SU834887A2 - Аналого-цифровое устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике. По основному авт. св. № 7О6925 известен аналого-41и4)ровой преобразователь , содержаишй управл емый делитель, аналого- хифровой преобразователь считывани , цифровую схему сравнени  ключ, счетчик, генератор тактовых импульсов, блой ключей, множительное устройство, соединенные между собой определенным образом l. Одйако указанный преобразователь имЪет относительно низкое быстродействие, так как определение точного отсчета аналоговой величины производитс  пора&« р дным способом. Цель изобретени  - повышение быстро действи  преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровое устройство, содержащее цифровой управл емый делитель, первый вход которого соединен со входной шиной, вторые входы соединены с выходами счетчика и с первыми входами бло ка ключей, а выход - со входом аналогоцифрового 1фвобразовател , выходы которого соединены со входами множительного блока, входы которого соединены с выходами блока ключей, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выхоа соединен ,с первым входом цифрового блока сравнени , второй вход которого соединен стгитым выходом аналого-иифровогопреобразовател , а -с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - с первым входом счетчика, введены дополнительный ключ Н шшертор, причем первый вход дополнительного ключа соединен с первым входом ключа, второй вход через инвертер соединен со вторым входом ключа, а выход - со вторым входом счетчика. На чертеже представлена хгтруктурна  схема аналогонош овога устройства. Устройство содержит цифровой управл емый делитель 1, г реверсивный счет-; чик 2, ключ 3-1, дополнительный ключ 3-2,, генератор тактовых импульсов 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, множительный блок 6, блок 7 ключей, 1ш4ровой блок 8 сравнени , блок 9 управ лени  и инвертор 10, Устройство работает следующим образом . Преобразование аналоговой величины в цифровой эквивалент осуществл етс  по формуле ) причем N V „: т гр ; 1 хтах1 V. N,d -Nrp-Nc4-, где N - код преобразованного значени  входного аналогового сигнала; Nfp - код грубого отсчета аналоговой величины; тоц °Д точного отсчета аналоговой величины; U% - входное преобразуемое напр жение; , - максимальное значение входного преобразуемого напр  жени ; гп - разр дность аналохчэ-иифрО вого щэеобразовани  считывани ; d- - ве личина шага дискретизации, измен ющего коэффициент делениЯ) (с i число разр дов счетчика); Nc4 - текущее значение кода в счетчике. Аналого-цифровой преобразователь, работает в двух режимах - выход устрой ства на след щий f режим преобразовани  и работа преобразовател  в след щем ; режиме. . I режим. Формирование кода в соответствии с фор мулой(1)-осуществл етс  в два такта. На первом такте определ етс  Npp с помощью аналогонаифрового преобразова1«л  (параллельное преобразование). V поступает на вход цифрового управл емог делител , который в. данном такте делит входной аналоговый сигнал f. в отношен 1;Д.,Затем Оу. проходит на АЦП, где . и преобразуетс  в код Мгр- код грубого отсчета в дес тичной системе счислени , С выхода АЦП код заноситс  в множи тельный блок в качестве первогч) сомножител . На этом первый такт преобразов ни  заканчиваетс . На Втором такте определ етс  (. Черео открытый ключ 3-1 импульсы с генератора 4 поступают в режиме слеже ни  на реверсивный счетчик 2, так как сигнал на выходе цифрового блока сравнени  отсутствует. Счетчик управл ет цифровым делителем, коэффициент делени  которогчэ определ етс  по формуле , где К-О; 1, 2 ..., н - разр дность счетчика; Д| -коэффициент делени  цифрового делител  на К-том шаге; л - входной анало1Х)Вый сигнал; - величина шага дйскретизации;идj,, напр жение на выходе цифрового управл емого делител . Формирование Мсц осуществл етс  изменением состо ни  счетчика, управл ющего изменением коэффициента делени  до тех пор, пока значение ослабленного (уменьшаемого) сигнала на входе делител  не достигнет такой величины, при которой измен етс  код на выходе аналого-ци (|рового преобразовател . Это изменение улавливаетс  (фиксируетс ) цифровым блоком сравнени  как изменение состо ни  младшего разр да аналого-цифро- / вого преобразовател . Цифровой блок сравнени  посылает гфи этом сигнал на прекращение счета в счетчике. В итоге в счетчике формируетс  код. Затем открываетс  блок 7 ключей .и содержимое счетчика заноситс  в множительное устройство в качестве второго сомножител . По окончанию умножени  на выходе множительного блока имеем код точного отсчета преобразуемой аналоговой величины. Таким образом, в результате преобразовани  на выходе АЦП есть код целой части преобразуемой аналоговой величины. а на выходе множителыюго блока - код дробной части аналоговой величины. На этом заканчиваетс  первый режим работы аналого-цифрового преобразовател . . II режим. Рассматривают три возможных случа  работы преобразовател  св за ньш с входным аналоговым сигналом. 1, Входной аналоговый сигнал не из мен ет свою величину. Из вышеизложенного видно, что в конце преобразовани  на выходе цифрового блока qpaвнeш   по вл етс  сигнал, который за1фывает ключ 3-1 и открывает ключ 3-2. Следовательно, следующий тактовый импульс от генератора А уменьшает содержимое счетчика на единицу, т.е. сигнал на выходе цифрового блока сравнени  исчезает, а это приводит к тому, что закрываетс  ключ 3-2 и открываетс  ключ 3-1. Следующий тактовый импульс переводHt счетчик в новое соето ние . Затем, открыв блок ключей 7, содержимое счетчика заноситс  в множителный блок в качестве второго сомножите- Л5и Таким образом, при x rvsi происходит слежение за значением U в

хфоцессе которого состо ние мен етс  на -11.

2.Входной аналоговый сигнал уменьшает свою величину.

Через открытый ключ 3-2 тактовые импульсы уменьшают состо ние счетчика 2 до тех пор, пока на выходе цифрового блока сравнени  присутствует сигнал. Исчезновение сигнала на выходе цифрового блока сравнени  цриводит к тому, что следующий тактовый импульс увеличит содержимое счётчика на единицу. Затем открываетс  блок 7 ключей и содержимое счетчика заноситс  в множительный блок в качестве второго сомнсоки- тел . Если в дальнейшем Уу СОпэЬ то процесс продолжаетс  аналогично слу, чаю 1.

3.Входной аналоговый сигнал увеличивает свою величину.

Так как входной аналоговый сигнал увеличивает свою величину, т.е. сигнал на выходе ци4рового блока сравнени  исчезает, следующий тактовый импульс увеличивает содержимое счетчика. На выходе цифрового блока сравнени  по вл етс , сигнал, который закрывает ключ 3-1 и открывает ключ 3-2. Затем открываетс  блок 7 ключей и содержимое счетчика заноситс  в множительный блок в качестве второго сомножител .

Введение в схему дополнительного ключа, инвертора и соответствующих св зей обеспечивает работу устройства в режиме следующего преобразовани  и повыш)ает быстродействие. Действительно , в известном устройстве общее фем  преобразовани  определ етс  временем , необходимым на преобразован е полного значени  измер емого параметра Предлагаемое устройство в режиме статики исключает цикличность преобразовани , свойственную известному а врем  гфеобразовани  определ етс  временем, необходимым дл  отработки 1фиращени  значени  измер емого параметра. В результате быстродействие предлагаемого преобразовател  выше, чем быстродействие известных схем.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 706925 кл. Н 03 К 13/О2, 14.О6.78.

,2

,7 Л.

ч .

и

3-f

«-I

Л

5

ГГГ-

6

17