Способ преобразования напряжения в цифровой код с двуступенчатым уравновешиванием

ОП ИГРАНИ Е

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ

Се!еа Советских

Сокиалистических

Республик ВТ., РСКС У СВИДЕТЕЛЬСТВ>

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 15.Х.1968 (№ 1275523/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 28,1Х.1970. Б!оллетснь № 30

Дата опубликования описания 10.У1.1971

Кл. 42пт, 3/00 комитет по делам иаоеретений и открытий при Сосете й1ииистров

СССР

МПК б 06j 3/00

УД К 681.355(088.8) Автор изобретения

С. М. Персии

Заявитель

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОИ КОД

С ДВУСТУПЕНЧАТЫМ УРАВНОВЕШИВАНИЕМ

Изобретение относится к области вычислительной техники и систем управления и предназначено для преобразования напряжения (аналогового сигнала) в цифровой код.

Известны способы и устройства преобразо- 5 вания напряжения в цифровой код, в которых ход и результат процесса уравновешивания зависят от результатов предшествующих шатов, причем в зависимости от измеряемой величины происходит искажение закона распре- IO деления погрешности и, в частности, смещение его математического ожидания. Это особенно существенно при осредненни результатов измерений. На практике уменьшение смещения не х!ожет быть достигнуто уменьшени- 15 ем величины шага квантования по уровню.

Предложенный способ отличается тем, что квантуют напряжение во всем диапазоне изменения его приращений на опорные уровни с постоянным шагом ква тования, сравнивают 20 приращение напряжений с каждым опорным уровнем, а результаты сравнения подают на счетчик, в котором фиксируют результат измерения приращений.

Это позволяет повысить точность и помехо- 25 устойчивость преобразования.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство содержит схех:у 1 первой ступени уравновешиваш:я (например преобразова- 30 тель код — напряжение), схему 2 управления первой ступенью, схему 8 сравнения, схему 4 набора опорных уровней, схему 5 управления второй ступенью уравновешивания, счетчик 6, вентили 7 и д, шину 9 для подачи преобразуемого напряжения и; .

При первоначальном уравновешивании работает первая ступень устройства (схемы 1— — 3), при этом импульсы со схемы 8 сравнения поступают на схему 2 управления, содержащую регистр для хранения результата уравновешивания в первой ступени (вентиль 7 открыт, и вентиль 8 заперт). Б этой части работа устройства аналоги-!на работе известных двуступенчатых преобразователей.

Основной особенность!о предлагаемого способа (а также устройства, реализующего его) является характер измерения во второй ступени (схемы 3 — 5).

Диапазон L изменения прпращешгя симметрично квантуется на У уровней (c шагом кван-!. тования <)= —: ). Опорные уровни формпру!о.;ся схемой 4.

Измерение осуществляется следуloLI, !м образом. Схема 4 выбирает очерсдпоп опорный уровень, следует опрос схемь. 3 сравнения.

Если опорное .:апряжение i !e,üøc:! 1меряех!оГо прира|цен1!я !, (!!л!Ос !!омеха и погрс!ипость схе:;;и спавне!и!я), то па выход схемы

282769

Составитель В. Игнатущенко

Редактор М. Андреева Техред Л. В. Куклина Корректор Л. A. Царькова

Заказ 3432/4 — 71 Изд. № 158 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Центральная типография МО

3 появляетсч импульс определенной полярности, который поступает на счетчик б. Любое измерение независимо от величины измеряемого приращения состоит из N таких операций сравнения (по числу опорных уровней). Последовательность перебора N опорных уровней для N операций сравнения определяется схемой 5 управления, не зависит от значения измеряемого приращения и результатов предшествующих операций сравнения и в общем случае может быть произвольной.

Результат измерения приращений подсчитывается как число определенных исходов операций сравнений «больше» или «меньше», например как число импульсов определенной полярности со схемы сравнения 8 (при работе второй ступени вентиль 7 заперт, а вентиль о открыт). Для удобства отсчета результата число Л/ целесообразно выбирать с учетом используемой системы счисления, например при двоичном кодировании Л выбирается кратным

2, где k — целое число. Окончательный результат определяется по кодам в регистре схемы 2 управления и в счетчике б.

Поскольку L (и N) может быть достаточно малым, быстродействие устройства близко к быстродействию поразрядного преобразователя.

Предложенный способ обеспечивает повышенную помехоустойчивость к импульсной помехе, поскольку ложное срабатывание схемы

8 сравнения приводит лишь к малому искажению результатов (на 6). В известных же преобразователях в этом случае возможна ошибка вплоть до L или

В силу независимости процесса измерения от результатов сравнения при реализации предложенного способа не происходит смещения математического ожидания погрешности по сравнению с идеализированным квантованием. Это позволяет уменьшить влияние квантования уменьшением 6 (математическое oiKHдание погрешности при о О также стремится

5 к нy;»o), что особенно важно при осреднении результатов измерений. Более того, при некоррелированных погрешностях шагов уравновешивания (операций сравнения) во второй ступени при достаточно малом 6 имеет место

10 осреднение и уменьшение случайной погрешности даже при одном измерении.

Если не требуется высокое быстродействие, То п1эедложенный cHoco6 ibtoikBT obITb использован и в одноступенчатых преобразователях.

15 В этом случае из схемы устройства, реализующего предложенный способ, исключается схема / управления и схема 2 первой ступени уравновешивания и подсчитывается либо число срабатываний схемы 8 сравнения, либо чи20 сло импульсов, прошедших за время нахождения схемы сравнения в одном из двух состояний, например для время-импульсного преобразования. Быстродействие такого устройства того же порядка, что и преобразова25 телей, работающих по способу единичных приращений.

Предмет изобретения

Способ преобразования напряжения в циф30 ровой код с двуступенчатым уравновешиванием, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости преобразования, квантуют напряжение во всем диапазоне изменения его приращений на опор35 ные уровни с постоянным шагом квантования, сравнивают приращения напряжений с каждым опорным уровнем, а результаты сравнения подают на счетчик, фиксируют в счетчике результат измерения приращений.