Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения

Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск мк

Социалистических

Реслублии (iu 902247 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100576 (21) 2358551/18-21 (51)М. Кл.

Н 03 К 13/18 с присоединением заявки М. Гоеударстеенкый комитет

СССР по делам изаеретекнй н еткрытнв (23) Приоритет

Опубликовано 30.0 1.82. Бюллетень М

Дата опубликования описания 300 182 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. В. Вапиров, С. С. Слива и Л. Т. Тотае!

1 "{ М- э»

° °: .. Ф,,.-,.(7 ч "я ....:,,; г «!

В.Д„Ду мыкова, (Д -- - :

Таганрогский радиотехнический институт +

1 (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫБОРОМ ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯ

=Изобретение относится к циФровой лнформационйо-измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых сигналов в цифровой код в информационно-изб

S мерительных и управляющих системах, а также для сопряжения цифровых вычислительных машин с аналоговыми каналами, имеющими большой динамический диапазон сигнала.

Известно аналого-цифровое устройство для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием, содержащее блок измерения масштаба, выход которого через аналогоцифровой преобразователь соединен через дешифратор минимального значения с первым входом счетчика, а через дешифратор максимального значения с первым входом блока совпадения, а вход через селектор шкалы соединен с выходом счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока совпадения, второй вход кото рого подключен к генератору синхроимпульсов (11.

Недостатки этого устройства - малое быстродействие за счет многократ. ного предварительного кодирования сигнала для выбора оптимального предела кодирования и отсутствие учета масштаба кодируемого сигнала в вы" ходном коде.

Целью изобретения является повышение быстродействия преобразования аналогового сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство аналого-цифрового преобразования с автоматичес". ким выбором предела измерения, содержащее блок аналого-цифрового преобразования, блок масштаба, вход которого соединен с входной шиной, а вторые входы соединены с выхода" ми блока выбора масштаба; введены ре. гистр масштаба, блок синхронизации, логический блок и блок аналогового запоминания, первый вход которо902247

Кроме того, блок выбора масштаба выполнен в виде адаптивного блока, состоящего из узла выделения модуля, двух пороговых элементов, трех элементов НЕ, двух элементов И реверсивного счетчика и дешифратора, причем вход узла выделения модуля соединен с первым входом блока, а выход соединен с входами пороговых элементов, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, 30 вторые входы которых через первый и второй элементы НЕ соединены соответственно с первым и последним выходами дешифратора, а третьи входы через третий элемент НЕ соедине- ны со вторым входом блока, выходы элементов И соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивно го счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с выходами блока.

На чертеже представлена структурная схема устройства аналого-циф рового преобразования с автоматическим выбором предела измерения.

Устройство содержит блок 1 масштаба, блок 2 выбора масштаба, блок 3 аналогового запоминамия, пороговый элемент 4, узел 5 выделения модуля, элемент И 6, реверсивный счетчик 7, дешифратор 8, элемент Ж

НЕ 9, блок 10 синхронизации, регистр

11 масштаба, блок 12 аналого-цифрового преобразования, логический блок 13, входную шину 14, вину "Запуск" 15. SS

В исходном состоянии устройства блоком 1 масштаба совместно с бло-. ком 2 выбора масштаба осуществляется автоматическое поддержание уров3 го соединен с выходом блока масштаба и первым входом блока выбора масштаба, второй вход соединен с вторым входом блока выбора масштаба и первым выходом блока синхронизации, 5 а выход через блок аналого-цифрового преобразования соединен с первыми входами логического блока, причем второй вход блока аналого-цифрового преобразования соединен со вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с первым входом регистра масштаба, а вход его подключен к шине "Запуск", при этом выходы регистра масштаба подключе- 1 ны ко вторым входам логического блока, а вторые входы подключены к выходам блока выбора масштаба. ня сигнала на входе блока 3 аналого- вого запоминания таким образом, чтобы измеряемый сигнал находился в заданных пределах, определяемых настройкой порогов срабатывания пороговых элементов 4. Настройка пороговых элементов 4 может производиться согласно выражениям

Xns (" м х„

Хпи = aL

К

1 (2) где Х„з"пн

x„значение верхнего порога, значение нижнего порога, значение измеряемого сигнала, соответствующее полной разрядной сетке аналогоцифрового преобразования, основание системы счисления, принято" е блоке анало-, го-цифрового преобразования, коэффициент, определяемый из выражения (3) где V максимальная скорость изменения измеряемого сигнала на выходе блока масштаба при максимальном коэффициенте передачи последнего (на входе блока 3 аналогового запоминания); в- время прерывания процесса слежения за уровнем измеряемого сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый сигнал с выхода блока

1 масштаба через узел 5 выделения модуля поступает:на входы соответственно настроенных пороговых элементов 4, Если значение модуля измеряемого сигнала окажется выше верхнего порога Х„ или ниже нижнего порога X„„, то соответствующий пороговый элемент через элемент И 6 выдает сигнал на соответствующий вход реверсивного счетчика 7, который изменяет свое состояние и через дешифратор 8 изменяет коэффициент передачи блока масштаба таким образом,. чтобы сигнал на выходе блока масштаба снова оказался в заданных пределах.

В случае, если выбран один из крайних пределов измерения, т.е. когда коэффициент передачи блока масштаба принимает минимальное или

902247 максимальное значение, сигнал с соответствующего выхода дешифратора

8 через один из элементов НЕ 9 закрывает соответствующий элемент И 6.

Таким образом, исключается ложное срабатывание реверсивного счетчика 7 и образование ложных комбинаций на выходе дешифратора 8.

Сигналь| запуска поступают на вход блока 10 синхронизации, который формирует команды для блока 3 аналогового запоминания на выборку с последующей фиксацией измеряемого сигнала. Этой же командой через элемент НЕ 9 закрываются элементы И 6 на время, равное длительности команды выборки . Это исключает переключение реверсивного счетчика 7 и, соответственно, блока 1 масштаба в течение длительности команды выборки, а следовательно, в момент фиксации измеряемого сигнала исключаются переходные процессы, связанные с изменением коэффициента передачи блока 1 масштаба.

Другим сигналом с блока 10 синхронизации код масштаба, соответству ющий значению зафиксированного измеряемого напряжения в блоке 3 аналогового запоминания, заносится в регистр 11 масштаба.

Далее, блоком 10 синхронизации формируется сигнал, по которому начинается процесс преобразования в блоке 12 аналого-цифрового преобразования.

Код с выхода блока аналого-цифрового преобразования после окончания процесса преобразования поступает íà в одну группу входов логического блока 13, на другую группу входов которого поступает фиксированное зна— чение кода масштаба с регистра 11 масштаба.

Логическим блоком 13 обеспечивается выдача кода, соответствующего значению сигнала на входе устройства в момент подачи сигнала запуска. Если коэффициенты передачи блока l мас. о штаба выбраны кратными основанию принятой системы счисления, напри.мер 2 или 10, то учет информации кеда масштаба в логическом блоке 13 сводится к сдвигу кода, поступающего из блока аналого-цифрового преобразования, на соответствующее число разрядов в разрядной сетке выходного кода. формула изобретения

1. Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения, содержащее блок аналого-цифрового преобразования, блок масштаба, вход которого соединен со входной шиной, а вторые входы соединены с выходами блока выбора масштаба, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования аналогового сигнала, введены регистр масштаба, блок синхронизации, .логический блок и блок аналогового запоминания, первый вход которого соединен с выходом блока масштаба и первым входом блока выбора масштаба, второй вход соединен со вторым входом блока выбора масштаба и первым выходом блока синхронизации, а выход через блок аналого-цифрового преобразования соединен с первыми входами логического блока, причем второй вход блока аналого-цифрового преобразования соединен со вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с первым входом регистра масштаба, а вход его подключен к шине "Запуск", при этом

-выходы регистра масштаба подключены ко вторым входам логического бло" ка, а вторые входы подключены к выходам блоков выбора масштаба.

2. Устройство по и.. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора масштаба выполнен в виде адаптивного блока, состоящего из узла выделения модуля, двух пороговых элемен" тов, элементов НЕ, двух элементов И, реверсивного счетчика и дешифратора, причем вход узла выделения модуля соединен с первым входом блока, а выход соединен "о входами пороговых элементов, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых через первый и ецио. рой элементы НЕ соединены соответственно с первым и последним выходами дешифратора, а третьи входы через третий элемент НЕ соединены со вторым входом блока, выходы элементов И соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выходы которого через дешифратор соединены с выходами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Н 318723, кл 340-347, 1965

902247

Составитель Л. Беляева

Редактор А. Мотыль Техред t).Tåïåð Корректор А. Ференц

Заказ 12419/70 Тираж 953 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал WA "Патент" r.Óæãîðîä .П д, ул. роектная, 4