(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ(54) ANALOG-DIGITAL COMPUTING
УСТРОЙСТВОDEVICE
I Изобретение относитс к аналоговой |И аналого-цифровой вычислительной технике . Известно аналого-цифровое вычислительное устройство, содержащее преобразователь код-напр жение, генератор тактовых импульсов, схему сравнени , счетчик результата, схему совпадени 1|Однако оно предназначено только дл преобразовани в цифровой код результата делени двух аналоговых входных сигналов . Наиболее близким техническим решени ем вл етс аналогонцифровое вычислител ное устройство, содержащее два генерато ра экспоненциально измен ющегос во вре мени напр жени , интегратор, блок сравнени , триггер, ВХОД установки единичного состо ни которого соединен с установочным ВХОДОМ интегратора и вЛ етс ВХОДОМ запуска устройства, выход три гера соединен непосредственно с управл ющим ВХОДОМ интегратора, через первый генератор экспоненциально измен ющегос ВО времени напр жени - с потенциальным ВХОДОМ интегратора, а через второй генератор экспоненциально измен ющегос ВО времени напр жени и блок сравнени - с входом установки нулевого состо ни триггера, выходы источников ВХОДЯЩИХ сигналов соединены с соответствующими входами генераторов экспоненциально измен ющегос во времени напр жени и блока сравнени , дополненное преобразователем напр жение-код, реализованным на счетчике, элементе И, триггере управлени , генераторе импульсов и блоке сравнени , первый вход которого . соединен с выходом интегратора, второй ВХОД - с ВЫХОДОМ генератора стандартного напр жени , а выход - с входом установки нулевого состо ни триггера управлени , выхос;: триггера управлени соединен с первым ВХОДОМ элемента И, второй ВХОД которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным ВХОДОМ счетчика, вход установки единичного состо ни триггера управлени и установочный вход счетчика соединены и вл ютс дополнительным входом устро ства Г21.,/ Это устройство позвол ет получать на вьгхрдах счетчика код, пропорциональный относительной разности двух аналоговых входных сигналов. Недостатком такого устро йства вл ,етс его сложность. Цель изобретени упрощение структу ры устройства. Это достигаетс тем, что аналогоцифровое вычислительное устройство, содержащее счетчик, выходы которого вл ютс выходами устройства, триггер, вход установки единичного состо ни которого вл етс входом запуска устройст ва и соединен с входом сброса счетчика, элемент И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а выход - со счетным входом счетчика, генератор экспоненциально измен ющегос во времени напр жени , вход запуска которого соединен с выходом триггера, а вход задани начального уровн напр жени вл етс первым входом устройства, блок сравнени , первый вход которого вл етс вторым входом устройства, выход сое динен со входом устанбвки единичного сос то ни триггера, а второй вход - с выходом генератора экспоненциально измен ющегос во времени напр жени , дополнитель но содержит преобразователь напр жение - частота, вход которого Соединен с выходом генератора экспоненциально измен ющегос во времени напр жени , а выход - со вторым входом элемента И. На фиг, 1 прёдставленйсхема аналого-цифрового вычислительного устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит триггер 1, гене ратор 2 экспоненциально измен ющегос во времени напр жени , блок 3 сравнени , преобразователь 4 напр жение-частота , элемент 5 И, счетчик 6. Устройство работает следующим образом . Рабочий цикл устройства начинаетс с подачи на вход запуска устройства сиг нала, под Действием которого триггер 1 переходит в единичное состо ние, а счет чик 6 устанавливаетс в нулевое состо ние . . Выходной сигнал триггера 1 запускает генератор 2 и разрешает прохождение сигналов через элемент 5 И на вход счотчика 6. Выходное нйпр жёииеI The invention relates to analog | and analog-to-digital computing. An analog-to-digital computing device is known, which contains a code-voltage converter, a clock generator, a comparison circuit, a result counter, a 1 | match circuit. However, it is intended only to convert the result of two analog input signals into a digital code. The closest technical solution is an analog-to-digital computing device containing two generators of exponentially varying voltage, an integrator, a comparator unit, a trigger, the INPUT of the unit state which is connected to the installer INPUT of the integrator and ALSO the device start-up IN, the output is three hera connected directly to the integrator INPUT control, through the first generator of the exponentially varying IN voltage time - to the potential integrator INPUT, and through watts a generator of exponentially varying VO voltage and a comparison unit — with the input of a zero-state trigger; the outputs of the sources of INCOMING signals are connected to the corresponding inputs of the generators of an exponentially variable-time voltage and comparison unit, supplemented by a voltage-code converter implemented on a counter, an AND element, a control trigger, a pulse generator, and a comparison unit whose first input. connected to the integrator output, the second INPUT - to the OUTPUT of the standard voltage generator, and the output - to the installation input of the zero state of the control trigger, output ;: the control trigger is connected to the first INPUT of the AND element, the second INPUT of which is connected to the output of the pulse generator, and the output - with a counting INPUT of the counter, the installation input of the unit state of the control trigger and the installation input of the counter are connected and are an additional input of the device G21., / This device allows you to receive a code on the counter outputs of the counter the relative difference of two analog input signals. The disadvantage of this arrangement is its complexity. The purpose of the invention is to simplify the structure of the device. This is achieved in that the analog-digital computing device containing a counter, the outputs of which are the outputs of the device, a trigger whose unit state input is the start input of the device and is connected to the reset input of the counter, the element I whose first input is connected to the trigger output and the output is with a counting input of the counter, a generator of exponentially time varying voltage, the start input of which is connected to the trigger output, and the input of setting the initial voltage level is the first input the house of the device, the comparison unit, the first input of which is the second input of the device, the output is connected to the installation input of the unit state of the trigger, and the second input to the output of the generator of an exponentially time-varying voltage, additionally contains a voltage converter - frequency whose input is connected to the generator output of an exponentially time-varying voltage, and the output is connected to the second input of the element I. In FIG. 1, the analog-digital computing device shown in FIG. 2 - timing diagrams for the operation of the device. The device contains trigger 1, generator 2 of exponentially time-varying voltage, comparator unit 3, voltage-frequency converter 4, element 5 And, counter 6. The device operates as follows. The operating cycle of the device begins with a feed to the device startup input of a signal, under the Action of which the trigger 1 goes into one state, and the counter 6 is set to the zero state. . The output signal of the trigger 1 starts the generator 2 and permits the passage of signals through the element 5 And to the input of the counter 6. Output nyprue
746G03 генератора 2 U (t) начинает измен тьс согласно соотношению (фиг. 2).. Ultbu-e- /л где t - посто нна времени. Одновременно выходное напр жение преобразовател 4 напр жение-частота через элемент 5 И поступает на счетный вход счетчика 6. Частота этого напir (t) пропорциональна напр р жени жению и (t) и подчин етс следующей зависимости { фиг. 2) f(t)f,e-Vгде i о - начальна частота преобразовател 4 напр жение-частота, В таком режиме устройство будет на- . ходитьс до тех пор, пока напр жение и (t) не достигнет величины напр жени второго входного сигнала U/2. В момент равенства этих напр жений срабатывает блок 3 сравнени и переводит триггер 1 в нулевое состо ние. Прохождение сигнала через элемент 5 И на вход счетчика 6 запрещаетс , а генератор 2 Ъкспо- йенциально измен ющегос во времени напр жени восстанавливает свое йапр - жение до исходного уровн (до напр жени первого входного сигнала Uyj}. Записанный в счетчик 6 код N можно представить в следующем виде N- 5e- dt i c/-f-e / / Значение t . можно найти из равенства U д е Р и л откуда i--cen, Г и Подставл (2) в (1) получим Ui / Из этого выражени видно, что выходной код устройства пропорционален относительной разности напр жений U Таким образом предложенное устройство позвол ет производить ту же вычислительную операцию, что и известное при значнтельно меньших аппаратурных затратах. Это дает возможность повысить Технико-экономические показатели различного рода вычислител1Л1Ых и из-746G03 generator 2 U (t) begins to vary according to the relation (Fig. 2) .. Ultbu-e- / l where t is a time constant. At the same time, the output voltage of the converter 4 voltage-frequency through the element 5 And goes to the counting input of the counter 6. The frequency of this voltage (t) is proportional to the voltage and (t) and obeys the following relationship {Fig. 2) f (t) f, e-V where i о is the initial frequency of the voltage-frequency converter 4, In this mode the device will be on. until the voltage and (t) reaches the voltage of the second input signal U / 2. At the moment of equality of these voltages, the comparison block 3 is triggered and switches trigger 1 to the zero state. The signal passing through element 5 to the input of counter 6 is prohibited, and the generator 2, with a potential-varying voltage, restores its voltage to its original level (before the voltage of the first input signal Uyj.) The code N written in counter 6 can be represented in the following form N-5e- dt ic / -fe / / The value of t can be found from the equality U de F and l, from where i - cen, G and Substitute (2) into (1) we get Ui / From this expression we can see that the output code of the device is proportional to the relative voltage difference U Thus the proposed device The structure allows to perform the same computational operation as the one known at significantly lower hardware costs. This makes it possible to improve the technical and economic indicators of various kinds of computational and
мерительных систем, включающих предложенное устройство.measuring systems incorporating the proposed device.