Многоканальное усредняющее устройство Советский патент 1987 года по МПК G06F17/18 G06F7/38 

11

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано для сбора, накопления и первичной обработки информации.

Цель изобретения - повьш1ение точ- ности.

Расширение частотного диапазона входных сигналов в область верхних частот осуществляется за счет того, что частота ступенчато нарастающего напряжения выбирается значительно ниже частоты входного сигнала, что обеспечивает гарантированное квантование входного сигнала в двух точках за каждый период его изменения. При этом с увеличением частоты входного сигнала уменьшается шаг квантования, что приводит к возрастанию точности усреднения при заданном времени усреднения.

На чертеже представлена структурная схема многоканального усредняющего устройства.

Устройство содержит генератор i тактовых импульсов, элемент И 2, группу триггеров 3, цифроаналоговый преобразователь 4, группу декадных делителей 5 частоты, переключатель 6, уп тавляющий триггер 7, формирователь 8 коротких импульсов, вход 9 запуска, компараторы 10 -10,. , эле

менты И , счетчики 1. -12 , регистры 13 -13 .

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии после включения источников питания на вьгходе триггера 3 и на выходе управляющего триггера 7 появляется сигнал логического О.В результате этого элементы И 2 и П закрываются для прохождения импульсов стабильной частоты с генератора 1 соответственно на вход триггеров 3 и на информационные входы счетчиков 12,-12ц.

С помощью переключателя 6 устанавливают требуемое значение времени усреднения Т путем подключения одного из выходов делителя 5 частоты к счетному входу управляющего триг- гера 7.

Запуск устройства производится единичным импульсом, под действием которого все триггеры 3, делители 5 частоты, счетчики ., регистры. . устанавливаются в нулевое положение. Этим же импульсом управляющий триггер 7 перебрасывается, и на его выходе появляется сигнал ло

гической 1, в результате чего открывается элемент И 2, а на первых входах элемелггов И 11-11 появляет h

ся разрешающий потенциал.

Так как на оба входа элемента И 2 подаются сигналы логической 1, на вход триггеров начинают поступать импульсы стабильной частоты с выхода генератора 1„ Начинается отсчет заданного интервала времени усреднения. Одновременно на выходах триггеров 3 последовательно начинает формироваться цифровой код, поступающий на вход цифроаналогового преобразователя 4, с выхода которого снимается последовательность ступенчато нарастающих напряжений (Uj,) с периодом следования Т, намного большим, чем период входного напряжения U, и амплитудой, значение которой незначительно превьпиает максимальное значение входного напряжения.

Процесс усреднения для -го канала протекает следующим образом (для других каналов процессы усреднения протекают аналогично). В момент равенства ,kt компаратор 10 формирует последовательность прямоугольных импульсов & , , связанную с мгновенными значениями преобразуемо

го напряжения U, зависимостью ub,kU(f:) .

В процессе формирования интерва- лов временилТ абсолютное значение преобразуемого напряжения превосходит абсолют ное значение ступенчато нарастающих напря7 ений. Сформированные компаратором 10 импульсы поступают на третий вход элемента И 11. Так как в это время на всех входах элемента И 11 присутствуют сигналы логической 1, с его выхода на вход счетчика I2 поступают пачки импульсов длительностью it j . Число

импульсов, поступивших на счетчик т, f it, k,Uj,.(t) ,

где f - частота следования импуль- . сов генератора 1.

После каждого сформированного периода ступенчато нарастающего напряжения на вход делителей 5 частоты поступает импульс, а триггеры 3 обнуляются, С приходом каждого 10-го импульса (100-го и т.д. в зависимости от времени усреднения Т . с выхода одного из делителей 5 ча3

стоты на счетный вход триггера 7 поступает импульс, который перебрасывает его в исходное состояние, и на его выходе появляется сигнал логического О, под действием ното- рого закрывается элемент И 2. В результате прекращается подача импулсов с генератора 1 на вход триггеров 3, прекращается формирование последовательности ступенчато нара стающих напряжений и схема возвращается в исходное состояние. В момент перехода триггера 7 из состояния логической 1 в состояние логического О формирователь 8 фо мирует импульс напряжения, который поступает на вход разрешения запис регистра, давая тем самым разрешение на перепись из канальных счетчков 12,-12„ кодов, соответствующих

2,-12,

средним значениям за время Т входных аналоговых сигналов.

Количество импульсов, зарегистрированных каждым канальным счетчиком за время усреднения Т, равно

.,.

Среднее значение входного сигнала

и,

м

г т: .

Время усреднения определяется количеством декадных делителей п, подключенных к входу управляющего триггера 7, и равно Т,,То1П . В это

М случае операция деления -- своудится к простому переносу запятой в

показаниях счетчика.

Формула изобретени

Многоканальное усредняющее устройство, содержащее генератор так- товых импульсов, триггер, элемент И и п каналов, каждый из которых содержит компаратор, элемент И, счетчик, регистр, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И, выход триггера соединен с первыми входами элемента И каждого канала, первый вход компаратора каждого канала является соответствующим информацион4

/О 15

20

25

30

35

40

45

50

ным входом устройства, выход компаратора каждого канала с вторым входом элемента И своего канала, входы сброса счетчиков каждого канала соединены с одноименными входами регистров всех каналов, выходы которых являются соответствующими выходами устройства, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены цифроаналоговьш преобразователь, формирователь коротких импульсов, группа из 1 (1 - количество разрядов ЦАП, натуральное число) триггеров, группа из п (п - количество декад изменения времени усреднения, натуральное число) декадных делите- ;лей частоты, переключатель, причем второй вход элемента И соединен с входом формирователя коротких импульсов и выходом триггера, счетный вход которого соединен с выходом переключателя, а вход сброса соединен с входами сброса декадных делителей частоты группы, триггеров группы, счетчиков и регистров каждого канала и является входом запуска устройства, выход каждого декадного делителя частоты группы соединен с соответствующим входом переключателя и с информационным входом последующего декадного делителя частоты, группы, выход каждого триггера группы соединен с входом соответствующего разряда цифроаналогового преобразователя и счетным входом последующего триггера группы, выход последнего триггера группы соединен с информационным входом первого декадного делителя частоты группы, вы- 5сод элемента И соединен с третьими входами элементов И всех каналов, вькод элемента И каждого канала соединен с информационным входом счетчика своего канала, выход которого соединен с информационным входом регистра своего канала, входы разрешения записи регистров всех каналов соединены с выходом формирователя коротких импульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторыми входами компараторов всех кансшов.

г

f

F.-I«. «

.

L.

urj

7V

F- Ч J

т A J- H

bo

-

Составитель В.Орлов Редактор В.Петраш Техред Л.Сердюкова. Корректор А.Обручар

Заказ 273/49 Тира,ж 673Подписное

ВНИИГТИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.., д. 4/5

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

.jc:

йЭ

t д. I

Г

Ф/VV Ф

f

v

esT

Cvf

ж

:sii 2F

V

n

r jd/TVV

irj

f If If

5 dr

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сбора, накопления и первичной обработки информации.Цель изобретения - повьш1ение точности. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, триггер, элемент И, формирователь коротких импульсов, цифроаналоговый преобразователь, группу триггеров, группу декадных делителей частоты, переключатель, управляющий триггер и п каналов, (Каждый из которых включает в себя компаратор, счетчик импульсов и регистр. Повышение точности достигается за счет того, что частота ступенчато нарастающего напряжения выбирается ниже частоты входного сигнала, при этом с увеличением частоты входного сигнала уменьшается шаг квантования, что приводит к возрастанию точности усреднения при заданном времени усреднения.1 ил. S сл