Устройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину

Устройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<п1 450 345

Сова Сооетоккк

Социалистических

Рвовублик

К АВТО? СИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) 3 аявлено 06.04.73 (21) 1904420!26-9 (51) М. Кл. H 03k 13/20 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 15.1!.74. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 09.04.75 (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

H. Ф. Жуков и П. А. Феофилов

Специальное конструкторское бюро «Газприборавтоматика» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УНИПОЛЯРНОГО СИГНАЛА, ОТОБРАЖАЮЩЕГО БИПОЛЯРНУЮ ВЕЛИЧИНУ

Изобретение может быть использовано в аппаратуре телемеханики и систем централизованного контроля .при:преобразовании в цифровой эквивалент униполярных аналоговых сигналов технологических датчиков, содержащих информацию о биполярных величинах.

Известно уст1ройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отоб ражающего биполярную величину, содержащее время-импульсный преобразователь, стабилизирова нный генератор импульсов, результирующ ий счетчик, схему совпадения и триггер знака.

Однако известное устройство поспроено на основе метода цифровых моделей,и метода ,приращений, характеризуется дополнительной поррешностью цифро-аналогового преобразова ния, а другие методы не обладают гибкостью при переходе от одного диапазона преобразования к другому.

С целью повышения точ ности функционального преоб разован ия и получения возможности гибкого перехода от од ного диапазона функционального преобразования к другому в него введены триггер уставки, схемы «И», «ИЛИ», буферный счетчик с устройством ввода кода уставки, вход которого соединен .с первым входом первой схемы «И» и подключен к выходу первой схемы «ИЛИ», первый вход которой соединен,с выходом второй схемы «И», а второй вход подключен,к выходу третьей схемы «И», причем первый вход второй схемы «И» соединен с выходом время-импульсного преобразователя и динамическим

5 входом схемы совпадения, второй вход второй схемы «И» подключен к выходу стабилизи рованного генератора импульсов .и .первому входу третьей схемы «И», второй вход третьей схемы «И» подключен к прямому выходу

10 триггера знака и первому входу второй схемы «ИЛИ», третий вход третьей схемы «И»

;подключен к инверсному выходу триггера уставки, вход которого соединен с выходом старшего разряда буферного счетчика, а пря15 мой .выход триггера уставши подключен ко второму входу второй схемы «ИЛИ» и потенциальному входу схемы совпадения, выход кото рой подключен ко входу приггера знака, выход второй схемы «ИЛИ» подключен ко

20 второму входу первой схемы «И», выход которой соединен со входом результирующего счетчика.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — линейная зави25 спмость входного сигнала.

Устройство содержит время-,импульсный преобразователь 1, стабилизированный генератор 2 импульсов, схемы «И» 3 — 5, схемы

«ИЛИ» 6 и 7, устройство 8 ввода кода устав30 кп в зависимости от необходимого диапазона

450345

65 преобразования, буферный счетчик 9, триггер

10 уставки, схему совпадения 11, триггер 12 знака и результирующий счетчик 13.

На фиг. 2 представлена линейная зависимость входного сигнала АЦП Р вЂ” К А от измеряемой величины А, изменяющейся в биполярном диапазоне, так как измерительные преобразователи характеризуются линейной зависимостью выход —; кроме того, показана линейная зависимость количества импульсов прямого счета Q от той же величины

А Я=К К1А), характерная для линейного аналого-цифрового п|реобразования. Эта зависимость Я=К К А совмещена с временной диаграммой функционирования устройства при преобразовании .сигнала Pi для отрицательной величины Аь

Для нахождения цифрового эквивалента биполя рной величины А, представляемой униполярным входным сигналом АЦП, имеют значение не величины А„„„,А или AhGIHA2 (фиг. 2), соответствующие абсолютным величинам входных сигналов ОР или ОР2, а величины

ОА .и ОА> дающие .представление о величине А в натуральном масштабе.

В предлагаемом устройстве применяется метод уставки, т. е. записи в буферный счетчик перед началом преобразования кода числа уставки Q для задания диапазона преобразования, и метод досчета для случаев А(О.

Запись того или иного числа уставки Q позволяет переходить от одного диапазона преобразования к другому, а проведение функциональных преоб|разований в дискретной части преобразовательного тракта обуславливает отсутствие дополнительной погрешности в аналоговой части функционального преобразования.

Перед началом .преобразования в буферный счетчик 9 вписывается код числа уставки

Qy --- Яп + Qo1 где Q„— емкость буферного счетчика 9;

Qo — число импульсов, соответствующее нулевому значению величины А (фиг. 2).

Ам;1н

QO = QMazCi

D где QM,,— число импульсов прямого счета, соответствующее максимальному входному сигналу АЦП;

D — диапазон изменения величины А;

А „„— нижняя граница диапазона изменения величины А, взятая с соответствующим алгебраическим знаком.

В течение времени t» (фиг, 2), задаваемого логической единицей на выходе вовремя-импульсного преобразователя 1, на вход буферного счетчика 9 через схему «И» 3 и схему

«ИЛИ» б поступают импульсы счета от блока 2. Далее импульсы счета подаются через схему «И» 5 на вход результирующего счетчика 13 при .наличии разрешении, т. е. логи5

Зо

50 ческой единицы, на выходе схемы «ИЛИ» 7, причем это разрешение может быть подано от триггера 10 уставки или от триггера 12 знака, если взведен один из эгих триггеров.

Триггер 10 уставки взводится при переполнении буферного счетчика 9, т. е. при съеме с последнего разряда этого счетчика единицы .переноса, когда число;импульсов на входе буферного счетчика 9 Q)Qq.

Триггер знака 12 взводится от импульса, формируемого схемой совпадения 11, который формируется на заднем фронте сигнала, снимаемого с выхода время-.импульсного преобразователя 1 и задающего время t» при условии, что приггер 10 уставии не взведен, т. е. при Qi(Qo.

Для случая A<(O (фиг. 2) количество импульсов Q< на входе буферного счетчика 9, пропорциональное отрезку А „„Аь меньше Qo, т. е. за стремя t» буферный счетчик 9 не переполняется, а триггер 10 уставки не взводится, при этом за время t» на вход результирующего счетчика 13 не подается ни одного им пульса.

В момент времени 4 в схеме совпадения 11 формируется импульс, от которого взводится триггер 12 знака. Логическая единица, снимаемая с этого триггера, подается в схему «И»

4 или через схему «ИЛИ» 6 в схему

«И» 5, разрешающая проход импульсов от стабилизированного генератора 2 импульсов через эти схемы «И» на вход бу. ферного и результирующего счетчиков 9 и 13.

Эти импульсы подаются до момента t>, когда сумма Q<+Qi досчета равна Qo, т. е, до момента переполнения буферного счетчика 9 и, следовательно, записи в триггер 10 уставки единицы переноса от ста ршего разряда этого счетчика, при этом подача логического нуля с триггера 10 уставки в схему «И» 4 запрещает дальнейшую подачу импульсов на входы счетчиков.

За время досчета 4> в буферный .и результирующий счегчиии проходит Q досчета, равное Qo — ф импульсов, пропорциональное отрезку А О (фиг. 1), так как А1О=А „„°

° Π— А, Аь Таким образом, в результ ирующий счетчик 13 заносится результат преоб разования, соответствующий величине А10, а наличие логической единицы в триггере 12 знака отображает знак «минус» перед результатом преобразования, характеризуя поля|рность величины А.

Если А2) О, то число импульсов Q2 за время прямого счета на .входе счетчика 9 больше

Qo, .при этом буферный счетчик 9 переполняется и взводит тр игге р 10, разрешая этим подачу импульсов счета на вход результирующего счетчика 13. Производится операция — Q0 — — Q, „, т. е. в результирующий счетчик

13 вписывается число Я, „, соответствующее отрезку OA> — — AM„ A> — А„„,„О. В этом случае в результирующем счетчике 13 также записан цифровой эквивалент величины А2, а триггер

12 не взводится, что отражает наличие |положительной величины А.

Предмет изобретения

Устройство для аналого-цифрового преобразования ун иполя рного сигнала, отображающего биполярную величину, содержащее времяимпульсный преобразователь, стабилизированный генератор импульсов, результирующий счетчик, схему совпадения, триггер знака, о тл и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью повышения точности функционального преобразования и получения возможности пибкого перехода от одного диапазона функционального преобразования к другому, в него введены т1риггер уставки, схемы «И», «ИЛИ», буферный счетчик с устройством ввода кода уставки, вход которого соединен с первым входом первой схемы «И» и подключен к выходу, первой схемы «ИЛИ», первый вход которой соединен с выходом второй схемы «И», а второй вход подключен к выходу третьей схемы «И», причем первый вход второй схемы «И» соединен с выходом время-импульсного преобразователя и динамическим входом схемы совпадения, 5 второй вход второй схемы «И» подключен к выходу стабилизированного генератора импульсов и пе рвому входу третьей схемы «И», второй вход третьей схемы «И» подключен к прямому выходу триггера знака и первому

10 входу второй схемы «ИЛИ», третий вход третьей схемы «И» подключен к инверсному выходу триггера уставки, вход которого соединен с выходом ста ршего разряда буферного счетчика, а прямой выход триггера уставки

15 подключен ко второму входу второй схемы

«ИЛИ» и потенциальному входу схемы совпадения, выход которой подключен ко входу триггера знака, выход второй схемы «ИЛИ» подключен ко второму входу первой схемы

20 «И», выход которой соединен со,входом результирующего счетчика.

450345 сРцг. 2

Составитель А. Кузнецов

Техред О. Гуменюк

Редактор Т. Янова

Корректор Н. Аук

Типография, rrp. Сапунова, 2

3 аказ 693/16 Изд. № 1107 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д 4/5