Патент ссср 403050

Всессю нйтентно-тсх бнблиотек

О П И С А Н И Е 403050

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое оТ авт. свидетельства Л > 369701

Заявлено 30.111.1972 (№ 1765703!26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 6.III.1974

М. Кл. H 03k 13/17

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий

УДК 681.325(088.8) Авторы

11300() CTCllIi 51

Г. Г. Живилов и Э. П. Тихонов

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОà — КОД

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в преобразователях напряжения в код.

По основному авт. св. ¹ 369701 известен преобразователь аналог-код, в котором при адаптивном поиске рационального временного интервала квантования применено автоматическое изменение масштаба (предела измерения) временного интервала, а также исключены ложные показания в начале и конце шкалы интервалов.

Применение изменяющегося автоматически и реверсивно масштаба временного интервала квантования позволило плавно следить за интервалом квантования при измерении и резко расширило пределы измерения интервала квантования, так как с включением каждого следующего значения множителя автоматически уменьшается тактовая частота определения интервала квантования пропорционально включенному значению множителя. Однако вместе с расширением диапазона измерения интервала квантования пропорционально увеличилось время установления оптимального интервала квантования.

Для ускорения процесса установления оптимального интервала квантования и уменьшения зависимости времени установления интервала от спектральной плотности сигналов в предложенный преобразователь дополнительно введены триггер переключения, схемы совпадений управления работой делителя частоты, схема «ИЛИ» и схемы совпадений для записи кода в реверсивный счетчик множителя. Раздельный вход триггера переключения соединен с выходом счетчика количества измерений, а выходы триггера переключения раздельно соединены со входами схем совпа10 дений управления работой делителя частоты, другие входы которых соединены с одним из выходов устройства управления; выходы схем совпадений управления работой делителя частоты подключены ко входу счетчика, причем

1s один из нпх подсоединен через делитель частоты и схему «ИЛИ», а другой — только через схему «ИЛИ»; входы схем совпадений для записи кода в реверсивный счетчик множителя соединены соответственно с кодовыми вы20 ходами источника дополнительных образцоBbIx напряжений и управляющим выходом устройства управления, а выходы — с параллельными входами реверсивного счетчика множителя.

25 В предлагаемом устройстве задается минимальная ошибка восстановления бр и находится соответствующий ей минимальйын интервал квантования то. Затем, аппроксимируя дисперсию ошибки восстановления линейной

3о функцией, задается новое значение ошибки

403050 восстановления на приборе о; и предсказывается соответствующий ей интервал квантования, который вычисляется из выражения т;=

= o 6;/бо, в котором отношение б;/6< соответствует значению множителя интервала квантования в установившемся режиме работы известного прибора.

Для уточнения реального интервала квантования т; прибор после включения предсказанного множителя включается на подстройку и через незначительный промежуток времени дает достоверный результат измерения интервала квантования.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства, работа которой осуществляется следующим образом.

В собственно преобразователе аналог — код

1, состоящем из сравнивающего устройства 2, цифро-аналогового преобразователя 3, источника 4 дополнительных образцовых напряжений, устройства управления 5, логического устройства 6 и счетчика 7 количества измерений, производится подготовка к работе, которая заключается в следующем.

В источнике 4 дополнительных образцовых напряжений внешним кодом, кодом с клавиш или по программе от устройства управления 5 через логическое устройство 6 задается значение кода, соответствующее минимальной ошибке восстановления бо.

Подается сигнал «Пуск» и преобразователь аналог — код начинает квантовать входной сигнал, определяя установившееся значение т, которое накапливается в реверсивном счетчике 8. Порядок работы прибора следующий.

Измеряется входной сигнал, код которого фиксируется в цифро-аналоговом преобразователе 3. Сигналом от устройства управления

5 переписывается код реверсивного счетчика 8 в источник 9, на который затем подаются тактовые импульсы от устройства управлсния 5 через схему совпадений 10 управления работой делителя частоты и схему «ИЛИ» 11.

Схема совпадений 10 по второму входу открыта .потенциалом триггера 12 переключения.

Триггер 12 потенциалом со второго выхода запирает вторую схему совпадений 13 управления работой делителя частоты. После сброса код реверсивного счетчика 8 максимальный, что соответствует минимальному интервалу квантования 6р.

Как только код счетчика 9 станет равным нулю и определение текущего интервала квантования заканчивается, формируется импульс запуска в устройстве управления 5 и па счетчик 7 числа измерений. После окончания определения интервала квантования определяется знак приращения текущего значения входного сигнала, который фиксируется логическим устройством 6 и сравнивается величина приращения текущего значения входного сигнала с величиной заданной ошибки 6 .

В случае превышения сигналом заданной ошибки бц интервал квантования уменьшается, в случае непревышения — возрастает, т. е.

65 записывается соответственно «+1» или « — 1» в реверсивный счетчик 8, после чего происходит следующее измерение входного сигнала, и все процессы повторяются до тех пор, пока на выходе счетчика 7 количества измерений не возникнет сигнал.

Сигнал на выходе счетчика количества измерений фиксирует момент установления интервала квантования т с достоверностью, зависящей от соотношения объема счетчика и спектра сигнала. В случае, если в течение измерений дисперсии интервала Р (т,) была велика, т. е. ее отношение к величине интервала было больше 0,25 — 0,2, необходимо увеличить значение заданной минимальной ошибки восстановления 6 . Это необходимо для более точного предсказания значений интервалов квантования т, в последующих измерениях.

После срабатывания триггера переключения 12 от сигнала счетчика 7 количества измерений, тактовые импульсы на счетчик 9 поступают через схему совпадений 13 управления работой делителя частоты, так как она в этом случае включается, а схема совпадений 10 выключается, делитель частоты 14 и схему

«ИЛИ» 11. Однако в реверсивном счетчике 15 множителя код в этом случае равен нулю, и сигналы с него, поданные через дешифратор

16 на делитель частоты 14, устанавливают его в такое положение, при котором тактовая частота от устройства управления 5 не делится (множитель равен 1). На этом процесс определения минимального интервала квантования т заканчивается, т. е. выключается ключ К.

Затем определяются значения множителей интервалов квантования в зависимости от заданных погрешностей восстановления Кь 16, К . Минимальная погрешность восстановления

4 составляет несколько единиц дискретности источника 4 образцового дискретного напряжения. Поэтому, в зависимости от величины заданной ошибки 6 получаются значения отношений:, о,; i,,ß, ... „4, . При использовании двоичного кода в приборе, для простоты нахождения величин Кь К ... К„желательно задавать значения ошибки бо величиной одного двоичного разряда. В этом случае, путем сдвига кода, переписываемого из источника 7 дополнительных образцовых напряжений в реверсивный счетчик 15 множителя через схемы совпадений для записи кода в реверсивный счетчик 17 множителя, получаются коэффициенты Кь К ... К с соответствующими весами, в которых учтено значение минимальной заданной ошибки восстановления б . Могут быть и другие технические решения, но существо нахождения отношений К ... К„ от этого не изменяется.

Последующие измерения начинаются заданием нового значения ошибки восстановления о; в источнике 4 дополнительных образцовых напряжений. После включения ключа К в устройстве управления 5 вырабатывается сигнал перезаписи кода источника 4 дополнительных образцовых напряжений в реверсивный счет

403050

55 чик 15 множителя. Код реверсивного счетчика множителя, переданный через дешифратор 16, включает соответствующую ступень делителя частоты 14. Триггер переключения 12 разрешает работать схеме совпадений 13 управления работой делителя частоты, поэтому все последующие интервалы квантования т; будут определяться с работающим делителем частоты 14.

После ряда измерений интервал квантования т; скорректируется, о чем будут свидетельствовать его небольшие изменения (флюктуация).

При изменении спектральной плотности сигнала прибор автоматически корректирует интервал квантования.

Работа реверсивного счетчика 15 множителя совместно с реверсивным счетчиком 8 подробно описана в прототипе этой заявки, поэтому работа таких узлов, как схемы совпадений максимального 18 и минимального 19 чисел, логические схемы: записи полнои шкалы 20, записи нулей 21 и промежуточного сброса 22 будет описана кратко.

В режиме сложения при переполнении реверсивного счетчика 8 и реверсивного счетчика 15 множителя срабатывает схема совпадений максимального числа и логическая схема 20 записи полной шкалы, которая вновь записывает в устройства 8 и 15 максимальное значение кода. Этот, процесс повторяется многократно, если следуют импульсы переполнения указанных счетчиков.

Аналогично в режиме вычитания при работе схемы совпадений минимального числа 19 и логической схемы записи нулей в устройствах 8 и 15 при подаче сигналов вычитания сохраняется нулевое значение кода. При промежуточных значениях кода интервала квантования и включенном сложении растет код реверсивного счетчика 8 и при его переполнении записывается «1» в реверсивный счетчик

15 множителя, а в реверсивный счетчик 8 записывается значение код а, уменьшенное в К раз, после срабатывания логической схемы промежуточного сброса 22. При этом уменьшается частота тактовых импульсов с выхода делителя частоты в К раз.

Таким образом работает схема при включенном сложении до переполнения реверсивного счетчика 15 множителя.

При промежуточных значениях кода интервала квантования и включенном вычитании на устройствах 8 и 15 убывает код реверсивного счетчика 8 до значения, . меньшего емкости счетчика 8 в К раз. Как только показание реверсивного счетчика 8 достигнет этого значения, с приходом следующего импульса срабатывает логическая схема 20 полной шкалы, которая запишет максимальное значение кода в реверсивный счетчик 8, и произойдет вычитание «1» из реверсивного счетчика 15 множителя. При этом увеличится частота тактовых импульсов с выхода делителя частоты в

К раз.

Таким образом работает схема при всех промежуточных значениях кода на реверсивном счетчике 15 множителя, кроме нулевого.

Однако как только код в устройстве 15 станет равным нулю, в реверсивный счетчик 8 не будет переписываться максимальное значение код а, а вычитание будет продолжено до появления нулей в обоих реверсивных счетчиках.

Итак, масштаб измерения интервала квантования изменяется как при увеличении, так и при уменьшении кода интервала, что зависит от спектральной плотности измеряемого.

В предлагаемом преобразователе аналог— код управление включением масштаба интервала, в зависимости от величин заданных ошибок восстановления, позволяет резко сократить время первого выхода на оптимальный интервал квантования.

Предмет изобретения

Преобразователь аналог-код по авт. св.

М 369701, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса установления оптимального интервала квантования и уменьшения зависимости времени установления интервала от спектральной плотности сигналов, в него дополнительно введены триггер переключения схемы совпадения управления работой делителя частоты, схема «ИЛИ» и схемы совпадений для записи кода в реверсивный счетчик множителя, причем раздельньш вход триггера переключения соединен с выходом счетчика количества измерений, а выходы триггера переключения соединены со входами схем совпадений управления работой делителя частоты, другие входы которых подключены к одному из выходов устройства управления; выход одной схемы совпадения управления работой делителя частоты через делитель частоты, а другой непосредственно подключены ко входу схемы «ИЛИ», выход которой соединен со входом счетчика; входы схем совпадений для записи кода в реверсивный счетчик множителя соединены соответственно с кодовыми выходами источника дополнительных образцовых напряжений и управляющим выходом устройства управления, а выходы — с параллельными входами реверсивного счетчика множителя.

"403050

Составитель А. Белов

Техрсд А. Камышникова

Корректор Н. Учакина

Редактор H. Коган тииогра<(но<, ир. Сапунова, 2

Заказ 467,8 Изд. ¹ 2058

ЦНИИПИ Государствен«ого комитета ио делам изобретеи<ш и. 1о <<<3<<,,>К.Зо, Ра >

Тира>к 760 Подписное

Совета <Чинчстров СССР открытий иаб., д. 4 5