Многофункциональный преобразователь аналог-код Советский патент 1983 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к преобр зованию и кодированию информации и может найти применение в информационно-измерительных системах. По основному авт.св. 511695 из вестен многофункциональный преобра эователь аналог-код, содержащий пе вый и второй блоки сравнения, перв и второй триггеры, генератор .импул сов, генератор пилообразного напря жения, первую и вторую линии задержки, делитель частоты, счетчик кодов, ВЕзКОДНые вентили, первый, в рой и третий переключатели, первый второй и третий вентили и элемент ИЛИ, причем первый вход первого бл ка сравнения соединен с первой вход ной шиной, первый вход второго бло ка сравнения соединен со второй входной клеммой, а вторые входы первого и второго блоков сравнения / соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, выход первого блока сравнения соединен с пер выми клеммами первого и второго пе реключателей, вторые клеммы которых подключены к выходу второго.бло ка сравнения, а третьи - к первым входам соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с первым выходом первой линии задержки, выход генератора импульсов подключен ко входу делителя частоты, выход которого соединен со входом первой линии задержки, первый выход которой подклю чен ко йходу генератора пилообразно напряжения, выходы счетчика кодов соответственно соединены с первыми входами, выходных вентилей, первый выход первого триггера подключен к первому входу первого вентиля, а второй его выход соединен с первыми входами второго и третьего вентилей, первый выход второго триггер соединен со вторым входом второго вентиля и второй его выход - со вто рыми входами первого и третьего вен тилей, третьи входы всех вентилей соединены с выходами генератора импульсов, а выходы - соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход третьего вентиля подключен к входу второй линии задержки, первый выход которой соединен с четвертым входом элемент ИЛИ, а второй - с управляющим входом счетчика кодов, выход элемен та ИЛИ соединен с первой клеммой третьего переключателя,, вторая клем ма которого подключена к выходу делителя частоты, а третья - ко вторыи входам выходных вентилей Cl3. Известное устройство не позволяет автоматически определять шаг дискретизации входного сигнала, в результате чего сигнал преобразовывается или с неоправданно высокой час тотой, приводящей к избыточности информации, или же с низкой частотой, приводящей к погрешностям при восстановлении исходного сигнала. Цель изобретения - улучшение метрологических характеристик преобразователя путем автоматического определения шага дискретизации. Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональный преобразователь аналог-код введены т-разрядный счетчик количества циклов, третий и четвертый триггеры, четвертый, пятый, шестой и седьмой вентили, т-разрядный счетчик изменения первого разряда отсчета, m вентилей первой группы, (т-1) вентилей второй группы, второй и третий элементы ИЛИ, причем между вторым выходом первой линии задержки и входом счетчика кодов включен второй элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к шине общего сброса, к первому входу третьего элемента ИЛИ, нулевым входом четвертого триггера, счетчика количества циклов и га-разрядного счетчика изменения первого разряда отсчета, при этом выходы первого разряда счетчика кодов подключены к первым входам четвертого и пятого вентилей, вторые входы которых под.ключены к входу счетчика количества циклов, к выходу шестого вентиля и к второму входу третьего элемента ИЛИ, а выходы соответственно подключены к входам третьего триггера, выход третьего триггера соединен с входом счетчика изменения первого разряда отсчета, единичные выходы каждого разряда которого соответственно подключены к первым входам (т-1) вентилей первой группы, а нулевые выходы - к первым входам (m-l) вентилей второй группы, вентили второй группы, начиная с (т-1)-го вентиля по первый, последовательно соединены, а их выходы подключены соответственно к вторым входам (ш-1) вентилей первой группы, выходы с первого по (т-2) вентилей первой группы подключены к входам соответствующих разрядов делителя частоты, вход j-Toro разряда которого подключен к выходу третьего элемента или, третий вход которого подключен к выходу (т-1)-го вентиля первой группы, выход т-го вентиля первой группы подключен к шине выхода сигнализаций, при этом выход счетчика количества циклов подключен к единичному входу четвертого триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу шестого вентиля , второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с первым входом седьмох о вентиля, второй вход которого соединен с единичным выходом четвертого триггера, а его выхол соединен с первыми входами т-го вентиля первой группы и ()-ro вентиля второй группы. На чертеже приведена схема много функционального преобразователя аналог-код. Схема содержит блоки сравнения 1 и генератор пилообразного на пряжения 2, триггеры 3 и Bj, венти ли , генератор 5 импульсов, делитель частоты 6, линии задержки и 9, элемент ИЛИ 8, счетчик кодов выходные вентили 11, переключатели 12 - 14, выхода 15 и 16 линии задержки 9 , клходы 17 и 18 линии за:держки 7, т-разрядный счетчик количества циклов 19, венти ли 20 и 202 триггер 21, элемент ИЛИ 22, т-разрядный счетчик 26 изме нения первого разряда отсчета, га вентилей первой группы ,„, (т-1) вентилей второй группы ., элемент ИЛИ 29, шину 30 выхода сигнализации,шину 31 общего сбро Многофункциональный преобразователь аналог-код работает в следующи режимах: преобразование напряже,ния в код с автоматическим определе нием шага дискретизации; преобразов ние напряжения в код с одновременны дискретным воздействием в квадрат и автоматическим определением шага ди скретизации; преобразование двух аналоговых величин в код с одновременным дискретным перемножением и автома тическим определения шага дискретизац В первом режиме работы для преобразования напряжения и в код переключатель 12 устанавливается в положение 12/1, переключатель 13 положение 13/1, переключатель 14 в положение 14/2. В начале работы по шине Общий сброс устройство устанавливается в начальное состояние. При этом т-раэрядный счетчик количества циклов 19, счетчик кодов 10, триггер 23 и счетчик изменения первого разр да отсчета 26 устанавливаются в нулевые состояния, а соответствующий j-Й разряд делителя частоты 6 устанавливается в единичное состояние. Делитель частоты 6 представляет собой вычитающий счетчик, из содержимого которого при каждом посту лении импульса с выхода генератора вычитается единица. Чтобы получить на выходе делителя частоты 6 сигнал определенной частоты в каждом цикле один из его разрядов устанавливается в единичное состояние. После вычитания из содержимого делителя час тоты 2 1шпульсов содержимое делите ля частоты равняется нулю, и на его выходе получается сигнал, при помощи которого начинается очередной шаг преобразования. Например, если 8-й разряд делителя частоты 6 в каждом цикле устанавливать в единичное состояние, то через 2 256 им- пульсов от генератора 5 будет начало нового цикла преобразования. Если же 9-й разряд делителя частоты установить в единичное, состояние, то через 2 512 импульсов генератор 5 будет начинаться очередной цикл преобразования. Аналогичньм образом, изменяя содержимое де.лителя частоты 6, можно изменить шаг квантования по времени, т.е. частоту преобразования. Для каждого преобразователя в зависимости от крутизны компенсирующего пилообразного напряжения можно выбирать максимально возможную частоту преобразования. Допустим, что разрядом делителя частоты 6, при установлении которого в единичное состояние получается максимально возможная частота квантования для данного типа преобразователя, является j-й разряд. После вычитывания из .содержимого делителя частоты 6-2 импульсов от генератора 5 на его выходе появляется сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9, вентилей 24, 25 и через переключатель 14 передает содержимое счетчика кодов 10 на вход устройства. Ко вторым входам вентилей 24 и 25 поступают уровни напряжения с выходов триггера 23. Так как триггер 23 находится в нулевом состоянии, то открыт только вентиль 24. Сигнал с выхода вентиля 24 через элемент ИЛИ 29 устанавливает j-и разряд делителя частоты 6 в единичное состояние для следукадего цикла преобразования, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили 20 и 20 переписывает состояние первого разряда (нулевое состояние) счетчика кодов 10 в триггер 21. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кодов 10, а с выхода 16 линии задержки 9 - запускает генератор пилообразного напряжения 2 и устанавливает в единичное положение триггеры 3-,, 3 2- При этом открывается вентиль 4.J, серии импульсов с выхода генератора импульсов 5, проходя через открытый вентиль 4, линию задержки 7, с выхода 17 линии задержки 7 поступают на управляющий вход счетчика кодов 10. При равенстве пилообразного напряжения с измеряемым напряжением Ujj на выходе блока сравнения 1 вырабатывается импульс, который устанавливает триггеры 3. и 32 в нулевое состояние, при этом закрывается вентиль 4 и прекращается поступление импульсов на вход счетчика кодов 10. Количество импульсов, зафиксированное счетчиком кодов 10, пропорционально значению измеряемой величины в данном цикле преобразования. Сдержимое счетчика кодов 10 представляет собой цифровой эквивалент иэ.меряемой величины в двоичной системе. Этим завершается первый цикл преобразования.

Однако сигналы с выхода генератора 5 продолжают поступать на входы делителя частоты 6. В момент,, когда количество импупьсов от генератора будет равно 2, т.е. после вычитывания из содержимого делителя частоты импульсов в количестве 2, содержимое делителя частоты опять равняется нулю, и на его выходе получается второй сигнал, при помощи которого начинается очередной т.е. второй цикл преобразования. Этот сигнал также, аналогично описанному, поступая ко входам линии задержки 9 вентилей 24, 25 и 11, передает содержимое счетчика кодов 10, т.е. . цифровой эквивалент измеряемой величины первого цикла преобразования, на выход устройства. Сигнал с выхода открытого вентиля 24 аналогино описанному через элемент ИЛИ 29 устанавливает }-й разряд делителя частоты б в единичное состояние, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили 20 и 20 переписывает состояние первого разряда счетчика кодов 10 в триггер 21. Если в результате первого цикла преобразования первый разряд счетчика кодов 10 находится единичном состоянии, то при перепис его состояния в триггер 21 состояние триггера 21 изменится, в результате чего с выхода триггера 21 на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 поступит сигнал изменения состояния триггера. Если в результате первого цикла первый разряд счетчика кодов 10 находится в нулевом состоянии, то при переписи его состояния в триггер 21 состояние триггера 21 не изменится, в результате чего с выхода триггера 2.V на вход сч гтчика изменения первого разряда отсчета 26 сигнал не поступит. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кода 10, ас выхода 16 линии задержки - запускает генератор пилообразного напряжения 2, устанавливает в единичное состояние триггеры 3,,, Sg, и аналогично описанному протекает второй цикл преобразования. Как было отмечено, в кажДс цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты б прибавляет единицу к содержимому счет ика циклов 19. После m циклов преобраэования сигнал переполнения с выхода стариюго разряда счетчика циклов 19 устанавливает Б единичное состояние триггер 23. При этом закрывается вентиль 24 и открывается век тиль 25. Начиная с этого момента сигналы с выхода делителя частоты 6 проходят через открытый вентиль 25 и поступают на входы вентилей первой и второй групп 27 и 28..

Если в конце каждого цикла преобразования состояние первого разряда счетчика кодов 10 изменяется, то в начале каждого следующего цикла О изменяется и состояние триггера 21, в результате чего в начале каждого следующего цикла преобразования на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 nocTynafST сигнал.

5 Таким образом, в результате m циклов преобразования состояние первого разряда счетчика кодов 10 m раз изменяется, и на вход счетчика изменения первого разряда отсчета 26 m раз

0 .поступает сигнал. При этом старший 1п-й разряд счетчика 26 находится в единичном состоянии, и открыт т-й вентиль первой группы 27, Это свидетельствует о том, что скорость изменения преобразуемого сигнала больше частоты дискретизаций, и выбранная максимальная частота преобразования оказывается недостаточной. При этом сигнал с выхода вентиля 25 че рез открытый вентиль 27 поступает на шину 30 выхода сигнализации.

Если т-й разряд указанного счетчика оказывается в нулевом состоянии, а (т-1)-й разряд - в единичном состоянии, то будут открыты (m-l)-e

5 вентили первой и второй групп 28, 27. Следовательно, сигнал с выхода вентиля 25 через открытые вентили 28 ,, 27 и элемент ИЛИ 29 устанавливает в единичное состояние

0 j-и разряд делителя частоты. Это соответствует тому, что установленная максимальная частота преобразования, выбрана правильно, и в дальнейшем в начале каждого цикла преобразования,

5 аналогично описанному, устанавливается в j-й разряд делителя частоты единица, и устройство работает с максимальной частотой преобразования.

Если т-й и {т-1)-й разряды счетQ чика 26 оказываются в нулевом состоянии, а (т-2)-й разряд - в единичном состоянии, то закрыты вентили 27, 27(f|,j, открыты вентили 28(т--,), 28j.,i,, 27,п,.„,. При этом сиг, нал с выхода вентиля 25, через открытые вентили 28 п,.,, 28.к 27,,, устанавливает .в единичное состояние }-И)-й разряд делителя частоты 6. Это свидетельствует о том, что частота преобразования значительно больше, чем скорость изменения во времени преобразуемого сигнала. При установлении единицы в (+1)-й разряд делителя частоты, его содержимое увеличивается в два раза по сравнению Р. Дредьиущим, когда единица нахорилась в j-oM разряде, и только после вычитания из содержиморо делителя частоты 6-2 импульсов от генератора 5 его состояние равняется нулю, и на выходе получается сигнал начала очередного цикла преобразования. Таким образом, сигнал на выходе делителя частоты 6 появляется в два раза реже, т.е. частота преобразования автоматически уменьшает ся в два раза. I Если и {т-2)-й разряд счетчика 2 изменения первого разряда отсчета находится ь нулевом состоянии, то сигнал с выхода открытого вентиля 28tm 3) поступает на входы вентилей 27.j, 28 ,4)f и аналогично опи.санному анализируется состояние (п1-3)-го разряда указанного счетчика 26. Анализ состояний разрядов счетчи ка 26 продолжается до обнаружения разряда, находящегося в единичном состоянии. При обнаружении единицы в (m-k)-OM разряде счетчика изменения первого разряда отсчета 26 в (j+k-l)-ft разряд делителя частоты 6 3аносится единица, что соответствуе автоматическому уме.ньшению частоты преобразования в 2 раз. В последующих циклах преобразов ния состояние триггера 23 не изменяется, вследствие чего вентиль 24 остается закрытым, а вентиль 25 открытым. При этом также не изменяетс состояние триггера 21 и содержимое счетчика 26 изменения первого разряда отсчета. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 проходит через открытый вентиль 25, производите запись еди ницы в (j+k-l)-ft разряд делителя частоты 6, и автоматически выбранна частота преобразования для последую щих циклов остается постоянной. Для преобразования напряжения Uy в код переключатель устанавливаетс положение 12/2, а переключатель 13 в положение 13/2. Работа преобразов теля при этом происходит аналогично работе при преобразовании напряжения UK с автоматическим определе нием шага дискретизации. Во втором режиме работы для пре образования напряжения U в код с одновременным его дискретным возве дением в квадрат переключатель 12 устанавливается в положении 12/1, переключатель 13 - в положение 13/ а переключатель 14 - в положение 1 В начале работы во втором режиме также по шине Общий сброс устройство устанавливается в начальное состояние, т.е. т-разрядны счетчик количества циклов 19, счет чИк кодов 10, триггер 23 .и счетчик изменения первого разряда отсчета 26 устанавливается в нулевое состо ние, а соответствующий j-й разряд делителя частоты устанавливается в единичное состояние. При этом устройство работает с максимальной частотой преобразования. После вычитывания.из содержимого делителя частоты С 2 импульсов содержимое делителя частоты 6 раиняется нулю, и на его выходе получается сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9, вентилей 24 и 25. Ко BTopfcw входам вентилей 24 и 25 поступают уровни напряжения с выходов триггера 23. Так как триггер 23 находится в нулевом состоянии, то открыт только вентиль 24. Сигнал с выхода вентиля 24 через элемент ИЛИ 29 устанавливает j-й разряд делителя частоты6 в единичное состояние, увеличивает содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентиль 20 и 20 переписывает состояние первого разряда (нулевое состояние) счетчнка кода 10 в триггер 21. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кодов 10, ас выхода 16 линии задержки 9 запускает генератор пилообразного напряжения 2 и устанавливает в единичное состояние триггеры 3 и 32. При этом открывается вентиль 4j, серии импульсов с выхода генератора импульсов 5, проходя через открытый вентиль 4j, элемент ИЛИ 8, переключатель 14, поступают на входы выходных вентилей 11, импульсы с выхода вентиля 4, задержанные на небольшой промежуток времени, с выхода 17линии задержки 7 поступают на управляющий.вход счетчика кодов 10. Импульсы от выхода 18 линии задержки 7 через элемент ИЛИ 8 и переключатель 14 поступают на входы выходных вентилей 11. Таким образом, содержимое счетчика кодов 10 возрастает в естественном порядке, т.е. 1; 2; 3; 4 и т.д., и через выходные вентили 11 на выход передаются коды чисел 0,1; 1,2; 2,3; 3,4; 4,5; и т.д., сумма которых равна квадрату числа, находящегося в счетчике кодов 10, т.е. квадрату преобразуемой величины. Этим завершается первый цикл работы устройства. Однако сигналы с выхода генератора 5 продолжают поступать .на входы делителя частоты 6. В момент, когда количество ймпульсо.в от гене ратора будет равно 2, т.е. после вычитывания из содержимого делителя частоты импульсов в коли .остве 2, содержимое делителя частоты опять равняется нулю, и на его выходе получается второй сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9, и через открытый вентиль 24, аналогично описанному, через элемент

ИЛИ 29 устанавливает j-й разряд делителя частоты 6 в единичное состоя ние, увеличивает содержимое счётчика цнклов 19 на единицу и через вентилн 20-, и 202 переписывает состояние первого- разряда счетчика кодов 10 в триггер 21.

Если в результате первого цикла преобразования первый разряд ,счвтчика кодов 10 находится вединичном состоянии, то при переписи его соетоякия в триггер 21 состояние триггера 21 изменяется, в результате чего с выхода триггера 21 на вход счетчика 26 и;эменения первого разряда отсчета поступает сигнал изменения состояния триггера 21. Если в результате первого цикла преобразования первый разряд счетчика кодов 10 находится в нулевом состоянии, то при переписи его состояния в триггер 21 состояние триггера 21. не изменяется, в результате чего с выхода .триггера 21 на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета сигнал не поступает. Сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кодов 10, ас выхода 16 линии задержим 9 - запускает генератор пилообразного напряжения 2, устанавливает в единичное положение триггеры 3,, 3 2 и аналогично описанному протекает второй цикл работы устрой.ства. В каждсм цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 прибавляет единицу к содержймому счетчика циклов 19. После m циклов преобразования сигнал перепОлнения с выхода старяиего разряда счетчика циклов 19 устанавливает в единичное состояние триггер 23. При этом закрывается вентиль 24 и открывается вентиль 25. Начиная с этого момента сигналы с выхода делителя частоты 6 проходят через открытый вентиль 25 и поступают на входы вентилей первой и второй групп 27 и 28

Если в конце каждого, цикла преобр зования состояние первого разряда счетчика кодов 10 изменяется, то в начале каждого следукицего цикла изменяется и состояние триггеоа 21, в результате чего в начале каждого следующего цикла преобразования на вход счетчика изменения первого разряда отсчета поступает сигнал. Таким образом, в результате га циклов преобразования состояние первого разряда счетчика кодов 10 после каждого цикла преобразования m раз изменяется, и на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета m ра поступает сигнал. При этом старший т-й разряд счетчика 26 находится в единичном состоянии, и открыт го-й вентиль первой группы 27. Это явление свидетельствует о том, что скорость изме.нения преобразуемого сигнала больше частоты дискретизации, , и выбранная максимальная частота преобразования оказывается недостаточной. При этомсигнал с выхода вентиля 25 через открытый вентиль 27 поступает на шину 30 сигнализации.

Если т-й разряд указанного счетчика оказывается в нулевом состоянии, а ( разряд - в единичном состоянии, то открыты {т-1)-е вентили первой и второй групп , 27( . . Следовательно, сигнал с выхода вентиля 25 через открытые вентили 28(rTi-t}r 27 {, и элемент ИЛИ 29 устанавливает в единично состояние j-й разряд делителя частоты 6. Это соответствует тому, что установленная максимальная частота преобразования выбрана правильно, и в дальнейшем в начале каждого цикла .преобразования, аналогично описанному, устанавливается в j-й разряд делителя частоты единица, и устройство работает с максимальной частотой преобразования.

Если т-й и (ш-1)-й разряды счетчика 26 оказываются в нулевом состоянии, а (т-2)-и разряд в единичном состоянии, то з aкpыты вентили 27, 1) 28 з} и открыты вентили 28(-Л 2«{ш-2) 27(.2, .При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытые вен.тили 28 .j, 28 (тт1-2. и ) устанавливает в единичное состояние (+1)-й разряд делителя частоты 6. Это сззидетельствует о то что частота преобразования значительно больше, чем скорость изменения во времени преобразуемого сиг|нала. При установлении единицы в (j+l)-ft разряд делителя частоты его содержимое увеличивается в два раза по сравнению с предыдущим, когда единица находилась в j-ом разряде, и только после вычитывания из содержимого делителя частоты им-пульсов от генератора 5 его состояние равняется нулю, и на вызсоде получается сигнал .начала очередного цикла преобразования. Таким образом, сигнал на выходе делителя частоты б появляется в два раза реже, т.е. частота преобразования автоматически уменьшается в два раза.

Если и (т-2)-ой разряд счетчика 2 изменения первого разряда находится в нулевом состоянии, то сигнал с выхода открытого вентиля 28() поступает на входы вентилей 27(.3j, 28,.. , и аналогично описанному анализируется состояние (т-З)-го разряда указанного счетчика 26. Анализ состояний разрядов счетчика 26 продолжается до обнаружения разряда, находящегося в единичном состоянии. При обнаружении единицы в (ni-k)-oM разряде счетчика 26 в (+Х-1)-й разряд делителя частоты б заносится единица, что соответствует автоматическому уменьшению частоты преобразования в раз.

В последующих циклах преобразования состояние триггера 23 не изменяется, вследствие чего вентиль 24 остается закрытым, а вентиль 25 открытым. При этом также не изменяется состояние триггера 21 и содержимое счетчика 26. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты 6 проходит через открытый вентиль 25, и производится запись единицы в (j+k-l)-ft разряд делитель частоты б, и автоматически выбранная частота преобразования для последующих циклов остается постоянной.

В третьем режиме работы для преобразования двух аналоговых величин в код с одновременным их дискретным перемножением переключатель 12 устанавливается в положение 12/1, переключатель 13 - в положение 13/1, а переключатель 14 - в положение 14/

В начале работы в третьем режиме также по шине Общий сброс устройство устанавливается в начальное состояние, т.е. т-разрядный счетчик количества циклов 19, счетчик кодов 10, триггер 23 и счетчик 26 изменения первого разряда отсчета устанавливаются в нулевое состояние, а соответствующий j-й разряд делителя частоты устанавливается в единичное состояние. При этом устройсть

о работает с максимальной частотой преобразования. После вычитывачия из содержимого делителя частоты 2 импульсов содержимое делителя частоты 6 равняется нулю, и на его выходе получается сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9, вентилей 24 и 25. Ко вторьам входам вентилей 24 и 25 поступают уровни напряжения с выходов триггера 23. Так как

триггер 23 находится в нулевом состоянии, то открыт только вентиль 24. Сигнал с выхода вентиля 24 через элемент ИЛИ 29 устанавливает j-й разряд делителя частоты 6 в единичное состояние, увеличивает содержимое счетчика цикла 19 на единицу, и через вентили 20 и 20 переписывает состояние первого разряда (нулевое состояние) счетчика кода 10 в триггер 21. Сигнал с выхода 15 лиНИИ задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик кода 10, а с выхода 16 линии задержки 9 запускает генератор пилообразного напряжения 2 и устанавливает в единичное положение триггеры 3, 32- При этом открывается вентиль 4.J, и каждый импульс с его выхода через элемент ИЛИ 8, переключатель 14, поступая на входи выходных вентилей 11, осуществляет первую передачу содержимого счетчика кодов 10 на выход, задержанный на линии задержки 7 с выхода 17, поступая на управляющий вход счетчика кодов 10, увеличивает его содержимое на единицу, с выхода 18 линии задержки 7, через элемент ИЛИ 8, переключатель 14, поступоя на входы выходных вентилей 11, осуществляет вторую передачу содержимого счетчика кодов 10 на выход.

Это продолжается до момента равенства одного из измеряемых напряжений с пилообразным напряжением.

При этом сигнал с выхода блоков 5 сравнения. или Ij через переключатель 12 или 13 устанавливает один из триггеров 3, Зз в нулевое состояние, закрывается вентиль 4 и открывается вентиль 4 . или 2. Начиная с этого момента серии импульсов

0 с выхода генератора импульсов 5, проходя через открытый вентиль 4 или 2, элемент ИЛИ 8, переключатель 14, прступают на входы выходных вентилей 11 и осуществляют передачу содержи5мого счетчика кодов 10 на выход. Это продолжается до момента равенства второго измеряемого напряжения с пилообразным напряжением. При этом сигнал с выхода блока сравнения 1. или

0 Ij через переключатель 12 или 13 устанавливает в нулевое положение триггер 3 или 3 и закрывается вентиль 4 или 4 2

Таким образом, с момента начала

5 измерения до момента равенства пилообразного напряжения с меньшим измеряемым, на. выходе .передаются коды чисел, сумма которых равна значению квадрата меньшего из измеря0емых напряжений, а с этого момента времени до момента равенства пилообразного напряжения с большим измеряемым напряжением на выход передаются коды чисел, сумма которых равна произведению, значения разности

5 измеряемых напряжений н.а значение меньшего из измеряемых напряжений.

Следовательно, на выход передаются коды чисел, сумма которых равна

) Р х

0

U5.(U..,U пр« и,и

fi: и или и при и и

а

ЛVл

Этим завершается первый цикл работы устройства.

Однако сигналы с выхода генератора 5 продолжают поступать п.. входы делителя частоты 6. В момент, когда количество импульсов от генератора 5 равно 2, T.CJ. после вычитывания из содержимого делителя частоты имг1ул1 сов в количестве 2 , содержимое лолитоля частоты опять равняется нулю, и

на его выходе получается второй сигнал, который поступает ко входам линии задержки 9 и с выхода открытого вентиля 24, аналогично описанному, через элемент ИЛИ 29 устанавливают j-Я разряд делителя частоты б в 4диничное состояние, увеличивается содержимое счетчика циклов 19 на единицу и через вентили 20 -, и 202 переписывается состояние первого разряда счетчика 10 в триггер 21.

Если в результате первого цикла преобразования первый разряд счетчика кода 10 находится в единичном состоянии, то при переписи его состояния в триггер 21 состояние триггера 21 изменяется, в результаге чего с выхода триггера 21 на вход счетчика 26 изменения первого разряда постпает сигнал изменения состояния триггера 21. Если в результате первого цикла преобразования первый разряд. счетчика кода 10 находится в нулевом состоянии, то при переписи его состояния в триггер 21, состояние триггера 21 не изменяется, в результате чего с выхода триггера 21 на вход счетчика 26 изменения первого отсчета сигнал не поступает. сигнал с выхода 15 линии задержки 9 через элемент ИЛИ 22 обнуляет Счетчик кода 10, а с выхода 16 линии задержки 9 запускает генератор пилообразного напряжения 2, устанавливает в единичное положение тригге ры 3, 3„, и аналогично описанному протекает второйцикл преобразования. В каждом цикле преобразования сигнал с выхода делителя частоты б прибавляет единицу к содержимому счетчика 19. После m циклов преобразования сигнал переполнения с выхода старшего разряда счетчика циклов 19 устанавливает в единичное состояние триггер 23. При этом закрывается вентиль 24 и открывается вентиль 25. Начиная с этого момента сигналы с выхода делителя частоты б проходят через открытый вентиль 25 и поступают на входы вентилей первой и второй групп 27 и 28.

Если в конце каждого цикла преобразования состояние nepBojqo разряда счетчика кода 10 изменяется, то а начале каждого следующего цикла изменяется и состояние триггера 21, в результате чего в начале каждого следующего цикла преобразования на вход счетчика 26 изменения первого разряда отсчета поступает сигнал. Таким образом, в результате m циклов преобразования состояние первого разряда счетчика кода 10 после каледого цикла преобразования m раз изменяетс и на вход счетчика 26 m раз поступае сигнал. При этом старший т-й разряд счетчика 26 находится в единичном состоянии н открыт т-й вентиль первой

группы 27. Это явление свидетельствует, о том, что скорость изменения прео(5разуемогр сигнала больше частот дискретизации, и выбранная максимальная частота оказывается недостаточной. При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытый вентиль 21т поступает на шину 30 выхода сигнализации.

Если т-й разряд йчетчика 26 окаЬывается в нулевом состоянии, а |(т-1)-й разряд в единичном состоянии то открыты {т-1)-ё вентили первой и второй групп 28 ,„..,, 27(rt,-i). Следовательно, сигнал с выхода вентиля 25 через открытые веитили 28 („,.i)f 27|.j и элемент ИЛИ 29 устанавливает в единичное состояние j-й разряд делителя частоты б. Это соответствует тому, что установленная максимальная частота преобразования выбрана правильно, и в дальнейшем в начале каждого цикла преобразования, аналогичйо описанному,устанавливается в j-й разряд делителя частоты единица, и устройство работает с максимальной частотой преобразования.

Если т-й и (т-1)-й разряды счетчика 26 оказываются в нулевом состоянии, а )-й разряд в единичном состоянии, тр закрыты вентили 27(,, 27 (.), 28 (т.-з) и открыть вентили ,,, 28.2,, 27j.2, При этом сигнал с выхода вентиля 25 через открытые вентили ,j, 28(,) к ) У з зiвnквЗi&r в единичное состояние ()-й разряд делителя частоты б. Это явление свидетельствует о том, что частота преобразования значительно больше, чем скорость изменения во времени преобразуемого сигнала. При установлении единицы в (J+1)-и разряд делителя частоты его содержимое увеличивается в два раза по сравнению с Предыдущим, когда единица находилась в J-OM разряде, и только после вычитывания, из содержимого делителя частоты 62 шлпульсов от генератора 5 его состояние равняется.нулю, и на выходе получается сигнал начала очередного цикла преобразования. Таким образом, сигнал на выходе делителя частоты 6 появляется в два раза реже, т.е. частота преобразования автоматически уменьшается в два раза.

ЕСЛИ и (т-2)-й разряд счетчика 2 находится в нулевом состоянии,. то сигнал с выхода открытого вентиля ,28(п,.) поступает на вхолил вентилей 27,3J , 28 (,4)| / и аналогично описанному анализируется состояние )-го разряда указанногр счетчика 26. Анализ состряний разрядов сЧетчика 2€ продолжается до обнаружения разряда, находящегося в единичном состояний. При обнаружеНИИ единицы в (m-k)-dM разряде счетчика 26 в (j+k-D-fl разряд делителя частоты 6 заносится единица, что соответствует автоматическому уменьшению частоты преобразования в 2 - раз.

В последующих циклах преобразования состояние триггера 23 не изменяется, вследствие чего вентиль 24 остается закрыть, а вентиль 25 открытым. При этом также не изменяется состояние триггера 21 и содержимое счетчика 26. В каждом цикле преобразования сигнал с вькода делителя частоты 6 проходит через открытый вентиль 25, производится запись единицы в (j+k-D-fl разряд делителя частоты 6, и автоматически выбранная частота преобразования для последующих циклов остается постоянной.

Таким образом, в процессе работы устройства определяется среднеарифметическое значение изменения скорости входного сигнала за единицу вре-. мени, и исходя из этого устайавливается соответствующая частота дискретизации. Благодаря этому при практическом применении предлагаемого уст, ройства устраняется избыточность преобразованной инфо ЯУ1ации и возможные погрешности преобразования, возникающие при неправильном выборе

0 шага дискретизации. Кроме того, автоматическое определение шага дискретизации дает возможность использовать данное устройство как для преобразования медленно меняющихся аналоговых сигналов, так и для преобразования быстро Протекающих, прбцессов, что значительно расширяет область Применения данного устройства. Таким образом, метрологические характерис0 .тики предлагаемого устройства по сравнению с известным устройстве значительно улучшаются.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГ-КОД по авт. СВ. 511695, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик преобразовате я, в него введены т-разрядный счётчик количества циклов, третий и четвертый триггеры, четвертый, пятый, шестой и сед(,мой вентили, т-разрядный счетчик изменения первого разряда отсчета п вентилей первой группы, (т-1) рентилей второй группы, второй и третий элементы ИЛИ, причем между вторым выходом первой линии задержки и входом счетчика кодов второй элемент ИЛИ, второй вход которого додключен к шине оейдегр сброса, к первому входу третьего элемента ИЛИ, нулевым входам четвертого триггера, счетчика количества циклов ит-разрядного счетчика изменения первого разряда отсчета, при выходы первого разряда счетчика кодов подключены к первьаи входам четвертого ,и пятого вентилей, вторые входы которых подключены к входу счетчика количества циклов, к выходу mecTorjo вентиля и к второму входу третьего элемента ИЛИ, а выходы соответственно подключены к входам третьего триггера, выход которого соединен с входом счетчика изменения первого разряда отсчета, единичные выходы кажцого разряда которого соответственно подключены к первым входам (т-1) вентилей первой группы, нуле- ; вые выходы соответственно подключены к первым входам (т-2) вентилей второй группы, в.ентили второй группы, начиная с ()-го венТиля по первый, последовательно соединены, а их выходы подключены соответственно к вторьм входам (т-1) вентилей первой группы,выходы с первого 00(-2) вентилей первой группы подключены к вхо(Л дам соответствующих ра:зрядов делителя частоты, вход J-го разряда которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, третий вход .которого подключен к выходу &т1-1)-го вентиля первой группы, выходtn-ro вентиля первой группы подключен к шине выхода сигнализации, при этом выход счетчика количества циклов подклю- чен к e j:iHH4ftOMy входу четвертого 00 Ь5 Ь9 . триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу шестого вентиля, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с первым 0 входом седьмого вентиля, второй вход которого соединен с единичньоу выходом четвертого триггера, а выход .с первыми входами т-го вентиля первой группы и (т-1)-го вентиля второй груп