Преобразователь аналоговых величин в код
Патент 764127
Авторы
Преобразователь аналоговых величин в код
Иллюстрации
Реферат
li
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советский
Социалистических
Республик
<щ7641 27 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 060178 (21)2565710/18-21
<51) М. Кл. с присоединением заявки HP
Н 03 К 13/20
Q 01 % 23/00
Государственный «омитет
СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 150980. Бюллетень HP 34 (53) УДК 621. 317. 76 (088.8) Дата опубликования описания 150980 (72) Авторы изобретения
Р.И. Волков, В.И. Бондаренко, Л.И. Малютин, :Я. Я. Шишов и В. В. Додгих (71) Заявитель. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛО1 ОВЫХ ВЕЛИЧИН
В КОД
Изобретение относится к устройствам преобразования электрических величин в цифровую форму, и может быть использовано, в частности, для измерения длительности импульса, пери- 5 .ода и частоты следованйя импульсов.
Кроме того, преобразователь может использоваться при создании измери» тельных приборов и датчиков, работающих иа Фоне шумов и помех. 10
Известно устройство, содержащее генератор образцовой частоты, блок управления, выполненный на триггерах управления, ключи, выполненные на элементах И, формирователь 15 импульсов, суммирующий и реверсивный.счетчики (1). Недостатком этого устройства является малый коэффициент усреднения, который определяет помехоустойчивость и точность устрой- 20 ства, т.к . в конечном результате практически учитываются только первый и последний результаты одиночных измерений. Кроме того, известное устройство имеет сложную схему и 25 обладает низким быстродействием.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство, содержащее формирующее устройство, генератор им- 30 пульсов, электронные ключи, суммирующий и реверсивый счетчики, устройство управления и распределитель импульсов (21.Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что инФормация выдается только через дискретные моменты времени, определяемые числом усредняемых периодов. Кроме того, так как вес результата квантования является переменным, то и вес погрешности, обусловленной шумами или помехами, является также переменным, что приводит к появлению больших погрешностей при измерении °
Целью изобретения является повышение точности, помехоустойчивости, быстродействия преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор образцовых частот, выходы которого подключены ко входам блока управле ния, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами формйрователя импульсом и первым входом первого ключа, третий выход блока управления подключен к первому входу второго ключа и второьц входу первого ключа, счетчик-регистр, счетный вход которого соединен с выходом
764127
íторого ключа и реверсивный счетчик, введены элементы совпадения инвертора и делитель частоты, ко входам которого подключены выходы, ключей, выходы делителя частоты соединены входами реверсивного счетчика,выходы разрядов которого подключены ко входам соответствующих разрядов счетчика-регистра, выходы счетчика-регистра подключены ко входам элемента совпадения, выход которого подключен непосредственно ко второму входу Вто», рого ключа и через инвертор к третьему входу первого ключа, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом счетчика-регистра.
На чертеже представлена структурная схема преобразователя.
Преобразователь содержит генера.тор образцовых частот 1, подключенный к блоку управления 2, который состоит из переключателей 3 и 4, задающих требуемый режим работы; формирователь импульсов 5, счетчик-регистр б, элемент совпадения 7, инвертор 8, два ключа 9 и 10, регулирующий делитель частоты следования импульсов 11, реверсивный счетчик 12 и выходной регистр 13. Ко входам блока управления подключены источники преобразуемых величин. Переключатели
3 и 4 на чертеже показаны в положении преобразователя длительности импульсов в код (импульсы могут следовать как периодически, так и любым .„.произвольным образом) . с выходных разрядов реверсивноГо счетчика снимается выходной код преобразователя, который может хранить» ся, например, в выходном регистре, либо непосредственно передаваться в системы индикации, печати и т.п.
Преобразователь работает следующим образом.
Входной импульс передним фронтом через формирователь импульсов 5 осуществляет запись в счетчик-регистр б уменьшенного вдвое результата предыдущего преобразования, который хра.нится в реверсивном счетчике 12.
Одновременно происходит запись результата предыдущего преобразования в выходной регистр 13. При наличии во всех выходных разрядах счетчика-регистра б высоких потенциалов на выходе элемента совпадения 7 появляется нулевой сигнал, в противном случае на выходе элемента совпадения 7 появляется единичный сигнал .
;Импульсы образцовой частоты „ от генератора образцовых частот 1 через замкнутые контакты переключа.теля 4 блока управления 2 и 6ткрытый ключ 9 поступают на счетный вход счетчика-регистра б и уменьшенные в К раэ делителем частоты 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. После прохождения числа импульсов образцовой частоты, равного половине рузультата предыдущего измерения, счетчик-регистр б досчитывает до нуля, срабатывает элемент совпадения 7, закрывается ключ 9 и открывается ключ 10, который остается открытым до тех пор, пока на входе присутствует входной импульс. При этом импульсы образцовой частоты с генератора образцовых частот 1 через ключ 10 и делитель частоты ll поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 12. Таким образом, в случае, если произошло изменение длительности входного импульса, то к концу импульса на реверсивный счетчик 12 поступит разность между значением предыдущего измерения и значением вновь поступившего входного импульса, уменьшенная в К раз, которая суммируется со своим знаком с результатом предыду10
3D щего измерения ° Если эта длительность входного импульса сохраняется, то через некоторое число периодов установится новый результат измерения, т.к. разность между значением предыдущего измерения и новым значением входного импульса будет одного знака и с каждым пери- одом будет уменьшаться, пока не станет равна нулю.
В случае, если длительность входного импульса меняется в результате
Шума, разность между значением rrpeдыцущего измерения и новым значением входного импульса будет носить знакопеременный характер. Шумы наложатся
З5 на результат измерения, но будут уменьшены в К раз.
Преобразование периода следования импульсов в код производится при переключении переключателя 3 в бло4О ке управления 2. В этом случае на первый вход ключа 10 все время поступает разрешение на прохождение . импульсов, что обеспечивает непрерывность преобразования, которое
45 осуществляется аналогично предыду5 щему случаю. Запись хода в выходном регистре 13 осуществляется передним фронтом поступающих импульсов.
Преобразование частоты импульсов
5О в код осуществляется при переключении переключателей 3 и 4 блока управления 2. В этом случае с генератора образцовых частот 1 на формирователь импульсов 5 поступают импуль55 сы, например, частотой F 1 гц, а на третий вход ключа 10 и íà пер- вый вход ключа 9 поступают импульсы преобразуемой частоты Хп . В остальном работа преобразователя аналогична предыдущим случаям. бО Таким образом, в данном устройстве погрешность преобразователя, вызванная шумами или помехами, входит в отсчет уменьшенной в К раз; конечный отсчет содержит информацию о всех предыдущих отсчетах с убыва764127
Формула изобретения
25
Составитель Л. Плетнева
Редактор Л. Новожилова Техред A.ùåïàíñêàÿ Корректор M.Øàðoøè
Тираж 995 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 6302/50.6?:- -,:-«Ь -. =" * Ф 4 - .:. р .. "- -
Филиал Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ющими весовыми коэффициентами, и чем более ранние импульсы, тем мейьше их: вклад в выходной код. Информация обновляется после поступления каждого импульса.
Это позволяет повысить точйость преобразования входных измеряемых величин на фоне шумов и помех, а также позволяет создать универсаль- ное устройство для преобразования длительности, частоты, периода и отношения двух частот в код. Кроме того, в данном устройстве возможна регулировка коэффициента деления часто-. ты, что позволяет менять степень осреднения результата преобразования, а обновление информации после каж дого поступления нового значения измеряемой .величины позволяет судить о динамике процесса.
Преобразователь . аналоговых величин в код, содержащий генератор образцовых частот, выходы которого подключены ко входам блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входом формирователя импульсов и первым входом первого ключа, третий выход блока управления подключен к первому входу второго ключа и второму входу перво- го ключа, счетчик-регистр, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, и реверсивный счетчик, отличающийся тем,что,C целью повышения точности,помехоустойчивости и быстродействия в него введены элемент совпадения,инвертор и делитель частоты, ко входам которого подключены выходы ключей, выходы делителя частоты соединены со входами реверсивного счетчика, выходы разрядов которого подключены ко входам соответствующих разрядов счетчика-регистра, выходы счетчика-регистра подключены ко входам элемента совпадения, выход которого подключен непосредственно ко второму входу второго ключа и через инвертор к третьему входу первого ключа, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом счетчика-регистра.
Источники инФормации, принятые во внимание "при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Ю 507933, МКИ Н 03 К 13/20, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР В 513343, МКИ Я 04 f 19/04 1976 °