Устройство для аналого-цифрового преобразоввания Советский патент 1987 года по МПК H03M1/00 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для снятия функциональных зависимостей, характеризующих поведение объекта исследования в цифровой форме, с целью отображения полученной информа ции и ее дальнейшей автоматической обработки на ЭВМ.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства-, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу

Устройство содержит усилитель 1 с регулируемым коэффициентом усиления, преобразователь 2 напряжение - код, блок 3 памяти, выполненный на п сдвиговых регистрах 4, где п - количество выборок входного сигнала, счетчик 5 управления коэффициентом усиления, элемент И 6, элемент ИЛИ 7 и элемент 8 задержки.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала на вход начальной установки (фиг.2е) устройства преобразователь 2 напряжение - код устанавливается в исходное состояние. В счетчике 5 управления коэффициентом усиления устанавливается код, значение которого соответствует максимальному усилению.

На вход Запуск устройства (фиг.2в) подается импульс запуска, который проходит через элемент ИЛИ 7 и осуществляет запуск преобразователя 2 напряжение - код. Подлежащий преобразованию аналоговьй сигнал с информационного входа устройства (фиг.2а) усиливается усилителем 1 в К раз и подается на аналоговый вход преобразователя 2 напряжение - код (фиг.26), который производит преобразование в код первой выборки аналогового сигнала. При этом в случае если переполнения преобразователя 2 напряжение - код не происходит, на его выходе Переполнение (фиг,2ж) присутствует сигнал О, который подается на входы Режим сдвига регистров 4 блока 3 памяти и устанавливает эти регистры в режим приема данных. По окончания цикла преобразования на выходе Конец преобразования преобразователя 2 напряжение - код (фиг,2д) появляется импульс Конец

3634602

преобразования, который подается на тактовые входы сдвиговых регистров 4 блока 3-памяти, при этом код первой выборки с информационного выхода преобразователя 2 напряжение - код записывается в первый сдвиговый регистр 4. Указанные операции составляют основной цикл работы устройства, во Q вр,емя которого выполняется запись кодов с информационного выхода преобразователя 2 напряжение - код в блок 3 памяти.

При поступлении следующих импуль- IT сов запуска на вход Запуск устройства (фиг.2в) основные циклы повторяются и аналогично осуществляется преобразование следующих выборок аналогового сигнала с выхода усилителя ,1, при этом импульсы Конец преобра20

5

0

5

0

5

0

5

зования , поступающие на тактовые входы сдвиговых регистров 4, обеспечивают последовательное проталкивание кодов выборок сигнала вплоть до заполнения всех регистров 4 блока 3 памяти. Описанные действия, соответствующие участку А временных диаграмм, на фиг.2, имеют место в том случае, если не происходит переполнения преобразователя 2 напряжение - код, т.е. если код какой-либо выборки аналогового сигнала на аналоговом входе преобразователя 2 (фиг.2б) напряжение - код не превышает его максимального кода.

При переполнении преобразователя 2 напряжение - код на его выходе .Переполнение (фиг.2ж) появляется сигнал 1. При этом выполняется вспомогательный цикл работы устрой-- ства, включающий следующие действия:

1.Сдвиговые регистры 4 блока 3 памяти переводятся в режим сдвига, при котором запрещаются прием кода

с информационного выхода преобразователя 2 напряжение - код в первый сдвиговый регистр 4 и проталкивание кодов из одного регистра 4 в другой,

2.Импульс Конец преобразования с выхода преобразователя 2 напряжение - код (фиг.2д) поступает на тактовые входы сдвиговых регистров 4 и производит сдвиг содержимого этих - регистров на один разряд вправо, при этом в старший разряд каждог о регистра 4 записьшается Таким образом, значения кодов, хранимых в регистрах 4, делятся на два.

3.Импульс Конец преобразования с выхода преобразователя 2 напряже ние - код (фиг.2д) проходит через элемент И 6 на счетный вход счетчика 5 управления коэффициентом усиления. Из содержимого этого счетчика вычитается единица, что соответствует уменьшению коэффициента усиления усилителя 1 в два раза.

4.Далее импульс Конец преобразования проходит через элемент 8 задержки и элемент ИЛИ 7 и запускает преобразователь 2 напряжение - код. Величина задержки элемента 8 выбирается по меньшей мере равной времени установления новой величины коэффициента усиления в усилителе 1. При этом на втором входе элемента ИЛИ.7 импульс отсутствует, так как период следования импульсов на входе Запуск устройства (фиг.2в) значительно больше длительности цикла преобразования.

Вспомогательные циклы, показанные на участке Б временных диаграмм на фиг.2 повторяются до тех пор, пока код на информационном выходе преобразователя 2 напряжение - код не станет меньше его макисмального кода, т.е. пока на вьгкоде Переполнение преобразователя 2 напряжение - код (фиг.2ж) не появится сигнал О. При появлении указанного сигнала О возобновляется выполнение основных циклов.

По заполнении всех регистров 4 блока 3 памяти кодами входной функциональной зависимости эти коды выводятся с выхода последнего регистра 4, например, путем подачи импульсов на вход Запуск устройства (фиг.2в) , причем количество этих импульсов должно быть равно количеству регистров 4 в блоке 3 памяти. Вывод информации из блока 3 памяти может быть также . обеспечен другим способом.

Таким образом, по окончании пре- образования в блоке 3 памяти будет содержатся отмасштабированная функ- циональная зависимость, определяемая входным аналоговым сигналом, в цифровой форме. Эта зависимость пригодна для дальнейшей обработки и отображения без дополнительной корректировки в результате чего сокращается время преобразования, т.е. преобразование

происходит ни.

в реальном масштабе време

Формула изобретения

Устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика управления коэффициентом усиления, а выход соединен с аналоговым входом преобразователя напряжение - код, информационные выходы которого подключены к соответствующим информационным входам блока памяти, и элемент задержки, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повьш1ения быстродействия и упрощения устройства, в него введены элемент И и элемент ИЛИ, а блок памяти выполнен на п сдвиговых регистрах, где п - количество выборок входного сигнала,

тактовые входы которых объединены с первым входом элемента И и подключены к выходу Конец преобразования преобразователя напряжение - код, вход Сброс которого объединен с входом синхронизации счетчика управления коэффициентом усиления и является пшной начальной установки, а вход Запуск подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого является шиной Запуск, а второй вход через элемент задержки объединен со счетным входом счетчика управления коэффициентом усиления и соединен с выходом элемента И, второй вход которого объединен с входами Режим сдвига сдвиговых регистров и подключен к выходу переполнения преобразователя напряение - код, информационные входы первого сдвигового регистра являются соответствующими информационными входами блока памяти, а информационные входы каждого последующего сдвигового регистра соединены с соответствующими информационными выходами предыдуего, информационные выходы последнего регистра являются выходной шиной, входной шиной является аналоговый вход усилителя с переменным коэффициентом усиления, а входы предустановки счетчика управл ения коэффициентом усиления являются шиной опорного кода.

О.

(Г /

г д 6

п

-н

т

1

У(/асгпок А

(pus. 2

Редактор А.Огзр

Составитель Ю.Спиридонов Техред|М.Моргентал

Заказ 102Тираж 900Подписное

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

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для снятия функциональных зависимостей, характеризующих поведение объекта исследования, в цифровой форме с целью отображения полученной информации и ее дальнейшей автоматической обработки на ЭВМ. В устройство, содержащее усилитель 1 с регулируемым коэффициентом усиления, преобразователь 2 напряжение - код, блок 3 памяти, счетчик 5 управления коэффициентом усиления и элемент 8 задержки, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства введены элемент 6 И, элемент 7 ИЛИ, а блок 3 памяти выполнен на сдвиговых регистрах 4. 2 ил. ю г; р; 1 U 00 Oi со 4i О5 Ц Фиг.1 S/fo/f памяти 4J