SU764129A1 - Аналого-цифровой интегрирующий преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной и вычислительной технике, а именно к преобразовател м аналоговой величины в цифровую, и может быть использовано при разработке и изгр- . 5 товлении цифровых измерительных приборов и устройств .св зи датчиков аналоговых сигналов с ЭВМ.

Известны интегрирующие аналогоцифровые преобразователи с предвари- tO тельным преобразованием аналогового сигнала в (пропорциональную) частоту следовани  импульсов с последующим измерением частоты, служащие дл  преобразовани  среднего за врем  измере-15 ни  значени  аналогового сигнала в цифровую форму 1 .

Известен аналого-цифровой интегрирующий преобразователь, содержащий преобразователь аналоговой вели- 20 чины в частоту следовани  импульсов, выходы которого подключены к установочным входам триггера знака входного сигнала и элемента ИЛИ, выходом соединенного со счетным входом ре- 25 версивного счетчика, триггер знака интеграла и генератор тактовых импульсов 2 .

С помощью указанных преобразователей нельз  произвести дискрети- v

зацию интеграла непрерывного входного аналогового сигнала большой длительности на интегралы за более короткие отрезки времени. Это объ сн етс  тем, что цикл измерени  состоит соответственно из времени измерени  и времени индикации. При этом за врем  ин-г дикации интегрирование входного сигнала не производитс  и, следователь- но, информаци  о сигнале тер етс , что недопустимо при обработке информации с датчиков, где необходимо получить значение интеграла измер емой величины в больших интервалах времени.

Целью изобретени   вл етс  исключение потерь информации при получении интеграла аналоговых сигналов большой длительности.

Дл  достижени  поставленной цели . в аналого-цифровой интегрирующий преобразователь , содержащий преобразователь аналоговой величины в частоту следовани  импульсов/ выходы которого подключены к установочным входам триггера знака входного сигнала и элемента ИЛИ, выходом соединенного со счетным входом реверсивного счетчика, триггер знака интеграла и генератор тактовых импульсов., введены дополнительные элементы ИЛИ, элементы И, блок элементов И, вспо могательный триггер, триггер управле ни  счетчиком, регистр пам ти, формирователи импульсов. Причем выход Основного элемента ИЛИ соединен со Iсчетным входом вспомогательного триг гера, информационный вход которого подключен к шине логического О , а установочный -; к выходу перврго дополнительного элемента ИЛИ и устанЬвочно входу триггера управлени  счетчиком, счетный вход последнего соединен с выходом первого элемента И, неинвертирующий выход - с входом сложени  реверсивного счетчика и первыми входами второго и третьего элементов И, инвертирующий выход с входом вычитани  реверсивного счет чика и одним из входов блока элемен .тов И, другие входы которого подключены к выходам реверсивного.счетчика и йнфор 1ационным входам регистра пам ти , дополнительный информационный вход регистра пам ти соединен с выходом триггера знака интеграла, а вход записи - с первым выходом первого формировател  импульсов, вход последнего подключен к выходу генератора тактовых импульсов/ а второй выход - к установочному входу реверсивного , счетчика и первому входу первого дополнительного элемента ИЛИ ёторой вход которого соединен с выходом блока элементов И и первым . входом второго дополнительного эле- мента ИЛИ,, вторым входом подключенного к выходу второго элемента И, а .выходом - к первому установочному вхбду триггера знака интеграл а, второй установочный вход которого соеди нен с выходом третьего элемента И, в рые входад второгЬ и третьего элементов и соединены соответственно с вы х6дами положительной и отрицательной . пол рности преобразовател  аналогово величины в частоту следовани  импуль CUBJвход формировател  импульсов подключен к выходу триггера знака входного сигнала, выход - к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом вспомогательного триггера. На чертеже показана схема предСлагаемого аналого-цифрового преобра ЗОВЁТ ел  . , , , . . .:v- : -;, - е - -- . . , Аналого-цифровой преобразователь - сЬдержи:т преобразователь 1 аналоговой величины в частоту следовани  импульсов, выходы которого подключе ны к входам триггера 2 энйКй входао го jcHfHajta и элемента ИЛИ 3, элёмен тыИЛИ 4 и 5, первый вход первого и которых соединен с одним из выходов формировател  6 импульсов, элементы И 7, 8, 9, вспомогательный тризггер счетным входом подсоединенный к юх элемента ИЛИ 3, информационнЕам входом - к шине логического нули, уста новочным входом - к выходу элемента ИЛИ 4, а инвертирующим выходом - к одному из входов элемента И 7, Кроме того, преобразователь содержит триггер знака интеграла 11, установочны ш входами соедин1енный с выходами элемента ИЛИ 5 и элемента И 9, триггер 12 управлени  реверсивным счетчиком 13 счетным входом подключенный к выходу элемента И 7, а установочным - к выходу элемента ИЛИ 4, причем реверсивный счетчик счетным входом соединен с выходом элемента ИЛИ 3, а управл ющими входами - с выходами триггера 12, блок 14 элементов И, йходами соединенный с выходами реверсивного счетчика и Tpai гера 12 а выходом - с вторым входом элемента ИЛИ 4 и первым входом элемента ИЛИ 5, второй вход которого подключен к выходу элетнта И 8. Прёобразрватель включает также регистр пам ти 15, информационными йходами соединенный с выходами реверсивн .ого счетчика 13 и триггера знака интеграла 11, генератор 16 тактовых имйульсОв, выход которого подключен к входу формировател  6 импульсов, одним выходом соединенного с установочным входом реверсивного счетчика, а другим - с входом записи регистра пам ти 15, формирователь 17 импульсов . Вход которого подключен к выходу, триггера 2, а выход - к другому вхо- ду элемента И 7.. Преобразователь работает следующим образом. . Входной аналоговый сигнал поступает на вход преобразовател  1 и гфёобразуётс  последним в частоту следовани  импульсов, пропорциональную величине аналогового сигнала, Э зависимЬстй от пол рности входного сигнала импульсы выра)батываютсй на соответствующем выходе преобразовател  напр жени  в yactoTy-, с выхода преобразовател  напр жени  в частотучерез элемент ИЛИ 3 поступают на вход реверсивного счетчика / 13 и вспомогательного триггер а 1р. Цикл преобразовани  н.ачинаетс  с установки реверсивного счетчика, триггера 12 управлени  счетчиком и вспомогательного триггера импульсом сброса , вырабатываемым формирователем 6 импульсов. При этом рев.ерсивный счетчик устанавливаетс  в ноль, триггер управлени  счетчиком - в положение, разрешайщее сложение в реверсивном счётчике, а вспомогательный триггер в состо ние логического О..на инве )Тйрующем выходе. По окончании импульса сброса начинаетс  сложение импульсов в реверсивном счетчике. Одновременно импульсм с преобрд зовател  1 через элементы И 8 и 9 , устанавливают триггер знака  нтег- рала 11 .в соответствие с пол рностью

входного сигнала. Если за врем  преобразовани  происходит смена знака входного сигнала, состо ние триггера знака сигнала мен етс  на противопо|лржное . Ф(:)рмирователь 17 импульсов на каждую смену состо ни  триггера знака сигнала вырабатывает импульс, который поступает на счетный вход триггера 12 управлени  счетчиком и перебрасывает последний. При первой смене знака сигнала триггер управлени  счетчиком переключаетс  в состо ние , перевод щее реверсивный счетчик 13 на вычитание, и импульсы с преобразовател  1, поступающие на реверсивный счетчик, начинают уменьшать содержимое последнего. Hai врем  когда реверсивный счетчик находитс  в положении вычитани  импульсов, Сйг налом с триггера управлени  счетчйком , поступающим на входы элементов И 8 и 9, запрещаетс  прохождение импульсов с преобразовател  1 на триггер знака интеграла 11 и последний сохран ет знак до следующего вкЛючёни  режима сложени  реверсивного счетчика..

- / .

Одновременно сигнал с триггера 12 управлени  счетчиком поступает на блок 14 элементов И и разрешает анализ состо ни  реверсивного счетчика 13. Если в режиме вычитани  содержимое реверсивного счетчика станобйтс  равным нулю, на выходе блока элементов И по вл етс  сигнал, который через элемент ИЛИ 4 устанавливает триггер управлени  счетчиком 1 режим сложени  в реверсивном счетчике . Одновременно этим же сигналом вспомогательный 10 устанавливаетс  в состо ние логического О. на инвертирующем выходе.

Вспомогательный триггер слуйсит дл запрещени  прохождени  импульса с формировател  17 импульсов на триггер 12 управлени  счетчиком после установки-его в режим сложени  до поступлени  первого импульса с преобразовател  1 в реверсивный счетчик 13. После прохождени  импульса

с преобразовател  1 в реверсивный счетчик во вспомогательном триггере 10 записываетс  логический О, соответственно разрешаетс  прохождение импульсов с формировател  Iv. импульсов на триггер 12 управлени  счетчиком. Таким образом, с помощью вспомогательного триггера исключаетс  переключение реверсивного счетчика в режим вычитани  в ситуации, когда вслед за импульсами с формиро- вател  17 импульсов и блока элементов И, устанавливающими триггер управлени  счетчиком Врежим сложени , может по витьс  сигнал смены знака сигнала с триггера 2 знака входного сигнала, а импульсы в реверсивный

lassisi - i счетчик 13 еще не поступали и его содержание равно нулю.

Цикл преобразовани  заканчиваетс  записью содёрлсймого рёвёрсивногЬ счетчика и триггера знака интеграла в рёгистрё памйТй 15 с помощью импульса переноса, вырабатываемого формирователем б импульсов.

.Врем  преобразовани  определ етс  периодом следовани  йШульсов, вырабатываемых генератором 16 так0 товых импульсов.

На каходый импульс с генератора тактовых импульсов формирователь 6 импульсов вырабатывает импульс переноса и импульс сброса.

5

Claims (2)

1.Патент США 9 3778794, кл. 340-347, 11.12.73.

2.Пр нишников И.А. Интегрирующие цифровые вольтметры посто нного тока Энерги , 1976, с. 170, рис. 4-24 (прототип).