Аналого-цифровое вычислительное устройство Советский патент 1987 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к вычислительной технике и может-быть использовано в информационно-измерительных системах, предназначенных для отбора и обработки информации, содержащейся в измерительньпс сигналах, в частности в импульсной электроразведочной аппаратуре для автоматического вычисления кажущейся электропроводности исследуемого вещества.

Целью изобретения является расширение класса решаемых устройством задач.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройстваi на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из распределителя 1 импульсов, первого 2, второго 3 и третьего 4 мультиплексоров, аналого-цифрового 5 и цифроаналогового б преобразователей, первого 7 и второго 8 масштабных резисторов, интегрирующего конденсатора 9 и операционного усилителя 10. Устройство имеет вход 11, шину 12 постоянного напряжения и выход 13. Распределитель

1импульсов имеет первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 выходы.

Устройство об,еспечивает вычислеЗр----

ние функции у 1 х и работает.еле-. дующим образом.

Пусть на вход 11 устройства поступает непрерывное напряжение A(t), а на выходе 12 устройства присутствует .выходное напряжение U(t) . Под действием импульса (фиг. 2 б) с первого выхода 14 распределителя 1 открыва- ются первые каналы мультиплексоров

2и 3. При этом входное напряжение A(t) подается на информационньш вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5 и на вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 6.

Первым импульсом (фиг. 2 д), поступающим с четвертого вьгхода 17 распределителя 1j запускается АЦП 5 и напряжение A(t) преобразуется им в цифровой код. При этом на входе опорного напряжения АЦП 5 присутствует выходное напряжение U(t). В момент окончания преобразования на вь коде АЦП 5 образуется число

К

au,n

A(t)

U(t)

аип коэффициент преобразования АЦП 5, запускается ЦАП 6 и число n,(t) преобразуется в аналоговую величину (напряжение) . Поскольку в .это время на входе опорного напряжения ЦАП 6 присутствует напряжение A(t) с выхода мультиплексора 3, то на выходе ЦАП 6 появляется напряжение

Кдца-КиАп-А« (t)

и

цлп

K,.n,(t)-A(t)UTty

где К цлр - коэффициент преобразования ЦАП 6.

Импульсом (фиг. 2 в) с выхода 15 распределителя 1 открываются вторые каналы мультиплексоров 2 и 3 и на вход АЦП 5 поступает напряжение

u/in э на вход опорного напряжения ЦАП 6 - напряжение Е с шины 12 постоянного напряжения. Напряжение преобразуется в число n2(t) с помощью АЦП 5, запущенного вторым импульсом последовательности (фиг.2 д), причем

5

п (t) -К цдп-А (t)

0

и

в

I цлп

5

0

IFTU

момент окончания преобразования в n2(t) на выходе конца преобразования АЦП 5 появляется импульс, поступающий, на тактовый вход ЦАП 6. В результате на выходе ЦАП 6 образуется напряжение

(К;1цп Кц п) -Ep A t)

и

цлл

U4t)

Под действием импульса (фиг. 2 г) с третьего выхода 16 распределителя 1 открываются -каналы мультиплексора 4 и на инвертирующий вход операционного усилителя 10 начинают поступать токи, пропорциональные напряжениям и U(t). В итоге интегрирзоощему конденсатору 9 за время Т(, действия импульса на входах мультиплексора 4 сообщается заряд

UU)

R.

о

г

сопротивления масштаб- ньк резисторов 7 и 8 dU.,(t) - изменение выходного напряжения.

На этом один цикл работы устройства заканчивается. Вторыми импульсами последовательностей (фиг.2 б.

3

в, г) цикл повторяется и конденсатору 9 сообщается заряд

ля,.и,(0..т„-.т.

где U(t) - изменение выходного напряжения в момент окончания второго цикла. Выходное напряжение U(t)

00

X iUi(t) изменяется до тех пор,

(.1

пока 4U;(t)0. В установившемся режиме 4U.(t) О, следовательно,

ЦцАП U(t)

.R,

R.

Подставив в последнее равенство вместо и его значение, получают

(КАЦП-КЩП) -Е A4t) U(t) U4t) -R,R2

Выразив из последнего уравнения U(t), окончательно получают

U(t)

Ь.где К, ЕО(К

ный коэффициент вьтисления.

/.ЦП- Кц/1п)- - масштабФормула изобретения

Аналого-цифровое вычислительное устройство, содержащее шину постоянного напряжения, последовательно включенные аналого-цифровой и цифро- аналоговый преобразователи, первый масштабный резистор, подключенный одним из выводов к выходу цифроана- логового преобразователя, второй масштабный резистор и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потен61584

циала, а выход подключен к одному из выводов второго масштабного резистора и является выходом устройства, о т- g .личающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит распределитель импульсов, первый, второй и третий мультиплексоры и интегрирующий кон- 10 денсатор, который включен между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, первые информационные входы первого и второго мультиплексоров объединены и являются ин- 15 формационным входом устройства, а их вторые информационные входы подключены соответственно к выходу циф.роаналогового преобразователя и к шине постоянного напряжения, первые и 20 вторые управляющие входы первого и второго мультиплексоров попарно объединены и подключены соответственно к первому и второму выходам распределителя импульсов, соединенного третьим 25 выходом с первым и вторым объединенными управляющими, входами третьего мультиплексора, первый и второй информационные входы и выход которого подключены соответственно к свобод- 30 ным выводам первого и второго мас;штабных резисторов и к инвертирующе му входу операционного усилителя, аналоговый информационный вход, вход запуска и вход опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к выходу первого мультиплексора, к четвертому выходу распределителя импульсов и к

выходу операционного усилителя,вы- 40 ход второго мультиплексора соединен с входом опорного напряжения цифро- аналогового преобразователя, тактовый вход которого подключен к выходу

.конца преобразования аналого-цифрового преобразователя.

35

Составитель А.Маслов Редактор И.Николайчук Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 6293/50 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ 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

Фиг. 2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, в частности в пульсной электроразведочной аппаратуре для автоматического вычисления кажущейся электропроводности исследуемой среды. Целью изобретения явf2 If лается расширение класса решаемых устройством задач. Аналого-цифровое вычислительное устройство содержит распределитель импульсов 1, первый, второй и третий мультиплексоры соответственно 2, 3 и 4, аналого-цифровой преобразователь 5, цифроаналого- вый преобразователь 6, первый 7 и второй 8 масштабные резисторы, интегрирующий конденсатор 9, операционный усилитель 1О, вход 11, шину 12 источника постоянного напряжения и выход 13. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство распределителя импульсов, трех мультиплексоров и интегрирующего конденсатора., а также но- вым связям между составными элементами устройства, обеспечивающим решение задачи извлечения корня кубического из квадрата входного напряжения. 2 ил. (Л со 05 СП 00 N .И Hh д r-CZH- ifl fO j: Id