Цифроаналоговая система сбора и обработки информации

 

Изобретение может быть использовано для снятия функциональных зависимостей, характеризующих поведение объекта исследования. Цель изобретения - повышение точности обработки аналоговой информации за счет выделения высокочастотной составляющей входного аналогового сигнала. Система содержит аналоговый мультиплексор 1, блок 3 масштабирования, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 6 обработки и управления, блок 7 памяти, блок 8 вывода, аналоговый вычислитель 2 и цифроаналоговый преобразователь 5. Система обеспечивает выделение высокочастотных составляющих входного сигнала до преобразования их в цифровой вид, что позволяет повысить разрядность преобразования входного сигнала, а следовательно, и точность обработки информации. 1 ил.

GflMCAHME ИЗОБРЕТЕиРЯ

И A ВТОРСМОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4495399/24-24 (22) 17.10.88 . (46) 15.10,90. Бюл, Р 38 (72) М.А, Фетисов (53) 621.325(088.8) (56) Микропроцессоры, Гредстна сопряжения. Контролирующие и информационно-упранляюпде системы. М.: Высшая школа, 1987 с. 303.

Авторское свидетельство ГССР

Р 1363271, кл, r, 06 Л 3/00. 1987. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВАЯ СИСТЕМА СБОРА

И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение мажет быть использовано для снятия функциональных зависимостей, характеризующих поведение объекта исследования. Цель изобретеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании систем, производящих сбор и обработку аналоговых сигналон от многих датчиков.

Цель изобретения — повышение точности обработки аналоговой информации за счет ныделения высокочастотной состанляющей входного аналогового сигнала.

Ня чертеже предстанлена структурная схема системы, Система нключает в себя аналоговый мультиплексор 1, аналоговый вычитатель 2, блок 3 масштабирования, аналого-цифровой преобразователь (АЦЛ) 4, цифроаналоговый преобразователь (1ВП) 5, блок 6 обработки и управления, выполненный, например, (5I)5 С 06 3 3/ОО, Г. 06 Р 3/05. 15/74

2 ния — повышение точности обработки аналоговой информации за счет выделения высокочастотной составляющей нходного аналогового сигнала. Система содержит аналоговый мультиплексор 1, блок 3 масштабирования, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 6 обработки и управления, блок 7 памяти, блок 8 выводя, аналоговый нычитатель

2 и цифроаналоговый преобразователь 5, Система обеспечивает выделение высокочастотных составляющих входного сигнала до преобразования их н цифровой вид, что позволяет повысить разрядность преобразования входного сигнала, а следовательно, и точность обработки информации. 1 ил, на микропроцессоре, блок 7 памяти и блок 8 выводя.

Блок 3 масштабирования предстявля- д ет собой усилитель сигнала с програм- @р мируемым коэффициентам усиления.

ЯР

Блок 6 обработки управления предназначен для анализа поступающей информации и управления сбором и обработкой информации, СЮ

Цифроаналоговая система сбора и обработки информации работает следующим образом, На начальном этапе блок 6 обработки и управления производит начальную Ь установку блока 3 масштабирования, иМ устанавливая коэффициент усиления, равный единице. Также ЦАП 5 устанавливается н исходное. состояние, т„.е. выходное напряжение ЦАП 5 ранна нулю, Таким образом, сигнал с выхода анало1599878 4

\ гового мультиплексора .1 без изменения поступает в АЦП 4.

Запуск ЛЦП 4, съем информации из

АЦП 4 и запись ее в блок 7 памяти производится под управлением блока 6

5 обработки и управления.

Пля обеспечения точности измерения с целью исключения погрешности, вносимой напряжением. смещения нуля изме- 1О рительного тракта, на один вход аналогового мультиплексора подается контрольный сигнал, подключенный на общий потенциал истонника питания.

Измерение контролируемого сигнала необходимо для корректировки резуль.татов измерения.

В системе амплитуда высокочастотной составляющей входного сигнала принимается равной величине максималь- о ного изменения входного сигнала за время выборки следующего значения входного сигнала, определяемое частотой дискретизации сигнала. Величина максимального изменения определяется полосой пропускания измерительного канала. Частотные свойства измерительного канала и быстродействие петли регулирования (блок 6 обработки.и управления, ЦАП 5 и блок 3 масш- 30 табирования) априорно известны.

Изменения проводятся следующим образом.

Во время первого такта измерения информация об амплитуде сигнала с выхода АПП 4 поступает в блок б об35 работки и управления, в котором вычисляется амплитуда низкочастотной составляющей сигнала. Низкочастотная составляющая принимается равной разности величины амплитуды сигнала и величины потенциально возможного уменьшения этой амплитуды за время, определяемое быстродействием регулирования. Потенциально возможное уменьшение амплитуды определяется частотными характеристиками измерительного канала, подключенного к входу аналогового мультиплексора 1.

Далее в блоке б обработки и управления вычисляется коэффициент усиления для блока 3 масштабирования для того, чтобы максимально приблизить сигнал с выхода аналогового вычитателя 2 к полной шкале АЦП 4.

Вычисленный код значения низкочас55 тотной составляющей сигнала блок 6 ,обработки и управления выдает на вход ЦАП 5, с выхода которого аналоговый сигнал поступает на вход вычитаемого аналогового вычитателя 2, Также блок 6 обработки и управления выставляет коэффициент усиления 6qoка 3.

Во время второго такта в блоке 6 код значения низкочастотной составля" ющей умножается .на коэффициент усиления блсаса 3 масштабирования и сумми руется с текущим значением кода на выходе АЦП 4 и заносится в блок 7 памяти.

Таким образом, разрядность цифрового кода амплитуды анализируемого сигнала превышает разрядность аналого-цифрового преобразователя.

Кроме того, блок 6 обработки и управления осуществляет переключение входов аналогового мультиплексора 1 и управляет выводом информации из блока 7 памяти в блок 8 вывода.

Ф о р м у л а и з.о б р е т е н и я

Цифроаналоговая система сбора и обработки информации, содержащая аналоговый мультиплексор, блок масштабирования, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, блок вывода и блок обработки и управления, выход блока масштабирования соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход запуска преобразования которого соединен с первым выходом блока обработки и управления, второй выход которого соединен с входом задания масштаба блока масштабирования, выход аналогоцифрового преобразователя соединен с информационными входами блока обработки и управления и блока памяти, третий выход блока обработки и управления соединен с входом выбора канала аналогового мультиплексора, выход блока памяти соединен с информационным входом блока вывода, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности обработки аналоговой информации за счет выделения высокочастотной составляющей входного аналогового сигнала, в него введены аналоговый вычитатель и цифроаналоговый преобразователь, выход аналогового мультиплексора соединен с входом уменьшаемого аналогового вычитателя, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом вычитаемого аналогового вычитателя, четвертый выход блока обэабот$ . 1599878 6 ки и управления соединен с информаци- ресным входом и входами чтения и эаонным входом цифроаналогового преоб- писк блока памяти, вестой выход блока раэователя, пятый выход блока об- обработки и управления соединен с . работки и управления соединен с ад- входом запуска блока вывода.

1 5

Составитель В. Бородин

Техред М.Дидык Корректор М. Лароши

Редактор И. Сегляник

Заказ 3145 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101