Преобразователь амплитуды переменного напряжения в код

Преобразователь амплитуды переменного напряжения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход - с первым входом устройства вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа : совпадений, а первый выход - с первым входом блока накопления результата , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия , в него введены счетчик импульсов , блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блок сравнения и сумматор, первый вход которсгго соединен с выходом блока кодирования, второй вход - с вторым выходом блока управления, а выход с вторым входом блока накопления результата и третьим входом первого блока сравнения, четвертый вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а второй выход - с входе счетчика импульсов, выход (Л которого соединен с входом второго регистра сдвига, выход которого соес динен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого сое динен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выход блока задайия относительной диспер-: сии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй вход котороСП го соединен с вторым выходом блока 00 управления, а третий вход - с выходом устройства вычитания. о 4 )

СОЮЗ COBETCHHX

С ИИ

РЕСПУБЛИН

М59 Н 03 K 13 20!.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ВВТОРОИОВУ ОВИВВТВ ВОТВУ

И

Г )ОУДАРОТ ЗЕИИ Й ИОНИТЕТ CCCP

AO ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3490198/18-21 (22) 07.09.82 (46) 30,11.83. Бюл. Р 44 (72) П.Ф. Астафьев, В.В. Кормильцев, В.Н. Хомяк и A.È.- Человечков (71) Институт геофизики Уральского научного центра AH СССР (53) 681.325(088.8) (56) 1. Кормильцев В.В., Федоров И.И.

Человечков A È., Поздняков М.В.

Цифровая аппаратура для электроразведки методом вызванной поляризации.

В кн.: Геофизическая аппаратура, У 61, с. 55-60, Л., "Недра", 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 646292, кл. С 01 Ч 3/02, 1979 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход — с первым выходом блока управления, а выход — с первым входом устройства вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа

„„SU„„,1058049 А совпадений, а первый выход - с первым входом блока накопления результата, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повьваения быстродействия, в него введены счетчик импульсов, блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блок сравнения и сумматор, первый- вход .которого соединен с выходом блока кодирования, второй вход — с вторым выходом блока управления, а выходс вторым входом блока накопления результата и третьим входом первого блока сравнения, четвертый вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а второй выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом второго регистра сдвига, выход которого сое. динен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого сое динен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выход блока задайня относительной диспер-: сии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий вход — с выходом устройства вычитания.

1058049

40

Изобретение относится к электро» измерительной технике, применяется для определения переходных и частот- ных характеристик четырехполюсников.

Известны интегрирующие измерительные устройства для электроразведки методом вызванной поляризации, в которых входной сигнал преобразуется преобразователем напряжения в частоту в пропорциональные приращения частоты с дальнейшим преобразованием этих приращений в и-разрядный цифровой код (кодовое слово) путем стробирования и накоп-. ления информации в реверсивном счет» чике импульсов за целое количество периодов входного сигнала (1 ).

Недостатки указанного устройства ° низкие помехозащищенность по отношению нестационарных помех и быстродействие.

Известен преобразователь амплитуды переменного напряжения в код, содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход — с первым входом устройства вычитания, вТорой вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, а первый выходс первым входом блока накопления результата (2 J.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь амплитуды переменного напряжения в код, содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - c первым выходом блока управления, а выходс первым входом устройства вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, а первый выход— с первым входом блока накопления результата, введены счетчик импульсов, блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блок сравнения и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока кодирования, второй вход — с вторым выходом блока управления, а выход -. с вторым входом блока накопления результата и третьим входом первого блока сравнения, четвертый вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а второй выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом второго регистра сдвига, выход которого сое динен с первым входом второго блока сравнения,, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выход блока задания относительной дисперсии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий вход— с выходом устройства вычитания.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства.

В преобразователь входят блок 1 кодирования, устройство 2 вычитания, первый регистр 3 сдвига, сумматор 4, первый блок 5 сравнения, регистр 6 задаваемого числа совпадений, блок 7 накопления результата, счетчик 8 импульсов, второй регистр

9 сдвига, второй блок 10 сравнения, блок 11 задания относительной диспер сии, блок 12 управления.

Блок 1 кодирования соединен первым выходом с входами устройства

2 вычитания и сумматора 4. Входы первого блока 5 сравнения подключены к выходам сумматора 4, первого регистра 3 сдвига, регистра 6 задаваемого числа совпадений, а выходы— к входу счетчика 8 импул ов и к управляющему входу блока 7 накопления результата. Сумматор 4 выходом соединен с информационным входом блока 7 накопления результата,. а входы первого регистра 3 сдвига подключены к выходу устройства 2 вычитания и к выходу блока 11 задания допустимой относительной дисперсии.

Входы второго блока 10 сравнения. подключены к выходу регистра 6 задаваемого числа совпадений и чЕреэ второй регистр 9 сдвига к выходу счетчика 8 импульсов. Блок 12 управления одним выходом подсоединен к входу блока 1 кодирования, а вторым выходом — к управляющим, входам устройства 2 вычитания, первого регистра 3 сдвига, сумматора 4 и первого блока 5 сравнения.

Преобразователь работает следующим образом.

В блока 1 кодирования периодический входной сигнал U„ преобразуется в пропорциональные отклонения частоты с дальнейшим преобразованием этих отклонений эа каждый период Т вхсщного сигнала в и-разрядный цифровой код (кодовое слово). Кодовые слова и изображены для наглядности на эпюре 13 (фиг. 2) в виде прямоугольных импульсов. Синхронизация(запуск) работы блока кодирования осуществляется прямоугольными

1058049 импульсами, поступающими с блока 112 управления .(эпюра 14 йа фиг. 2) .

При отсутствии импульсных помех кодовые слова за любой период входного сигнала должны быть равны меж ду собой. При наличии нестационарных помех кодовые слова становятся не равными друг другу.

Первое кодовое слово й„ с выхода блока 1 кодирования постуйает на входы устройства 2 вычитания и сумма .тора 4. Второе кодовое слово N2 также подается на устройство 2 вычитания и сумматор 4. В устройстве 2 вычитания определяется абсолютная разность {й.- М J, а в сумматоре 4 находится абсолютная сумма (й,1+й ) .

После поступления пары кодовых слов (N1и N2) на управляющие входы устройства 2 вычитания, регистра 3, сумматора 4, блока 5 с второго выхода блока управления подается прямоугольный импульс (эпюра 15 на фиг. 2). Передним фронтом этого импульса разрешается запись информации из устройства 2 вычитания в первый регистр 3 сдвига, в котором осуществляется увеличенйе абсолютной разности двух кодовых слов в 2 раз путем сдвига кода в сторону стар ших разрядов. В данном случае рколичество разрядов, на которые произведен сдвиг кода числа в первом регистре 3 сдвига, задаваемое оператором путем записи числа в блоке 11 задания допустимой относительной дисперсии.

Передним фронтом импульса (эпюра 15 на фиг. 2) также разрешается прохождение информации из регистра 3 и сумматора 4 в первый блок 5 сравнения. В первом блоке 5 сравнения осуществляется сравнение кодовых слов, поступающих с первого регистра 3 сдвига и с сумматора 4. Результат сравнения двух кодовых слов

2 (й - М2) и .(М1+М2) в первом блоке

5 сравнения описывается одним из ,двух выражений:

/N N// Н/ ()

2 /N1 N2/7/N1+N2/

Р (2)

Если результат сравнения описывается выражением (1), то относительная погрешность Д es Q C

/N<" М / 1 где d 6 - допустимая относительная дисперсия, задаваемая оператором, из первого блока 5 сравнения поступает кОманда на управляющий вход блока 7 накопления результата и информация иэ сумматора 4 переходит в блок 7 накопления результата. Затем задним фронтом прямоугольного импульса (эпюра 15 на фиг. 2) информация в устройстве 2 вычитания, регистре 3, сумматоре 4 и блоке 5.стирается. Да5 лее поступает следующая пара кодовых слов й3 и М4 °

Если же выполняется неравенство

2 /М2- и /. > /М2+М1/, то относительная погрешность о"й превосходит допустимую относительную дисперсию d g.

В этом случае информация из сумматора 4 не проходит в блок 7 накопления результата, а на втором выходе первого блока 5 сравнения возникает импульс, который поступает

35 на вход счетчика 8 импульсов. Затем содержимое устройства 2 вычитания, регистра 3, сумматора 4 и блока 5 стирается задним фронтом прямоугольного импульса (эпюра.15 на фиг 2).

Далее поступает вторая пара кодовых

СЛОВ йз И й4 И В уСТрОЙСТВО 2 Вычитания и в сумматор 4. В устройстве 2 вычитания определяется также абсолютная разность /й >- N4/, а в сумматоре 4 абсолютная сумма

/й>+N4/. Передним фронтом импульса (эпюра 15 на фиг. 2), поступающего после этой пары кодовых слов М и

N4, разрешается прохождение информации через устройство 2 вычитания, регистр 3, сумматор 4 и блок 5.

Абсолютная разность вновь увеличивается в 2Р раз в первом регистре 3 сдвига и сравнивается в первом блоке 5 сравнения с абсолютной суммой /йз+М4/ поступающей с сумма35 тора 4 ° Если 2 /N - М4/C/N з+М4/, то с первого блока 5 сравненйя йодается команда на управляющий вход блока 7 накопления результата на про40 хождение информации из сумматора 4 в блок 7 накопления результата, а содержимое в устройстве 2 вычитания, регистре 3, сумматоре 4 и блоке 5 стирается задним фронтом импульса

45 (эпюра 15 на фиг. 2), поступающего с второго выхода блока 12 управления. После этого в устройство 2 вычитания и в сумматор 4 поступает следующая пара кодовых слов. Если

gp же 2 /М 3- NQ NÇ+Ì4 To информация из сумматора. 4 йе йроходит в блок 7 накопления результата, а на втором выходе первого блока 5 сравнения возникает импульс, поступающий на счетчик 8 импульсов, а информация в устройстве 2 вычитания, регистре

3, сумматоре 4 стирается задним фронтом того же импульса (эпюра 15 на фиг. 2), поступающего с второго выхода блока 12 управления. После

60 этого поступает следующая пара кодовых слов и т,д. Преобразователь работает до тех пор, пока не произойдет определенное число N удачных совпадений пар кодовых слов, при которых увеличенная в

1058049

2 раз абсолютная разность кодовых слов не превосходит абсолютной суМ вам этой же пары кодовых слов, Число

М удачных совпадений является пара- метром преобразователя и устанавливается оператором в зависимости от условий измерений в регистре б числа удачных совпадений. За время работы преобразователя в блоке 7 накопления, результата результат буМ дет равен .M N +й где индекс к +1, 41 +1 относится только к тем парам кодовых слов, при. которых относительная погреыность не превосходит допустимой относительной дисперсии.

По окончании накопления информации в счетчике 8 имиульсов накопит-, ся такое количество импульсов, рав- . ное числу неудачщлк сравнений пар кодовых слов, т.е. определится число Т пар кодовых слов, в которых увеличенная в 2 раэ абсолютная. разность кодовых слов превосходит абсолютную сумму этих же кодовых слов.

По соотношению М и Т в преобразователе производится оценка качества накопленной информации с помощью второго регистра 9 сдвига и второго блока 10 сравнения, при этом если число удачных совпадений. пары кодовых слов М примерно вдвое превышает число Т отбраковаиных пар кодовых слов, то качество накопленной инфор мации при выбранной относительной дисперсии является удовлетворительным. Если М<2Т, то измерения необходимо повторить. Информация иэ

5 счетчика 8 импульсов подается на второй регистр 9 сдвига, в котором . осуществляется сдвиг информации влево (в сторону старших разрядов) ,;на один разряд, т.е. увеличивается

10 вдвое. На входы второго блока 10 .сравнения поступают кодовые слова

М и 2Т с регистра б задаваемого числа совпадений и с второго регист. ра 9 сдвига. В результате сравнения

35 во втором блоке 10 сравнения может получиться M),2Ò вЂ” информация, накопленная в блоке 7 накопления результата достоверна; И(2Т вЂ” информация, накопленная в блоке 7. накопления результата мало. достоверна и цикл преобразования следует повто- . рить.

Таким образом, значительно повышено быстродействие предлагаемого

g5 преобразователя амплитуды переменного напряжения в код при нестационарныХ помехах путем отбракоэки иэ результатов накопления только тех пар кодовых слов, в которых отно( сительная погрешность превосходит величину допустимой относительной дисперсии, а также путем анализа соотношения величин количества накопленных и отбракованных (исключенных} пар кодовых слов.

1058049

f3 б

Составитель A. Кузнецов

Редактор С. Квятковская Техред T. Фанта Корректор1М. демчик

ЮФВЮЮ ЮЮ

Закаэ 9599/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 юаваеюае Юю ЮавюЮЮЮю

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4