АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1967 года по МПК H03M1/04 

Р1звестны аналого-цифровые преобразователи со статистической обработкой выборки преобразований, заключающейся в усреднении результатов отдельных преобразований с помощью цифрового счетчика-иптегратора. Эти устройства обеспечивают достаточно высокую точность преобразования при соблюдении известных условий, т. е. при достаточно большом отношении уровня собственного шума преобразователя к величине кванта, что обеспечивает несмещенность оценки, а также при определенном соотношении спектральных плотностей сигнала и шума, что обусловливает независимость отдельных результатов преобразования и неизменность сигнала за время усреднения.

Преобразователь должен быть достаточно быстродействующим, чтобы за время, в течение которого сигнал можно считать неизменным, обеспечить достаточный объем выборки. В преобразователях с временным кодированием использование статистической обработки обычно затруднено или совсем невозможно, так как эти преобразователи наименее быстродействующие. В то же время в таких преобразователях очень просто выполняется усреднение, поскольку оно заключается в простом накапливании имнульсов в счетчике-интеграторе.

Предлагаемый преобразователь, включающий основной и дополнительный счетчики, отличается тем, что, с целью увеличения быстродействия, вход дополнительного счетчика с

числом разрядов, соответствующим удвоенному максимальному значению шума, соединен через вентиль, открываемый на период усреднения, с суммирующим входом основного счетчика, вычитающий вход которого через

другой вентиль, открываемый на время вычитания удвоенного максимального значения шума, подключен к генератору импульсов. Каждый разряд основного счетчика с помощью цепей записи и считывания подключен

к соответствующему разряду динамического регистра.

На чертеже изображена схема предлагаемого нреобразователя. Он включает генератор 1 импульсов, счетчик 2, преобразователь 3 кода в напряжение, схему сравнения 4, триггер 5, вентиль 6, динамический регистр 7, дополнительный счетчик S, триггер 9, кипп-реле W, вентили 11, 12 и Л7, схему «ИЛИ 14 и дифференцирующую цепочку 15.

После получения первого результата преобразования первый импульс от схемы сравнения 4 переводит триггер 9 в состояние, при котором запускается кипп-реле 10 и открываоткрывает вентиль // на время, в течение которого из счетчика 2 вычитается необходимое число импульсов для образования основного кода. Это число импульсов эквивалентно удвоенному максимальному значению шума. Основной код после вычитания заведомо меньше или равен истинному значению измеряемого сигнала. Импульс с дифференцируюш,ей цепочки 15, совпадаюш.ий но времени с задним фронтом импульса с кипп-реле 10, разрешает запись основного кода в динамический регистр 7, где хранение кода осуществляется с регенерацией при считывании. Этот же нмнульс приводит триггер 5 в такое состояние, когда вентиль 6 открыт, а счетчик 2 работает на сложение. При этом счетные импульсы поступают через открытый вентиль 13 в дополнительный счетчик 8, где накапливается сумма дополнительных разрядов. После второго совпадения напряжения с блока 3 и измеряемого напряжения импульс со схемы сравнения 4 перебрасывает триггер 5 в положение, при котором вентиль 6 закрыт, а через открытый вентиль 12 основной код считывается из динамического регистра 7 в счетчик 2. Далее процесс повторяется до тех нор, пока на вход 16 не придет следующий тактовый импульс, определяющий период усреднения. Этот импульс перебрасывает триггер 5 в исходное состояние и сбрасывает результаты динамического регистра 7, а также основного и дополнительного счетчиков 2 и 8. К этому моменту основной код и дополнительные разряды счетчика 8, образующие уточненный результат преобразования, должны быть считаны.

Таким образом, процесс преобразования состоит из цикла образования основного кода, являющегося разностью между результатом первого преобразования и удвоенным максимальным значением шума, и необходимого числа циклов, образующих выборку результатов преобразования разностей между мгновенными значениями суммы сигнала и шума и основного кода. Результат образуется из

абсолютно достоверных разрядов основного кода и разрядов дополнительного кода, достоверность которых зависит от их числа.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь с усреднением результатов при помощи, цифрового фильтра, содержащий генератор импульсов,

основной и дополнительный счетчики, динамический регистр и преобразователь кода в напряжение в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, вход дополиительного счетчика с

числом разрядов, соответствующим удвоенному максимальному значению шума, соединен через вентиль, открываемый на период усреднения, с суммирующим входом основного счетчика, вычитающий вход которого через другой вентиль, открываемый на время вычитания удвоенного максимального значения шума, подключен к генератору импульсов, а каждый разряд основного счетчика с помощью цепей заниси и считывания подключей к соответствующему разряду динамического регистра.