Квадратичный аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1985 года по МПК H03M1/12 

I1 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения квадрата мгновенного значения переменно го напряжения в широком частотном диапазоне. Целью изобретения является повышение надежности и точности преобра зования. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого квадратичного преобразователя , па фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Квадратичный преобразователь содержит аналоговый сумматор 1, генер тор 2 равномерно распределенного напряжения, квантователь 3, состоящий из п компараторов, источник 4 опорного напряжения, делитель 5 час ты, преобразователь 6 кода, генератор 7 стабильнойчастоты, сумматор 8 Преобразователь 6 кода выполнен на логическом блоке 9 выделения при ритета, программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) 10, счетчика 11 и ключа 12. Принцип работы преобразователя заключается в следующем. Кривая ct (фиг. 2), характ еризующая изменение входного напряжения Uj((t) за полупериод Tj(/2 суммируется с выходным напряжением Up(t) генератора равномерно распределенного напряжения 2. Характер изменения на ряжения Up может носить как дeтep ffl нированный, так и случайный характер. Примером детерминированного си нала может служить сигнал треугольно формы. При случайном характере у., таким сигналом может спужить сигнал имеюио1Й равномерный закон распредел ния и конечное число градаций в пре делах шага квантования или белый шу Полученная сумма входного и равн мерно распределенного напряжения (кривая 5 , фиг. 2) поступает на пе вые п входы компараторов квантователя 1. На вторые п входы поступает опорное напряжение U, состоящее из суммы ряда постоянных уровней Uf, , взятых с равномерным шагом U. Квантователь 3 вьщеляет интервал -времени ti , в течение которых вьтол няется неравенство |b,(t) - Up|7/U.. При этом мгновенное значение входного сигнала в первом такте преобразования .определяется выражением U, kt,, во втором такте где k - коэффициент пропорп онапьноСти, Таким образом, мгновенное значение { входного сигнала в i момент времени равно и (т - 1) 4U + kt , где m - порядковый номер сработавшего компаратора. В ППЗУ хранятся коды, соответствующие квадратам значений уровней квантования квантователя 3. Преобразователь кода б работает следующим образом. Размер преобразуемого напряжения и (t) для момента времени Т (фиг. 2) равен ), т.е. срабатывают два нижних по схеме компараг тора. Логический блок 9 выделения приоритета выделяет сигнал с выхода старшего из сработавших компараторов квантователя. Размер напряжения, соответствующего второму уровню квантования, идентифицируется двоичным кодом числа 10, т.е. это соответ- ствует поступлению в счетчик 11 десяти импульсов опорной частоты. Из ППЗУ 10 в сумматор 8 переносится код квадрата числа 10. Сигналом с выхода логического блока 9 вьщеления приоритета счетчик 11 предустанавливается в состояние, соответствующее второму уровню квантования (т.е. числу 10). Счетчик организован таким образом, что последовательности натуральных чисел на его входе однозначно соответствует на его выходе последовательность чисел, взятьпс по нечетному ряду, т.е. при поступлении на вход счетчика первого импульса на его выходе появляется код числа 1, по приходу второго импульса - на выходе появляется код /числа 3, поступлению третьего импульса соответствует код числа 5, ..., приходу десятого импульса - код 19, одиннадцатого импульса - код 21, двенадцатого импульса - код 23 и т.д. Одновременно сигналом с второго выхода логического блока 9 вы31деления приоритета замыкается ключ и в счетчик поступают импульсы с выходи генератора опорной частоты. Поскольку счетчик 11 предустанавливается в состояние, соответствующее коду 10, при поступлении в него первого импульса на его выходе появляется код числа 21, по приходу второго импульса - код 23. Значения 34 этих кодов суммируются с предварительно записанным в сумматоре 8 кодом квадрата второго уровня квантования. Таким образом, на выходе сумматора 8 к концу такта преобразования появляется код числа 144 (100 + 1 + 23), т.е. получают квадрат мгновенного значения преобразуемого напряжения .

1. КВАДРАТИЧНЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий сумматор, квантователь на компараторах, источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности и точности преобразования, в него введены аналоговый сумматор, преобразователь кода, генератор равномерно распределенного напряжения, генератор стабильной частоты, делитель частоты, вход которого объединен с первыми входами сумматора, преобразователя кода компараторов квантователя и соединен с выходом генератора стабильной частоты, а выход делителя частоты соединен с входом генератора равномерно распределенного напряжения, при этом первый вход аналогового сумматора является входной шиной, второй вход соединен с выходом генератора равномерно распределенного напряжения, а выход - с вторыми входами компараторов квантователя, выходы которых соединены с соответствующими вторы -1и входами преобразователя кода, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами сумматора, выход которого является выходной шиной, причем третьи входы компараторов соединены с соответствующими выходами источника опорного напряжения. 2. Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что прес образователь кода выполнен на логи@ ческом блоке вьзделения приоритета, (Л программируемом постоянном запоминающем устройстве, счетчике, ключе, первый вход которого является первым входом преобразователя кода, второй вход ключа соединен с первым выходом логического блока вьщеления приоритета, а выход - с первым вхо00 дом счетчика, вторые входы которого ul объединены с соответствующими входами программируемого постоянного запоминающего устройства и соединены с соответствующими вторыми выходами . логического блока вьщеления приоритета, входы которого являются соответствующими вторыми входами преобразователя кода, при этом выходы прог.раммируемого постоянного запоминающего устройства и счетчика являются соответствующими выходами преобразователя кода.

фиг. /

uz. Z