SU924855A2 - Преобразователь аналоговых величин в код - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВЫХ ВЕЛИЧИН В.КОД

I

Изобретение относитс  к устройствам преобразовани  эпектрических величин, в частности периода и частоты следовани  импульсов, в цифровую форму.

Прюобрааователъ может использоватьс  при создании измерительных приборов и датчиков, работающих на фоне шумов и помех в широком, диапазоне скоростей изменени  измер емых величин.

Известен преобразователь аналоговых величин в код, содержащий источники преобразуемых величин и генератор образцовых частот, выходы которых соединены со входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены со входами ключа, а третий - со входом формировател  импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу выходного регистра и через элемент задержки к управл ющему входу счетчикарегистра , выход ключа соединен со счетным входом счетчика-регистра tl .

Недостатком этого преобразовател  smnaeTca то, что за счет жесткой уста-

новки коэффициента осреднени  К, его использование оправдано только в узком диапазоне скоростей изменени  преобразуемых величин, так как при увеличении скорости изменени  преобразуемой величины его точность падает за счет увеличени  динамической погрешности преобразовани , а при относительно медленном изменении преобразуемой величины фиксированный К ограничивает возможность уменьшени  погрешности преобразовани , вызванной наличием случаЙ11ой составл ющей (шумами, помехами и т. д.).

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  величин, измен ющихс  во времени с различной скоростью.

Claims (2)

1. Поставленна  цель дост1П аетс  тем, что преобразователь аналоговых величин в код, содержащий источники преобразуемых величин и генератор образцовых частот, выходы которых соединены со входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены со вхо3924 дами ключа, а третий - со входом формировател  импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу выход пого регистра и через элемент задержки к управл ющему входу счетчика-регистра выход ключа соединен со счетным входом счетчика-регистра, введены преобразователь в дополнителыатй код, управл емый делитель, преобразователь кода и сумматор, первые входы которого соединены с выходами управл емого делител , вторые входы с выходами выходного регистра и через преобразователь в дополнительный код - с входами счетчика-регистра , выходы которого соединены с информационными входами и через п;)ербразователь кода с управл ющими входами управл емого делител , а выход сумматора соединен со входами выходного регистра. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство содержит генератор 1 образцовых частот, подключенный к блоку управлени , который состоит из переключателей 3 и 4, задающих требуемый режим работы, преобразователь 5 в дополнительный код, ключ 6, формирователь 7 импульсов, счетчик-регистр 8, элемент 9 задержки, управл емый делитель 1О, преобразователь 11 кода, сумматора 12 и выходной регистр 13. Ко входам блока управлени  подключены источники преобразуемых величин. Переключатели 3 и 4 показаны в положении преобразовани  длительности импульса в код. Преобразователь работает следующим образом. Передним фронтом преобразуемого импульса открываетс  ключ 6 и импульсы заполн ющей частоты с генератора 1 образцовых частот суммируютс  счетчиком-регистром 8, в который прецваритель. но записан результат предыдущего преоб разовани  в дополнительном коде, т. е. счетчик-регистр 8 одновременно измер е преобразуемую величину и производит операцию вычитани  из значени  этой ве личины значение величины предыдущего преобразовани . Задним фронтом преобразуемого импульса ключ 6 закрываетс  и на выходе счетчика-регистра 8 имеет место-код разности между значением последующего измерени  и предыдущего преобразовани . В зависимости от знака этой разности код на выходе счетчика-регистра 8 будет пр мым или дополнительным , причем икформагппо о том, какой код имеет место в данный момент, МОЖНО получить, например, использу  дополнительный старший разр д в счетчике-регистре 8. Разность, нол ченна  на выходе счетчика-регистра 8, говорит об изменении входной величины за врем , прощедшее после предыдущего преобразовани , и несет информацию о сумме двух составл ющих : скорости изменени  преобразуемой величины случайной со- Ставл1пощей, вызванной шумами, помехами аппаратуры и т; п. Код разности со счетчика-регистра 8 поступает на вход управл емого делител  10 и преобразовател  11 кода, логи- , ческой организацией которого определ етс  зависимость между величиной этой разности и коэффициентом делени  (осреднени ) KQ. Преобразователь кода может быть организован, например, на лопгческих элементах и реализовать «зависимость коэффициента делени  (К) от разности, например, такую: а)если разность находитс  в пределах трех среднеквадратических отклонений (3 ) от среднего значени  случайной составл ющей входного сигнала, то преобразователь 5 кода выдает код, соответствующий мaкcимaльнo fy К; б)если разность стремитс  к 4 , то К стремитс  к единице; в)если разность выходит за пределы 4б , то К будет равным единице. ° Код, соответствующий К, покупает на управл ющие входы управл емого делител  Ю, выполненного, например, на логических элементах в виде сдвигающего блока, управл емого кодом. Далее разность, уменьшенна  в К раз, прибавл етс  (вычитаеах; , в случае поступлени  разности в- дополнительном коде) сумматором 12 к результату предыдущего преобразовани , код которого имеетс  на входах второго слагаемого сумматору 12. С приходом заднего фронта преобразуемого импульса формирова- чвлем 7 импульсов вырабатываетс  импульс , который записьгоает результат преобразовани  с выходов сумматора 12 в выходной регистр 13 и код полученного результата, преобразу сь преобразователем 5 в дополнительный код, записываетс  в счетчик-регистр 8 тем же импульсом, задержанным элементом 9 задержки. Следующий цикл преобразовани  происходит аналогично. При увеличении скорости изменени  преобразуемой величины увеличиваетс  разность между последующим измерением и предыдущим преобразованием и К стре- 5 митс  к единице, а при уменьшении этой скорости - разность уменьшаетс  и К стремитс  к своему максимальному значению, следствием чего имеет место уменьшение динамической составл ющей погрешности преобразовани , котора  в первом случае доминирует за счет пренебрежени  случайной составл ющей, а во втором случае значительно снижаетс  вли ние случайной составл ющей на точносТь преобразовани  за счет пренебрежени  динамической составл ющей погреш ности, котора  в этом случае мала. Преобразование периода следовани  импульсов в код производитс  при переключении переключател  3 в блоке управ лени 
2. 2. В этом случае на первый вход ключа 6 все врем  поступает разрешени на прохождение импульсов, что обеспечи вает непрерывность преобразовани , ко- торое идет аналогично предыдущему случаю . Запись кода в выходной регистр 13 осуществл етс  задним фронтом преобразуемых импульсов. Преобразование частоты следовани  импульсов в код осуществл етс  при переключении переключателей 3 и 4 блока 2 управлени . В этом случае с генератора 1 образцовых частот на формирователь 7 импульсов поступают импульсы, например, частотой F 1 Гц, а на второй вход ключа 6 поступают импульсы преобразуемой частоты f . В остальном работа преобразовател  аналогична предыдущим случа м. 556 Формула изобретени  Преобразователь аналоговых величии в код, содержащ1 Й источники преобразуемых величин и генератор образцовых частот, выходы которых соед1шены с входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены с входами ключа, а третий - с входом формировател  импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу выходного регистра и через элемент задержки - к yпpaвл ющe fy входу счетЧ1жа-регистра , выход ключа соединен со счетным входом счетчика-регистра, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани  величин , измен ющихс  во времени с раз- Л1ЯНОЙ скоростью, в него введены преобразователь в дополнительный код, управл емый делитель, преобразователь кода и сумматор, первые входы которого соединены с выходами управл емого делител , вторые входы с выходами выходного регистра и через преобразователь в дополнительный код - с входами счетчика-регистра , выходы которого соед1шены с и формационными входами и через преобразователь кода с управл ющими входами управл емого делител , а выход сумматора соединен с входами выходного регистра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 764127, кл. Н ОЗ К 13/20 (прототип ).