 - Функциональный аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике аналогоцифрового преобразовани . Преобразователь предназначен дл  цифрового измерени  аргумента аналоговых функций синуса и косинуса и дл  определени  значений функций синуса и косинуса но аналоговому значению аргумента .

р{звестно устройство, состо щее из двух аналого-цифровых умножителей, аналого-цифрового интегратора и цифрового преобразовател  угла в синус и косинус 1. Это устройство позвол ет определ ть по входным аналоговым значени м двух сигналов sinx.b, цифровое значение аргумента. Оно реализует высокую точность (до 0,1%), но содерлшт сложные аналоговые узлы, требует дл  опрелени  угла дна сигнала t/i и U и не реализует пр мую функцию угол - синус угла.

Известно устройство, позвол ющее методом последовательного счета определ ть цифровой эквивалент входной величины. Оно содержит сравнивающее устройство, цифро-аналоговый преобразователь, счетчик, логический элемент, генератор импульсов, устройство зправлени . Генератор импульсов через логический элемент , другой вход которого соединен с устройством управлени , подключен к цифро-аналоговому преобразователю и к входу счетчика. Выход цифро-аналогового преобразовател  соединен с входом сравниваюн;его устройства,

на другой вход которого поступает входной измер емый сигнал, а выход сравнивающего устройства соединен с третьим входом логического элемента 2. Точность преобразовани  такого преобразовател  зависит от величины ступени компенсирующего напр жени  и может быть достаточно высокой, пор дка 0,1%. Однако этот преобразователь не реализует тригоиометрическую зависимость между входом и выходом.

С целью расширени  функциональных возможностей в функциональный аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство сравнени , нервый вход которого соединен с Н1ИНОЙ входного сигнала, второй вход - с выходом цифро-аналогового преобразовател , а В1)1.ход устройства сравнени  соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход - с выходом устройства управлени , а выход элемента И соединен с управл ющим входом счетчика, введены два цифровых сумматора, синуса и косинзса, два регистра, синуса и косинуса, и цифровой коммутатор. Причем выходы регистра синуса соединены с первой группой входов цифрового коммутатора и с входами сумматора косинуса, выходы которого через регистр косинуса соединены с второй группой входов цифрового коммутатора и с входами сумматора синуса. Выходы

сумматора синуса соединены с входами регистра синуса, выходы счетчика иодключены к третьей группе входов цифрового коммутатора , управл ющий вход которого соединен с устройством управлени , а выходы - с входами цифро-аналогового преобразовател .

На чертеже представлена блок-схема функционального аналого-цифрового преобразовател .

Функциональный аналого-цифровой преобразователь содержит цифро-аналоговый преобразователь 1, соединенный с одним из входов устройства сравнени  2, выход которого св зан с одним из входов элемента И 3. Другие входы элемента 3 св заны с устройством управлени  4 и генератором 5 импульсов, а выход элемента 3 соединен с управл ющими входами счетчика 6, регистра 7 синуса, регистра 8 косинуса, сумматора 9 синуса, сумматора 10 косинуса. Параллельные выходы регистров 7, 8 и счетчика 6 св заны через цифровой коммутатор И с входами преобразовател  1, управл ющий вход коммутатора св зан с одним из выходов устройства 4, выходы каждого из сумматоров (9, 10) через соответствующие регистры (7, 8) св заны с входами другого сумматора (10, 9).

При определении цифрового значени  аргумента , аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

По сигналу «пуск с устройства управлени  4 на коммутатор 11 поступает потенциал, разрешающий считывание кода с регистра 7 синуса или 8 косинуса в зависимости от определ емой функции arcsint/ или arc cost/.

Одновременно с импульсом «пуск регистры 7, 8, сумматоры 9, 10 и счетчик 6 сбрасываютс  в исходное состо ние. Элемент И 3 открываетс  дл  прохождени  импульсов генератора 5. При этом счетчик подсчитывает число п импульсов, а регистры и сумматоры реализуют итерационную ироцедуру

, 1п

у„ Уп-1 + - -Хп-г, у о -- 0;

К

1н

.„ Хп-1г Уп-Г, АО 1,

X,

k

где УП - текущее значение кода в сумматоре 9 на д-ом такте;

Хп - текущее значение кода в сумматоре 10 на п-ом такте;

k - число, меиьшее единицы, которое зависит от заданной точности воспроизведени  функции.

В сумматорах 9, 10 происходит суммирование (вычитание) согласно уравнени м (1), а в регистрах 7, 8 -хранение текущих значений Хп, УП и Xnik, уп/k- Значени  Хп и уп равны (с некоторой погрещностью) cos n/k и sin n/k.

С регистров 7, 8 код, пропорциональный Хп, Уп, поступает через коммутатор 11 на преобразователь 1, в котором формируетс  компенсирующее напр л ение Uk, пропорциональное sin (n/k) (cQs(n/k). При условии , где и - входной сигнал, срабатывает устройство 2 и поступает запрет на прохождение импульсов с генератора 5 на счетчик 6 и сумматоры 9, 10. К моменту окончани  уравновешивани  на

счетчике сформироваи код ф агс51п /(агс cost/) в радианах, а в регистрах 7, 8- код Uit sin(f(cos(f). Методическа  погрешность измерени  аргумента обратно пропорциональна величине k. К примеру, дл  /г 0,001 погрешность составл ет 0,.

Если необходимо определить цифровое значение функции sincp(cos(p) дл  входного аналогового значенк  угла , то управление преобразователем 1 осуществл етс  от счетчика 6, а код з1пф(созф) формируетс  в регистрах 7, 8. В этом режиме преобразователь работает следующим образом.

По сигналу «пуск устанавливаетс  разрешающий потенциал на прохождение кода счетчика 6 через цифровой коммутатор И на вход преобразовател  1. Далее происходит обычный процесс уравновешивани  с участием устройства 2, преобразовател  1, счетчика 6, генератора 5, элемента И 3. Синхронно с процессом

уравновешивани  по импульсам генератора 5 происходит формирование кода (cosnfk) по итерационной процедуре (1). К моменту окончани  уравновешивани  код счетчика равен значению входного сигнала L/ (f, а коды

в регистрах 7, 8 равны (с некоторой точностью ) sinф(cosф). Методическа  погрешность так же, как и в случае измерени  arcsinf/ (arc cost/), зависит от и и дл  0,001 равна 0,1%.

Claims (2)

1. Патент США 3896299, кл. 340-347, 1973.

2. Хлистунов В. Н. Основы цифровой электро-измерительной техники и цифровые преобразователи , М.-Л., изд. «Энерги , 1966, с. 168.