Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H03M1/00 H03M1/46 

(Л

С

Изобретение предназначено для использования в информационно-измерительной технике для аналого-цифрового преобразования с фильтрацией сигналов при наличии мощных аддитивных импульсных помех. Цель изобретения - повышение помехозащищенности путем селекции медианы из выборочной последовательности. Аналого-цифровой преобразователь содержит ЦАП 1, регистр 2, компараторы 3, мажоритарный элемент 4, блок 5 управления, устройство 6 выборки-хранения, ключи 7, блоки 8 выборки и хранения, счетчик 9 и дешифратор 10. Цель достигается исключением из последующей обработки операции формирования вариационного ряда и выполнением фильтрации в темпе аналого-цифрового преобразования. 1 ил.

о

VJ

го ел о

го

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для аналого-цифрового преобразования, обеспечивающего фильтрацию сигналов при наличии мощных аддитивных импульсных помех, а также для решения задач обнаружения.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) 1, регистр 2, компараторы 3, мажоритарный элемент 4, блок 5 управления, n-канальное устройство 6 выборки и хранения, выполненное на ключах 7, блоках 8 выборки и хранения, счетчике 9 и дешифраторе 10. Блок 5 совместно с регистром 2 образуют регистр последовательного приближения.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной преобразуемый сигнал поступает на аналоговый вход АЦП. Пусковые импульсы через интервал тз подаются на входную пусковую шину. По каждому импульсу счетчик 9 увеличивает свое состояние на единицу и через п импульсов счет продолжает с нулевого состояния. При этом на выходе дешифратора 10 в зависимости от состояний счетчика 9 устанавливается единичный позиционный n-разрядный код, способствующий включению одного из п ключей 7. Через открытый ключ 7 сигнал поступает на соответствующий вход одного из блоков 8 выборки и хранения, на выходе которого устанавливается уровень, равный входному на данный момент времени. В результате по мере поступления пусковых импульсов на выходах блока 6 устанавливается вся совокупность выборочных значений на временном интервале. При этом по каждому новому импульсу соответствующий из ключей 7 подключается к соответствующему блоку 8, хранящему самую раннюю выборку, обновляя ее вновь пришедшей информацией.

Сигналы с выхода n-канального устройства 6 выборки и хранения одновременно поступают на п компараторов 3. Состояние на выходах компараторов определяется уровнем с выхода ЦАП 1. Если уровень с одного из выходов устройства 6 больше уровня с ЦАП 1, то состояние соответствующего КПЗ истинно.

Таким образом, на входах мажоритарного элемента 4 устанавливается определенное количество единиц и нулей. Согласно логике мажорирования состояние

,1 выхода мажоритарного элемента 4 определяется из правила

П, при X к п/2 ;

о 4

О, при 2, «i п/2 ,

i

где «|-0,1 значение 1-го входа мажоритарного элемента.

0Таким образом/3 определяется по большинству значений а. Следовательно, /J 1, если количество единиц на всех входах больше количества нулей и наоборот.

Работа блока 5, регистра 2 и ЦАП 1 ана5 логична работе АЦП поразрядного уравновешивания.

После прихода пускового импульса регистр 2 устанавливает значение старшего разряда в единицу. При этом на выходе ЦАП

0 1 имеют уровень Д Е 2т, где Л Е - вес младшего разряда ЦАП 1. Если выход мажоритарного элемента 4 соответствует нулю, то значение единицы старшего разряда сбрасывается и устанавливается в единицу

5 следующий разряд, создавая на выходе ЦАП 1 уровень АЕ 2 . Если выход 4 соответствует единице, то к единице старшего разряда добавляется единица следующего младшего разряда, создавая на

0 выходе ЦАП 1 уровень АЕ(2т + ). Так продолжается до тех пор, пока не будет опрошен последний младший разряд АЦП.

По окончании преобразования на выходах регистра 2 устанавливается цифровой

5 эквивалент той выборки, которая соответствует медиане анализируемого набора выборок. По следующему пусковому импульсу самая ранняя выборка заменяется на новую и по окончании преобразования усганавли0 вается цифровой эквивалент медианы для обновленной совокупности выборок,

Проиллюстрируем работу АЦП на конкретном примере. Для этого ограничимся рассмотрением 5-разрядного АЦП с аперту5 рой п 3.

Предположим, что по j-му пусковому импульсу на выходах устройства 6 установлены уровни, соответствующие цифровым значениям 11, 15 и 10. На выходах регистра

0 2 сформируется медиана MED -11, Результаты показаны в таблице.

Из таблицы видно, что селекция медианы АЦП инвариантна расположению выборок.

5 Таким образом, АЦП осуществляет непосредственное преобразование в цифоо- вой код медианной составляющей по выборочным значениям с размером апертуры п г , которая нечувствительна к одиночным аддитивным импульсным помеховым составляющим во входном сигнале с длительностью меньшей интервала дискретизации и интервалами между импульсами не менее длительности апертуры. В случае не- обходимости получения аналогового сигнала, как результата медианной фильтрации, можно воспользоваться выходом ЦАП 1, если скорость преобразования выше времени дискретизации процесса.

Формула изобретения 1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый компаратор, первый вход которого соединен с выходом цифроа- налогового преобразователя, вход которого является выходной шиной и соединен с выходом регистра, вход записи которого и ин- формационные входы подключены соответственно к синхронизирующему вы- ходу и цифровым выходам блока управления, первый вход которого является шиной пуска, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены мажоритарный элемент, п-каналь- ное устройство выборки и хранения и п-1

компараторов, первые входы которых соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, а вторые входы и второй вход первого компаратора подключены к соответствующим выходам п-канального устройства выборки и хранения, информационный вход которого является входной шиной, а вход синхронизации - шиной пуска, причем выходы всех компараторов через мажоритарный элемент соединены с вторым входом блока управления.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что n-канальное устройство выборки и хранения выполнено на блоках выборки и хранения, ключах и последовательно соединенных счетчике и дешифраторе, выходы последнего из которых соединены с управляющими входами соответствующих ключей, информационные входы которых объединены и являются информационным входом блока, а выходы соединены с входами соответствующих блоков выборки и хранения, выходы которых являются выходами блока, входом синхронизации которого является вход счетчика.