SU942053A1 - Аналого-цифровой квадратор - Google Patents

Description

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ КВАДРАТОР

Изобретеиие относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл  возведени  в квадрат длительности врем -импульсного сигнала с представлением результата в дифровой (Ьооме.

Известен аналого-циФоовой квадратор , содержащий генератор линейноизмен ющегос  сигнала, генератор уп; равлйемой частоты, формирователь, элемент задержки, элемент И, счетчик и выходную группу элементов И 1,

Недостатком квадратора  вл етс  пониженна  чувствительность.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  аналого-дифровой квадратор, содержащий генератор линейно измен ющегос  напр жени , соединенный первым входом с тиной запуска г с первым входом основного триггера, вторым входом - с миной останова, вторым входом основного триггера и с входом элемента задержки, а выходом - с входами первого и второго генераторов управл емой частоты, подключенных выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов И, соединенных вторыми входами с выходом основного тоиггеоа, а внходами - с вхол ми узла исключени  совпадени , первый выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного входом обнулени  с первым выходом элемента задержки, а выходами разр дов - с первыми входами элементов И выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элеЮ мента задержки, причем вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с вторым выходом узла исключени  совпадений 2.

Выходное напр жение генератора линейно измен ющегос  напр жени 

15 измен етс  по закону

и КТх/

где К - коэффициент пропорциональности;

; Т), - временной интервал между им20 пульсами Запуск и Останов .

Генераторы уппавл емой частоты генерируют частоты

F F + ТК и F FO - КТ ,

25 где Fjj - начальна  частота генераторов .

Claims (2)

1. Частота F поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика, а частота Fn - на sro вычитающий вход. 30 После окончани  цикла преобоазовани  со счетчика считываетс  код, nponoTEF цйональный квадрату временного интервала , равный N KTj. Недостаток такого квадратора заключаетс  в следующем; при работе с малыми временными интервалами (аргу ментом) на нижней границе диапазона преобразуемых временных интервалов напр жение на выходе генератора линейно измен ющегос  напр жени  не успевает значительно изменитьс  и частоты генераторов управл емой час тоты F и Fn остаютс  практически такими е, какими они были в исходном состо нии, т.е. близкими к FO. Если генератор управл емой частоты, импульсы с которого поступают на вы читающий вход счетчика, имеет неско ко болыпую начальную частоту, т.е. F (из-за неидеальности генератосюв всегда имеетс  некоторый разброс начальных частот), то за врем  цикла птэеобпазовани  (квадрировани )на вычитающий вход реверсивного счетчика поступит больше импульсов , чем на суммирующий. После окон чани  цикла с квадратора будет очитан код, близкий к максимальному, тогда как он должен быть минима;1Ьным , т.е. происходит переполнение Ьчетчика по вычитающему входу. Этот (эффект вызывает сбой в работе устройств ,на которые подаетс  выходно код квадратора. Цель изобретени  - повьааение стабильности преобра,зовани  малых значений аргумента. Дл  достижени  поставленной цели в аналого-цифровой квадратор, содер жащий генератор линейно измен кицего с  напр жени , соединенный первым входом с пшной запуска и с первым входом основного триггера, вторьм: входом - с шиной останова, вторым входом основного триггера и с входом элемента задержки, а выходом входами первого и второго генераторов управл емой частоты, подключенных выходами к первым входам соответственно: первого и Btoporo элементов И, соединенных вторыми входа ми, с выходом основного триггера, а выходами - с входалда узла исключени совпадений 1 первый выход которого подкдвоче.н к суммируницему входу реверсивн 5го счетчика , соединенного входом обнулени  с первым выходом элемента задержки, а выходами раэр  ;дов - с первыми входами элементов И ВЫХОДНОЙ группы, подключенных вторы ;Мн входами к второму выходу элемента задержки, введены дополнительный триггер и третий элемент И, соединенный первым входом с вторым выходом узла исключени  совпадений, вто рым входом - с выходом дополнительного триггера, а выходом - с вычитающим входом реверсивного счетчика и с первым входом дополнительного триггера, подключенного вторым входом к. первому выходу узла исключени  совпадений. Ча чертеже изображена блок-схема аналого-циЛрового квадратора. Аналого-цифровой квадратор содержит генератор. 1 линейно измен ющегос  напр жени , соединенный первые входом с шиной запуска и с первым входом основного триггера 2, вторым входом - с шиной останова, вторым входом триггера 2 и с входом элемента 3 задержки, а выходом - с входами первого и второго генераторов 4 и 5 управл емой частоты. Генераторы 4 и 5 подключены выходами к nepBfcBvi входам соответственно первого и второго элементов И б и 7, соединённых вторыми входами с выходом триггера 2, а выходами - с входами узла 8 исключени  совпадений.Первый выход узла 8 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 9, соелиненного входом обнулени  с первым выходом элемента 3 задержки-/ а выходами разр дов - с первыми входами элементов И 10 выходной группы, подкдпоченных вторьами входами к второму выходу элемента 3 задержки. Третий элемент И 11 соединен первым входом с вторым выходом узла 8 исключени  совпадений, вторым входом - с выводом дополнительного триггера 12, а выходом - с вычитающим входом счетчика 9 и с первьм входом триггера 12. Второй вход триггера 12 подключен к первому выходу узла 8. Устройство работает следующим образом . ; ,.. - ;.-.... ;, . . Квардатор начинает работать с приходс 1 иМцульса Запуск определ ющего начало преобразуемого интерваг ла TX J который перевгодит в единичное состо ние триггер 2, открывающий эле менты И б и 7 и запускает генератор 1, выходное напр жение которого измен етс  по закону U КТ,,лИ управ i eт выходными частотами генераторов 5 и 4, генерирующих короткие импульсы с частотами, соответственно равными F., F0 Рц о т КТ. Импульсы с частотой f., через элемент И 6 и узел 8 иcкJifpчeни  совпадений поступают иа суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Импульсы частоты 4 с генератора 4 проход т « через элемент И 7, узел 8 исключени  совпадений-и элемент И 11 на вы;читающий вход реверсивного счетчика 9. Элемент И 11 вместе с триггером 12 обеспечивает прохождение импульса на вычитаниций вход реверсивного счетчика 9 только после того, как поступит импульс на суммирующий вход. При поступлении импульса с частотой F на суммирующий вход и на второй, вход триггера 12, последний устанавливаетс  в положение 1 , разреша  прохождение импульсов чере элемент И 11. При поступлении импул са на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 и на первый вход триггера 12 через элемент И 11, триггер 1 устанавливаетс  в положение О, и прохождение импульсов р, через элемент И 11 запрещаетс  до поступлени  очередного импульса частоты F Таким образом, число импульсов, поступив1айх на вычитающий вход реверсивйрго счетчика 9, не может превысить числа импульсов, поступивших на его с жмирующий вход. Импульсом Останов, определ ю щим конец временного интервала Т, возвращаетс  в исходное состо ние триггер 2, закрывающий элементы И б и 7, и устанавливаетс  начальное напр жение на выходе генератора 1. Число импульсов, зарегистрированное счетчиком 9, после прихода импульса Останов равно N KTj, Импульс Останов, поступивший через элемент 3 задержки на группу элементов И 10, обеспечивает считывание выходного кода, а затем установку исходного состо ни  счетчика 9. Таким образом, введение дополнительных триггера 12 и элемента И 11 устран ет сбои, возникающие при пре образовании малых временных интерва лов, что улучшает стабильность работы квадратора, не измен   его основные характеристики. Указанное об сто тельство и определ ет технико3|кономическую эффективность примене ни  квадратора по сравнению с прото пом. Формула изобретени  Аналого-цифровой квадратор, содержащий генератор линейно измен ющегос  напо жени , соединенный первым входом с шиной запуска и с первым входом основного триггеоа, вторым входом - с пшной останова, вторым входом основного тоиггера и с входом элемента задержки, а выходом - с входами первого и второго генераторов управл емой частоты, подключенных выходами к первым входам соответственно первого и .второго элементов И, соединенных втооыми входами с выходом основного триггера , а выходами - с входами узла исключени  совпадений, первый выход . которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного входом обнулени  с первым выходом элемента задержки, а выходами разр дов - с первыми входами элементов И выходной группы, подключенных вторыми входами к второму выходу элемента задержки, отличающийс  там, что, с целью повышени  стабильности преобразовани  малых значений аргумента , в него введены дополнительный триггер и третий элемент И, соединенный первым входом с вторым вы ходом узла исключени  совпадений, вторым входом - с выходом дополнительного триггера, а выходом - с вычитающим входом реверсивного счетчика и с первым входом дополни тельного триггера, подключенного вторым входом к первому выходу узла исключени  совпадений.Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Карпов Р.Г., Карпов H.fi. Преобразование и математическа  обработка широтно-импульсных сигналов . Ч., Машиностроение , 1977, с. 135, рис. 96.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 561193, кл. G 06 G 7/20, G Об J 3/00, 1975 (прототип;.