Стробоскопический аналого-цифровой преобразователь

Стробоскопический аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛОГО1ЩФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий последовательно соединенные блок управления, вход которого подключен к шине синхронизации, стробгенератор и дискриминатор мгновенных значений, вход которого подключен к входной цшне, a третий - к выходу цнфроаналогового преобразователя, вход которого подключен к ш 1ходу блока от1работки напряжения ксяяпенсации, подключенному к выходу устройства, первый элемент/или и два счетчика 6 т л и чающий с я тем, что, с целью сокращения времени преоб азованйя , в него введены коммутатор, второй элемент ИЛИ и по п первых и вторых пороговых устройств (Н- меньше или равно числу разрядов в счетчиках ) , причем входы коммутатора подключены к выходу дискриминатора мгновенных значений и второму,выходу блока управления, a выходы - к входам счетчиков, информационные выходы первого счетчика подключе к первым входам первых пороговых устройств, вторые входы которых и первые входы вторых пороговых устройств подключены к соответствующим инфомационным выходам второго счетчика, входы вторых пороговых устройств подключены к информационным выходам первого счетчика, третьи входы пороговых устройств и установочные входы счетчиков подключены к установочному выходу блока отработки напряжения компенсации, выходы первых пороговых устройств и выход первого счетчика через первый злемент ИЛИ, a выходы вторых пороговых устройств и выход второго счетчика через второй элемент ИЛИ подключены к соот .ветствующиМ-входам блока отработки Iнапряжения компенсации. ю со Од 01

1 1023651

Изобретение относится к измерительной технике, преимущественнр,к области измерения мгновенных значений широкополосных сигналов, и может быть.использовано для построения чувствительных цифровых стробоскопических вольтметров.

Известен стробоскопический .аналогоцифровой преобразователь, содержащий соединенные последовательно аналоговый компаратор и стробируемый комму- 10 татор на элементах И, функционально эквивалентные дискриминатору мгновенных значений, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу стробимпульсов коммутатора, 35 реверсивный счетчик, выходы переполнения младших разрядов которого сое- динены с блоком управления, подключенным к управляющим входам сложения и вычитания старших разрядов ре- ;у версивного счетчика, кодовые .выходы которых подключены к цифроаналоговому преобразователю (1) .

Недостатком известного устройства что в стробаскопический аналогоцифровой преобразователь, содержащий 45 последовательно соединенные блок управления, вход которого подключен к шине синхронизации, стробгенератор и дискриминатор мгновенных значений, другой вход которого подключен к входной шине, а третий — к выходу цифроаналогового преобразователя, 50 вход которого подключен к выходу блока отработки напряжения компенсации, подключенному к выходу устройства, первый элемент ИЛИ и два счетчика, введены коммутатор, второй элемент .ИЛИ и по П первых и вторых пороговых устройств (n - меньшее или равно числу размеров в счетчиках).1причем входы коммутатора подключены к выходу дискриминатора мгновенных значений и второму выходу, блока управления, а

60 выходы - к входам счетчиков, информационные выходы. первого счетчика подключены к первым входам первых коро-, 65 является большое время преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности является стробоскопический аналого-цифровой преобразователь, содержащий дискриминатор мгновенных значений, выполненный в виде соединенных последовательно аналогового стробсмесителя, уси.лителя-расширителя и компаратора, стробгенератор, два счетчика, элемент ИЛИ,. блок отработки нацряжения компенсации, цифроаналоговый преобразователь и блок управления $2) .

Недостаток этого устройства также заключается в большом времени преобразования. 40

Целью изобретения является сокращение времени преобразования.

Поставленная цель достигается тем, говых устройств, вторые входы которых и первые входы вторых пороговых устройств подключены к соответствую. щим информационным выходам второго счетчика, вторые входы вторых пороговых устройств *одключены к информационным выходам первого счетчика, третьи входы пороговых устройств и установочные входы счетчиков подключены к Установочному выходу блока отработки. напряжения компенсации, выходы первых пороговых устройств и выход первого счетчика через первый элемент ИЛИ, а выходы вторых пороговых устройств и выход второго счетчика через второй элемент ИЛИ подключены к соответствующим входам блока отработки напряжения компенсации.

На фиг. 1 представлена блок-схема стробоскопического аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 - один из возможных вариантов выполнения порогового устройства.

Стробоскопический аналого-цифровой преобразователь содержит дискриминатор 1 мгновенных значений, первый вход которого подключен к выходу стробгенератора 2, второй - к .вход» ной шине. Выход дискриминатора 1 подключен к управляющему входу коммутатора 3, к выходам которого подключены счетчики 4 и 5. Первые входы первых пороговых устройств 6-1 - 6-б подключены к информационному выходу счетчика 4, вторые входы - к информационному выходу счетчика 5. Выходы первых пороговых устройств б-l - 6-й соединены с входами элемента 7 ИЛИ, ())+1) -й вход которого соединен с выходом переполнения счетчика 4. Первые входи вторых пороговых устройств

6-1 - б-и подключены к информационному выходу счетчика 5, их вторые входы Q — к информационному выходу счетчика 4. Выходы вторых устройств

6-1 - 6-и соединены с входами элемента 8 ИЛИ, 9+1)-й вход которого соединен с выходом переполнения счетчика 5. Выходы элементов 7 и 8 ИЛИ подключены к входам блока 9 отработки напряжения компенсации. установочные входы всех .пороговых устройств и счетчиков подключены к выходу установки блока 9, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя 10 и с выходом устройства. Выход преобразователя 10 соединен с третьим входом дискриминатора 1. Первый выход блока ll управления соединен с входом стробгенератора 2, а .второй выходс тактовым входом коммутатора 3, вход блока ll подключен к шине 12 синхронизации, 13 — входная шина устройства.

Пороговое устройство (Фиг. 2) содержит элементы сравнения 14 и 15, входы которых являются соответствен1023651 но первыми и вторычи входами порогового устройства. Выход элемента сравнения 15 подключен к первому входу триггера 16, второй вход которого является установочным входом порогового устройства. Выход триггера 26 5 соединен с первым входом элемента

17 И, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения 14. Выходом порогового устройства является выход элемента 17 И. 1Î

Устройство работает следующим образом.

Дискриминатор 1, управляемый стробгенератором 2, преобразует мгновенные значения. разностного сигнала, равного алгебраической сумме входного U»,(4) и компенсирующего U<(t) сигналов, в бинарно-квантованный разностный сигнал А„(t,), кодируемый низким или высокйм уровнем (О или l" ") .

Коммутатор 3, управляемый дискриминатором 1, разлагает бинарный,разностный сигнал на отрицательную и положительную составляющие, пропуская q -тый импульс, поступающий на его тактовый вход с блока управления

ll и задержанный относительно импуль-. са, поступающего на стробгенератор, на счетчик 4 или на счетчик 5 в зависимости от значения A„($). Таким . ЗО образом, счетчики 4 и 5 накапливают разноименные ответы дискриминатора.

Накопленные данные позволяют принять решение об истином соотношении между

0 (О и 0 g (6) путем мажоритарного вы-35 бора более достоверного ответа дискриминатора, т.е. правильными считаются те ответы компаратора, которых больше в статистической выборке объемом

2 А -1, где )) - емкость счетчиков

4и 5.

Абсолютное значение просуммированной отрицательной составляющей разностного сигнала поступает в парал45 входы (С) первых пороговых устройств

6-1 - 6- П и на вторые входы (Д) вторых пороговых устройств 6-1 — б-п.

На вторые входы (Д) первых пороговых устройств 6-1 — б- П и на первые входы (С) вторых пороговых устройств

6-1 - 6- 5 поступает со счетчика 5 просумкирования положительная сос тавляющая разностного сигнала.

Первое пороговое устройство 6) сравнивает ступенчатоиарастающий сиг-55 нал счетчика 4 с постоянным пороговым сигналом,а сигнал счетчика 5 - с вспо могательным пороговым сигналом и выдает сигнал при одновременном выполнении следующих соотношений 60

: e, ß C ° .,, rn „Ps) d >, где щ Ц ир (ej - число импульсов, накопленных в счетчиках 65

° 4 и 5 соответственно после проведения 3 стробирований; с, d — постоянные пороги, причем c(wc — c -(ся, d» cd< — Й вЂ” d» а

d3 (ciВторое пороговое устройство 6) выдает выходной сигнал при одновременном выполнении соотношений

Ф,(5) = С,NîЯ d > (2) т.е используется для сравнения случайного нарастающего сигнала, поступающего на вход С, с основным пороговым сигналом до тех пор, пока нарастающий сигнал, поступающий на вход

Д этого устройства, не превысит вспомогательный пороговый сигнал.

Пороговое устройство (фиг. 2) работает следующим образом.

В начале каждого такта уравновешивания триггер 16 устанавливается в исходное состояние импульсом установки, поступающим на его вход с блока 9. При этом с выхода триггера 16 на элемент 17 И подается высокий логический уровень, который позволяет выходному сигналу элемента сравнения

14 пройти через элемент 17 И на вход порогового устройства. Элементы сравнения 14 и 15 выдают выходной сигнал при совпадении поступающего на их вход кода с инициирующим кодом самого элемента сравнения. Появление Сигнала на выходе элемента сравнения 15 приводит к опрокидыванию триггера 16 и запиранию элемента И 17. Поэтому сигнал с выхода элемента сравнения

14 проходит на выход порогового устройства только в том случае, если нарастающий сигнал на входе Д этого устройства не достиг вспомогательного порогового сигнала. После,превышения сигналом, поступающим на вход Лг вспомогательного порогового сйгнала -тое пороговое устройство выключается.

Значения основных и вспомогательных порогов определяют заранее, на основании выбранного уровня доверительной вероятности Р, и задают путем выбора иницирующих кодов элементов сравнения 14 и 15.

Если счетчики 4 и 5 выполнены двоичными, а в качестве основного и вспомогательного порогов выбраны числа вида 2, где К"- 1,2,..., удовлетворяК ющие условиям аппроксимации, то, с целью упрощения, из порогового уст-. ройства можно исключить элементы сравнения 14 и 15 так как код соответствующий порогу, равному 2, содержит

А 1 только в 4-ом разряде. Пороговые устройства позволяют ускорить процесс мажоритарного выбора при условии, что скорость поступления ответов дискриминатора одного знака превыша1023651 ВНИИПИ Заказ 4240/50 1 ираж 936 ПодписноЕ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет скорость поступления ответов другого знака.

Сигналы с выходом первых пороговых, устройств 6-1 — 6-й, объединенные с помощью элемента 7 ИЛИ, и сигналы с выходов вторых пороговых устройств 5

6-1 - 6-И, объединенные с помощью элемента 8 ИЛИ, поступают на соответствующие входы блока 9. По сигналу с выхода элемента 7 блок 9 изменяет выходной код, поступающий на преобраэо-,)Q ватель 10, таким образом, что компенсирующий сигнал с выхода преобразователя 10 уменьшается. По сигналу с .элемента 8 компенсирующий сигнал с выхода преобразователя 19.на следующем такте увеличивается.

8 начале каждого такта уравновеши-, вания блок 9 формирует импульс уста новки, который возвращает счетчики

;4 и 5 и все пороговые устройства

;,6-1 - 6-Tf в исходное состояние.