Преобразователь амплитуды переменного напряжения в код Советский патент 1983 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к электро измерительной технике, применяется для определения переходных и часто ных характеристик четырехполюснико Известны интегрирующие измерительные устройства для электроразведки методом вызванной поляризации, в которых входной сигнал преобр.азуется преобразователем напряжения в частоту в пропорциональные приращения частоты с дальнейшим преобразованием этих приращений в п-разрядный цифровой код (кодовое слово) путем стробирования и накоп ления информации в реверсивном сче чике импульсов за целое количество периодов входного сигнала С1 Недостатки указанного устройств низкие помехозащищенность по отношению нестационарных помех и быстр действие. Известен преобразователь амплитуды переменного напряжения в код, содержащий блок кодирования, первы вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с первым выхо дом блока управления, а выход - с первым входом устройства вычитания второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первым входом первого блока срав нения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, а первый выход с первым входом блока накопления результата Г2, Недостатком известного устройст ва является низкое быстродействие, Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь амплиту ды переменного напряжения в код, содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход с первым входом устройства вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и первым входом первого блока срав нения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, а первый выход с первым входом блока накопления результата, введены счетчик импуль сов, блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блок сравнения и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока кодирования, второй вход - с вторым выходом блока управления, а выход с вторым входом блока накопления результата и третьим входом первого блока сравнения, четвертый вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а второй выход j;- с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом второго регистра сдвига, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения,, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выход блока задания относительной дисперсии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока, управления, а третий вход с выходом устройства вычитания. На фиг, 1 изображена структурная схема устройства на фиг. 2 - эпюры, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства. В преобразователь входят блок 1 кодирования, устройство 2 вычитания, первый регистр 3 сдвига, сумматор 4, первый блок 5 сравнения, регистр б задаваемого числа совпадений, блок 7 накопления результата, счетчик 8 импульсов, второй регистр 9 сдвига, второй блок 10 сравнения, блок 11 задания относительной диспе сии, блок 12 управления. Блок 1 кодирования соединен первым выходом с входами устройства 2 вычитания и сумматора 4. Входы первого блока 5 сравнения подключены к выходам сумматора 4, первого регистра 3 сдвига, регистра б задаваемого числа совпадений, а выходык входу счетчика О импульсов и к управляющему входу блока 7 накопления результата, Cyr-jMaTop 4 выходом соединен с информационным входом блока 7 накопления результата а входы первого регистра 3 сдвига подключены к. выходу устройства 2 вычитания и к выходу блока 11 задания допустимой относительной дисперсии, Входы второго блока 10 сравнения, подключены к выходу регистра 6 задаваемого числа совпадений и через второй регистр 9 сдвига к выходу счетчика 8 импульсов. Блок 12 управления одним выходом подсоединен к входу блока 1 кодирования, а вторым выходом - к управляющим .входам устройства 2 вычитания, первого регистра 3 сдвига, сумматора 4 и первого блока 5 сразнения. Преобразователь работает следующим образом. В блоке 1 кодирования периодический входной сигнал U преобразуется в пропорциональные отклонения частоты с дальнейшим преобразованием этих отклонений за каждый период Т входного сигнала в п-разрядный цифровой код (кодовое слово). Кодо- . вые слова N изображены для наглядности на эпюре 13 (фиг. 2) в виде прямоугольных импульсов. Синхронизация (запуск) работы блока кодирования осуществляется прямоугольными -импульсами, поступающими с блока i12 управления (эпюра 14 на фиг. 2) При отсутствии импульсных помех кодовые слова за любой период входного сигнала должны быть равны между собой. При наличии нестационарг ных помех кодовые слова становятся не. равными друг другу. Первое кодовое слово N с выхода блока 1 кодирования поступает на входы устройства 2 вычитания и сумм тора 4. Второе кодовое слово N2 также подается на устройство 2 вычи тания и сумматор 4. В устройстве 2 вычитания определяется абсолютная разность (, а в сумматоре 4. находится абсолютная сумма ( После, поступления пары кодовых слов () на управляющие входы устройства 2 вычитания, регистра 3 сумматора 4, блока 5 с второго выхода блока управления подается прямоугольный импульс (эпюра 15 на фиг. 2). Передним фронтом этого импульса разрешается запись информации из устройства 2 вычитания в первый регистр 3 сдвига, в котором осуществляется увеличение абсолютной разности двух кодовых слов в 2 раз путем сдвига кода в сторону ста ших разрядов. В данном случае р количество разрядов, на которые произведен сдвиг кода числа в первом регистре 3 сдвига, задаваемое оператором путем записи числа в бло ке 11 задания допустимой относител ной дисперсии. . Передним фронтом импульса (эпюра 15 на фиг. 2) также разрешается прохождение информации из регистра и сумматора 4 в первый блок 5 срав нения. В первом блоке 5 сравнения осуществляется сравнение кодовых слов, поступающих с первого регист ра 3 сдвига и с сумматора 4. Резул тат сравнения двух кодовых слов (N-j-N / и .( в первом блок 5 сравнения описывается одним из .двух выражений: 2 2/N -N2/7/N +N2/ Если результат сравнения описыв ется выражением (1), то относитель ная погрешность , 1 где сГй - допустимая относительная дисперсия, задаваемая оператором, из первого блока 5 сравнения посту пает команда на управляющий вход блок накопления результата и информация из сумматора 4 переходит в блок 7 накопления результата. Затем задни фронтом прямоугольного импульса (эпюра 15 на фиг. 2) информация в устройстве 2 вычитания, регистре 3, сумматоре 4 и блоке 5.стирается. Далее поступает следующая пара кодовых слов N3 и N. Если же выполняется неравенство 2 /N2 /, то относительная погрешность (/N превосходит допустимую относительную дисперсию сГ(. В этом случае информация из сумматора 4 не проходит в блок 7 накопления результата,.а на втором выходе первого блока 5 сравнения возникает импульс, который поступает на вход счетчика 8 импульсов. Затем содержимое уся-ройства 2 вычитания, регистра 3, сумматора 4 и блока 5 стирается задним фронтом прямоугольного импульса (эпюра.15 на фиг. 2). Далее поступает вторая пара кодовых слов Nj и N4 и в устройство 2 вычитания и в сумматор 4. В устройстве 2 вычитания определяется также абсолютная разность /Nj-N /, а в сумматоре 4 абсолютная сумма /Nj+N./. Передним фронтом импульса (эпюра 15 на фиг. 2), поступающего после этой пары кодовых слов N и N, разрешается прохождение информации через устройство 2 вычитания, регистр 3, сумматор 4 и блок 5. Абсолютная разность вновь увеличивается в 2 раз в первом регистре 3 сдвига и сравнивается в первом блоке 5 сравнения с абсолютной суммой , L. поступающей с сумматора 4. Если 2°/Кз-N /i/Ng+N /, то с первого блока 5 сравнения подается команда на управляющий вход блока 7 накопления результата на прохождение информации из сумматора 4 в блок 7 накопления результата, а содержимое в устройстве 2 вычитания, регистре 3, сумматоре 4 и блоке 5 стирается задним фронтом импульса (эпюра 15-на фиг. 2), поступающего с второго выхода блока 12 управления. После этого в устройство 2 вычитания и в сумматор 4 поступает следующая пара кодовых слов. Если же 2 /N J-Мл/ /N +N л/, то информация из сумматора. 4 не проходит в блок 7 накопления результата, а на втором выходе первого блока 5 сравнения возникает импульс, поступающий на счетчик 8 импульсов, а информация в устройстве 2 вычитания, регистре 3, сумматоре 4 стирается задним фронтом того же импульса (эпюра 15 на фиг. 2), поступающего с второго выхода блока 1.2 управления. После этого поступает следующая пара кодовых слов и т.д. Преобразователь работает до тех пор, пока не произойдет определенное число М удачных совпадений пар кодовых слов, при которых увеличенная в 2 раз абсолютная разность кодовых слов не превосходит абсолютной cywv NH этой же пары кодовых слов. Число М удачных совпадений является параметром преобразователя и устанавливается оператором в зависимости от условий измерений в регистре б числа удачных совпадений. За время работы преобразователя в блоке 7 накопления.результата результат будет равенЩ индекс +1 относится только к тем парам кодовьое слов, при. которых относительная погрешность не превосходит до1тустим й относительной дисперсии. По окончанш накопления информации в счетчике 8 имяульсов накопится такое количество импульсов, равное числу неудачник сравнений пар кодовых слов, т.е. определится число Т пар кодовьвс слов, в которых увеличенная в 2 раз абсолютная, разность кодовых слов превосходит абсолютную сумму этих же кодовых слов. По соотношению М и Т в преобразователе производится оценка качест ва накопленной информации с помощью второго регистра 9 сдвига и второго блока 10 сравнения, при этом если число удачных совпадений, пары кодовых слов М примерно вдвое превышает число Т отбракованных пар кодовых слов, то качество накопленной информёщии при выбранной относительной дисперсии является удовлетворительным. Если , то измерения необходимо повторить. Информация из счетчика 8 Hismy/ibcoB подается на второй регистр 9 сдвига, в котором, осуществляется сдвиг информации влево (в сторону старших разрядов) На один разряд, т.е. увеличивается 1вдвое. На входы второго блока 10 сравнения поступают кодовые слова Ми 2Т с регистра б задаваемого числа совпадений и с второго регистра 9 сдвига. В результате сравнения вр втором блоке 10 сравнения может получиться - информация, накопленная в 13локе 7 накопления результата достоверна} - информация, накопленная в блоке 7. накоплеиия 1)езультата мало, достоверна и цикл преобразования следует повторитьТаким образом, значительно повышено быстродействие предлагаемого преобразователя амплитуды переменного напряжения в код при нестационарных помехах путем отбраковки из результато.в накопления только тех пар кодовых слов, в которых относительная погрешность превосходит величину допустимой относительной дисперсии, а также путем анализа соотношения величин количества накопленных и отбракованных (исключенных) пар кодовых слов.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КОД, содержащий блок кодирования, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход - с первым входом устройства вычитания, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления и с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра задаваемого числа : совпадений, а первый выход - с первым входом блока накопления результата, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены счетчик импульсов, блок задания допустимой относительной дисперсии, первый и второй регистры сдвига, второй блок сравнения и сумматор, первый вход которсгго соединен с выходом блока кодирования, второй вход - с вторым выходом блока управления, а выход с вторым входом блока накопления результата и третьим входом первого блока сравнения, четвертый вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а второй выход - с входе счетчика импульсов, выход (Л которого соединен с входом второго регистра сдвига, выход которого соес динен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого сое динен с выходом регистра задаваемого числа совпадений, при этом выход блока задайия относительной диспер-: сии соединен с первым входом первого регистра сдвига, второй вход котороСП го соединен с вторым выходом блока 00 управления, а третий вход - с выходом устройства вычитания. о 4 )

(Put.f.

Фи9. г