Устройство аналого-цифрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения Советский патент 1988 года по МПК H03M1/18 

бход

(Л

00

tx со

4

Изобретение относится к цифровой информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых сигналов в циф- ровой код п информационно-иэмеритель- ньпс и управляющих системах, а также для сопр.яжения цифровых вычислитель- Н.ЫХ f-iaruHH с аналоговыми каналами, 1ше101 ( большой динамический диапа- tO зон сигнала.

Цель изобретения - повышение точности преобразования аналогового сигнала п 1и1фровой код за ,счет снижения приведенной погрешности аналого-циф- 15 рового преобразования.

На чертеже представлена структурная схема устройства аналого-цифрового преобразования с автоматическ1-1м рыборо;-1 предела измерения.20

Устройство содержит блок 1 аналогового зaпo инaния, блок 2 масштаба, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 выбора масштаба, включающий постоянное запоминающее устройство 5, 5 цифровой делитель 6, а также регистр 7, блок 8 синхронизации, арифметико- логический блок 9, регистр 10 масштаба, элемент ЯПИ 11, шину 12 Запуск, таймер 13,30

Сутцность изобретения заключается в следующем.

Приведенная погрешность вносит за- метнлто долю в погрешность устройств аналого-цифрового преобразования и 5 определяется по с1юрмуле

г f X

где Хр - цена младшего значащего разряда аналого-цифрового пре- образователя;

X - значение преобразуемого аналогового сигнала.

Из выражения следует, что приимает наименьшее значение, когда X прин11 1ает наибольшее. ТакМм образом, чтобы снизить значение S рр, необходимо произвести преобразование аналого- Boi o сигнала в диапазоне, близком к верхнему пределу преобразования . 50

Для этого в устройстве на первый вхо д блока 1 аналогового запоминания с входной шины подается аналоговый сигнал. По команде Запуск с второго выхо- 55 а блока 8 синхронизации подается уп- авляюгций сигнал на второй вход блока 1 аналогового запоминания и третий вход регистра 10 масштаба. Одновременно с

первого выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал на первьй вход аналого-цифрового преобразователя 3, При этом в блоке 1 аналогового запоминания фиксируется значение аналогового сигнала X. С выхода регистра 10 масштаба на второй вход блока 2 масштаба подается код, устанавливающий в нем масштабный коэффициент преобразования . Аналого-цифровой преобразователь 3 преобразует сигнал, поступивший с выхода блока 1 аналогового запоминания через блок 3 масштаба па его второй вход (значение сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя 3 равно Кп. X), в цифровой код N,. Этот код подается на вторые входы блока 4 выбора масштаба и первый вход арифметико-логического блока 9.

На первый вход блока 4 выбора масштаба с четвертого ньгхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал. При этом в блоке 4 выбора масштаба производится деление величины образцового кода N,,g ( - код, соответствующий Х,) на величину кода Ny. Результат деления округляется до ближайшего меньшего значения кода, соответствующего ближайшему меньшему коэффициенту преобразования блока 2 масштаба К. Код, соответствлтощий округленному результату деления /NX, подается с выхода блока 4 выбора масштаба на второй вход регистра 10 масштаба.

Потом с третьего выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал на третий вход арифметико-логического блока 9 и первый вход регистра 10 масштаба. Одновременно с первого выхода блока 8 синхронизации подается управляющий сигнал на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3. При этом с выхода регистра 10 масштаба на вторые входы блока 3 масштаба.и арифметико-логического блока 9 подается код, соответствующий определенному результату деления ,, которым устанавливается масштабный коэффициент преобразования в блоке 2 масштаба ,g/N. Аналого- цифровой преобразователь 3 преобразует сигнал, поступивший с выхода блока

1аналогового запоминания через блок

2масштаба на его второй вход (значение сигнала на входе ян.члого-цифрового преобразователя 3 равно Х-К), в цифровой код N. В арифметическом логическом блоке 9 производится учет масштаба путем деления величины кода N, на величину кода, соответствующую округленному результату деления / /N,.

Таким образом, с выхода арифметико-логического блока 9 снимается код

N yllN пь

Устройство работает следую1цим образом .

По команде Запуск на втором пы- ходе устройства синхронизации формируется сигнал, по которо)у в блоке 1 аналогового запоминания фиксируется значение преобразуемого сигнала X, этим же сигнааом регистр 10 масштаба устанавливается в одно из устойчивых состояний, и с его выхода подается код на второй вход блока 2 масштаба, который устанавливает в нем масштабный, коэффициент передачи К 1, Одновременно тот же сигнал через элемент ИЛИ 11 подается на первый вход аналого-цифрового преобразователя 3, по которому он преобразует поступивший на его второй вход сигнал X в цифро- вой код NK, которьм заносится в регистр 7.

Затем на первом выходе таймера 13 формируется сигнал, по которому с выхода регистр 7 на второй вход циф- рового делителя 6 подается код N, а на его первый вход с выхода постоянного запоминающего устройства 5 - код . В цифровом делителе б производится деление кодов Nng/Nx и округ ляется результат деления до ближайшего меньшего значения кода, соответствующего ближайшему меньшему К., и код, соответствующий округленному результату деления, подается с его выхода в регистр 10 масштаба.

Потом на третьем выходе таймера 13 формируется сигнал, по которому с вьгхода регистра 10 масштаба подается код на второй вход блока 9 и второй вход блока 2 масштаба, который устанавливает в них Kf,; , соответствующий округленному результату деления ,/ /N. Этот же сигнал через элемент ИЛИ 11 подается на первый вход аналого- , цифрового преобразователя 3, который преобразует сигнал Х-Кп;, поступающий на его второй вход с выхода блока 2

5 0 5

0

5

масштаба, в цифровой код N. Код N, полается на первый вход блока 9, в котором производится учет масштаба путем деления кода N, на код, соответствующий Kq. .

Таким образом, на его выходе получается скорректированньт резул1 тат преобразования

N К,.

ормула изобретения

1.Устройство аналого-1Щфрового преобразования с автоматическим выбором предела измерения, содержащее блок аналогового запоминания, блок масштаба, .блок выбора масштаба, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого подключены к соответствующим первым входам арифметико-логического блока, первьш вход аналого-цифрового преобразователя подключен к. первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с первым входом блока аналогового запоминания, вход является шиной Запуск,

а третий выход подключен к первому входу регистра масштаба, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам блока выбора масштаба, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами арифметико-логггческо- го блока, выходы которого являются выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности преобразования за счет снижения приведенной погрешности, второй вход блока аналогового запоминания является входной шиной, выход соединен с первым входом блока масштаба, выход которого соединен с вторым вхр- дом аналого-цифрового преобразователя, а вторые входы - с соответствующими выходами регистра масштаба, третий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с первым входом блока выбора масштаба, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами аналого-цифрового преобразователя, третий выход блока синхронизации соединен с третьим вхо- дом арифметико-глоп-гческого блока.

2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что блок выбора масштаба выполнен на регистре.

5 13799416

постоянном запоминающем устройстве3. Устройство по п.2, о т л и и цифровом делителе, выходы которогочающееся тем, что блок синхявляются выходами блока, а первыеронизации выполнен на элементе ИЛИ

входы соединены с соответствующимии таймере, вход которого является

выходами постоянного запоминающеговходом блока, первый выход является

устройства, вход которого объединенчетвертым выходом блока, второй выход

с первым входом регистра и являетсясоединен с первым входом элемента

первым входом блока, выходы регистраИЛИ и является вторым выходом блока,

соединены с соответствующими вторыми о третий выход соединен с вторым входом

входами цифрового делителя, а вторыеэлемента ИЛИ и является третьим выхо- входы являются вторьми входами бло- дом блока, а выход элемента ИЛИ являка.ется первым выходом блока.

Изобретение относится к цифровой информационно-измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляю1дих системах. Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет снижения приведенной погрешности. Устройство содержит блок 1 аналогово го запоминания, блок 2 масштаба, аналого-цифровой преобразователь 3, арифметико-логический блок 9, блок 8 синхронизации, регистр 10 масштаба, блок 4 выбора масштаба. В устройстве изменены функциональные связи и появилась возможность адаптивной подстройки коэффициента усиления для приведения входного сигнала к величине, близкой к верхнему пределу преобразования аналого-цифрового преобразователя. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. (О