Преобразователь напряжения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/12 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах.

Цель изобретения - повьшение быстродействия преобразования.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя .

Преобразователь напряжения в код содержащий генератор 1 импульсов, блок 2 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 3, шину 4 входного сигнала, блок 5 элементов И, триггер 6 управления, триггеры 7.1-7.N, ши- ну 8 Пуск, дешифратор 9, второй 10 и первый 11 дополнительные триггеры.

Дешифратор 9 выполнен на первом 12 и втором 13 блоках элементов И.

Преобразователь работает следующим образом.

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3 в устройстве должен быть построен на основе избыточных весовых кодов, например целочисленных кодов Фибоначчи или кодов с иррациональным основанием золотой пропорци Характерной особенностью данных кодов является неоднозначность представления цифровой информации, т.е. .одному результирующему числу может ставиться в соответствие определен- .ное число различных кодовых комбинаций. Одну из таких кодовых комбинаций, а именно 01100, являющуюся ненормализованной, и соответствую-, щую нормализованной результирующей комбинации 10000 (старший разряд из них - слева), назовем измерительной комбинацией или измерительным состоянием пятерки триггеров.

Импульс по щине устанавливает пятерку триггеров старших разрядов устройства (т.е. триггеры с номерами разрядов N + 2 (11), N + 1 (10) и триггеры 7 с номерами разрядов N, N - 1 и N - 2), в измерительное состояние, а остальные триггеры 7 и триггер 6 - в нулевое состояние. Полученный на триггерах код преобразуется с помощью ЦАП 3 в аналоговый сигнал, который сравнивается блоком 2 с входным сигналом, поступающим с шины 4. Генератор 1 по сигналу разрешения от нулевого выхода триггера 6 генерирует импульсы. Последующая работа поясняется таблицей.

,

05232

Первьш импульс генератора 1 через блок 13 элементов И всех разрядов, кроме N-ro, и блок 13 элементов И N-ro разряда устанавливает в нулевое состояние триггер 10 с номером (N + 1) ив единичное состояние триггер 7 с номером N - 1 (см. таблицу) , а через элемент И блока элементов И 5 - триггеры (N + 2)-го, fO N-ro и (N - 2)-го разрядов в зависимости от сигнала, получаемого в результате сравнения входного сигнала, поступающего от шины 4, с сигналом, поступающим от ЦАП 3. Если вход

ной сигнал меньше сигнала от ЦАП 3, то на выходе блока 2 формируется нулевой сигнал и триггеры с номерами N+2, ЫиЫ-2 остаются в исходном состоянии (см. таблицу): триггер 11

с номером N + 2 - в состоянии О, триггер 7 с номером N - в состояние 1, и триггер 7 с номером N - 2.- в состоянии О. Если входной сигнал больше сигнала от ЦАП 3, то на

выходе блока 2 формируется единичный сигнал, разрешающий прохождение сигнала N-ro разряда дешифратора 9 через элемент И этого же разряда блока 5 элементов И и установку триггера

11 с номером N + 2 и триггера 7 с номером N - 2 в единичное состояние, а триггера 7 с номером N - в нулевое (см. таблицу). Таким образом, если вначале пять триггеров 7 старших

разрядов, включая два вновь введенных триггера 11 и 10, находились в измерительном состоянии (см. таблицу) , то после первого импульса от генератора эти пять триггеров и последующие один или два младшие триггеры находятся в следующих состояниях. Если входной сигнал меньше сигнала от ЦАП 3 и сигнал с выхода блока 2 является нулевым, то формируются сигналы, устанавливающие триггер 11 с номером N 2 в нулевое состояние, а следующую за этим триггером пятиразрядную группу триггеров 7 (см. таблицу) в измерительное состояние. Если же входной сигнал больше сигнала от ЦАП 3 и сигнал с выхода блока 2,является единичным, то формируются сигналы, устанавливающие два триггера 11 и 10 с номерами N + 2 и N + 1 в состояние 10 и в измерительное состояние следующую пятиразрядную группу триггеров 7 (1001100 см. таблицу), т.е. группу через один

разряд по отношению к исходному положению измерительного состояния.

В соответствии с положением измерительной группы разрядов и соотношением сигналов сравнения входного сигнала и сигнала от ЦАП 3 второй импульс от генератора 1 проходит через соответствующие элементы И блока 13 элементов И и элементы И блоков 12 и 5 элементов И и устанавливает в нулевое или единичное состояние триггер 7, старший в пятиразрядной группе триггеров, т.е. в состояние, соответствующее измерению (сравнению) , и в новое измерительное состояние группу триггеров на один или два разряда младше.

Работа по преобразованию напряжения в код заканчивается установкой триггера 6 в единичное состояние, которое может быть получено в следующих случаях: когда четыре триггера 7 с номерами с 1-го по 4-й реализуют старшие разряды измерительного состояния, триггер 6 реализует младший разряд группы измерительного состояния и сигнал от шины 4 больше сигнала от ЦА11 3; когда три триггера 7 с номерами от 1-го до 3-го реализуют три старших разряда измерительного состояния, а триггер 6 реализует второй младший разряд группы измерительного состояния. В этих двух ситуациях последующий импульс от генератора 1 через элементы И блока 12 элементов И с номерами разряда 2 или 1 и элемент И блока 5 элементов И устанавливает триггер 6 в единичное .состояние. Сигнал на единичном выходе триггера 6 индицирует конец работы и разрешение съема информации триггеров 7.

Формула изобретения

1. Преобразователь напряжения в код, содержащий последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и блок сравнения, второй вход которого является входной шиной, а выход соединен с первой группой входов блока элементов И, N - триггеров, входы установки в О которых соединены с соответствующими выходами блока элементов И, соответствующий вход установки в 1 N-ro триггера объединен с соответствующими входами установки в О осталь- ньк триггеров, соответствующим вхо5

5

дом установки в О триггера управления и является шиной Пуск, соответствующие прямые выходы всех триггеров и соответствующие инверсные 5 выходы триггеров, кроме N-го, соединены с соответствующими первыми и вторыми входами дешифратора, генератор импульсов, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения

o быстродействия, введены два дополнительных триггера, прямые выходы которых и прямые выходы триггеров соединены с соответствующими входами циф- роаналогового преобразователя и являются первыми выходными шинами, прямой выход триггера управления является второй выходной шиной, а инверсный выход через генератор импульсов соединен с третьим входом дешифрато-

0 ра, каждый i-й выход которого соединен с i-M входом второй группы входов блока элементов И и, кроме N-ro и первого, - с соответствующим входом установки в О (i + 1)-го триггера и соответствующим входом установки в 1 (i - 1)-го триггера, первьй выход - с соответствующим входом установки в О второго триггера и соответствующим входом установ-

ки в 1 триггера управления, а N-и выход - с соотвегствующям входом установки в О первого дополнительного триггера и соответствующим входом установки в 1 (N - 1)-го триггера,

5 соответствующий вход установки в

О второго дополнительного триггера объединен с соответствующим входом установки в 1 первого дополнительного триггера и является шиной

0 Пуск, i-й выход, кроме N-ro и (N - 1)-го выходов, блока элементов И соединен с соответствующими входами установки в Г (i + 2)-го и (i - 2)-го триггеров, (N - 1)-й

5 выход блока элементов И соединен с соответствующими входами установки в 1 первого дополнительного триггера и (N - 3)-го триггера, а N-й вьЕход соединен с соответствующими

0 входами установки в 1 втброго дополнительного триггера и (N - 2)-го триггера.

2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийся тем, что дешиф-

5 ратор выполнен на двух блоках элементов И из N и (N - 1)-го элементов И соответственно, первые группы входов первого и второго блоков элементов И являются соответственно

51

первыми и вторыми входами дешифрато ра, i-й вход, кроме первого и N-ro второй группы входов первого блока элементов И объединен с i-м входом второй группы входов второго блока элементов И и соединен с (i - 1)-м выходом второго блока элементов И, первый вход второй группы входов первого блока элементов И объединен

Исходное состояние

Установка разрядов сигналом от элемента И 13 N-ro разряда

Установка разрядов при нулевом сигнале от блока 2 (сохранение состояния разрядов)

Результирующее состояние разрядов при нулевом сигнале от блока 2

Установка разрядов сигналом от элемента И 5 при единичном сигнале от блока 2 (инверсное состояние разрядов)

Результирующее состояние разрядов при единичном сигнале от, блока 2

Примечание. Подчеркнуто измерительное состояние

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 7916/57Тираж 922Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2905236

с первым входом второй группы входов

, второго блока .элементов И и является третьим входом дешифратора, а . N-й вход второй группы входов перво- 5 го блока элементов И соединен с (N - 1)-м выходом второго блока элементов И, а выходы первого блока элементов И являются соответствующими выходами дешифратора.

Составитель И.Романова

Техред И.Попович Корректор Е.Сирохман

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах. Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства, содержащего генератор 1 импульсов, блок 2 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 3, блок 5 элементов И, триггер 6 управления, триггеры 7.1- 7.N, дешифратор 9, за счет введения в него первого 11 и второго 10 дополнительных триггеров с изменением связей. 1 табл.,1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л Л -Г/о N ;0 о СП tc со