АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1969 года по МПК H03M1/36 G06J3/00 

Изобретение относится к области цифровой автоматики и вычислительной техники.

Известные аналого-цифровые преобразователи иепосредственного считывания, содержащие пороговые элементы на ферритовых сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, имеют ограниченный диапазон лреобразоБа«ия, низкую точность, .помехоустойчивость и недостаточно надежны.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что содержит опорное управляющее устройство, реверсивиый регистр сдвига с запоминающими триггерами и генераторы эталонного тока, .причем опорное управляющее устройство включено последовательно с источником преобразуемого тока и входной цепью .младшей группы пороговых элементов, а ко входам младшей и старшей групп пороговых элементов и через их входные цепи к ОПорному управляющему устройству подключены генераторы эталонного тока, управляющие входы которых соединены с соответствующими за.поминающими триггерами реверсивного регистра сдвига, тюдключенного к выходам опорного управляющего устройства.

На чертеже представлена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя для двух трупп пороговых элементов.

При подаче преобразуемого сигнала от

источника тока / во входную цепь 2 группы пороговых элементов 3 с малым уровнем квантования (младшая группа) и в цепь опорного управляющего устройства 4 при условии, что величина тока меньше максимального тока

преобразования группы элементов 3, в указанной группе лри подаче импульсов опроса с генератора 5 в цепь 6 и задании токов смещения в цепях 7 и 8 производится выбор соответствующего порогового элемента, на

которо.м закодирован двоичный эквивалент Преобразуемого тока.

При превыщении током максимальной величины, соответствующей группе 3, устройство 4 вырабатывает сигнал, подаваемый «а вход прямого сдвига задающей части реверсивного регистра сдвига 9. При этом Происходит сдвиг единицы в регистре в прямом направлении и вырабатывается сигнал на установку единицы в первом запоминающем триггере 10,

с переводом которого в единичное состояние открывается связанный с ним генератор тока //. В результате этого во входные цели группы 3 начинает задаваться ток, равный по величине максимальному значению преобранаименьшего кванта и лротивололожный по знаку входному току. Одновременно с этим данный эталонный ток задается во входную цепь 12 группы пороговых элементов 13 с большим уровнем квантования (старшей группы) в том же направлении, что и входной ток в группе 3. При этом осуш.ествляется выборка младшего -порогового элемента группы элементов 13, на котором закодирован двоичный эквивалент, соответствуюш,ий большому кванту, задаваемому от генератора 11. При дальнейшем увеличении входного тока в младшей группе пороговых элементов осуш.ествляется преобразование разности меледу входным током и током, задаваемым от генератора 11, а в старшей группе кодируется ток, задаваемый от генератора эталонного тока. При достижении разностью токов величины, превышаюш,ей дмаксимальиый ток преобразования Группы элементов 3, оиорное управляющее устройство вырабатывает сигнал на входе прямого сдвига задаюш,ей части реверсивного регистра сдвига 9. При этом происходит сдвиг единицы в прямом направлении и вырабатывается сигнал на установку «1 следуюш,его запоминающего триггера 10. С переходом триггера в «1 открывается связанный с ним управляемый генератор тока 11.

В результате во входные цепи 2 и 12 групп поротовых элементов 3 и 13 задается дополнительно большой квант эталонного тока. При этом в группе 3 осуществляется преобразование разности между действующим током и двумя большими квантами тока, а в группе 13 - двух больших :квантов тока.

При дальнейшем увеличении входного тока производится последующее подключение генераторов тока 11 с вычитанием эталонного тока из действующего в группе .3 и добавлением в группу 13 и т. д.; процесс повторяется. Следует отметить, что выходные обмотки одинаковых разрядов 14 группы 3 и разрядов 15 группы 13 соединяются последовательно, образуя соответственно младшую (1, 2, ..., i, /-J-1) и старшую ((+2, i + 3, ... п-1, п) части двоичного эквивалента 16.

Формируется код за счет комбинированного расположения выходных обмоток на соответствующем пороговом элементе.

При уменьшении тока от какого-то максимального значения производится последовательное отключение генераторов эталонного тока. По достижении нулевого значения величины разностного тока, (протекающего через опорное управляющее устройство, последнее вырабатывает сигнал, подаваемый на вход обратного сдвига задающей части реверсивного регистра сдвига 9.

При этом происходит сдвиг единицы в обратном направлении и вырабатывается сигнал на установку в «О последнего из триггеров 10, находящихся в единичном состоянии, после чего отключается связанный с ним генератор //. В это время ток в цепи

опорного устройства и во входной цепи группы 3 возрастает на величину большого кванта эталонного тока, а ео входной цепи группы 13 уменьшается на такую же величину. При дальнейшем уменьшении процесс повторяется, т. е. производится последовательное отключение генераторов эталонного тока.

Преобразование действующего тока осуществляется аналогично описанному выше.

В состав опорного управляющего устройства входят задатчик опорного уровня, соответствующего максимальному току преобразования группы 5 плюс значение наименьшего кванта, схема сравнения, эталонное сопротивление, одностабильный триггер и индикатор знака. Преобразуемый ток протекает через эталонное сопротивление и индикатор знака. С помощью схемы сравнения производится сравнение величины падения напряжения с опорным уровнем. По достижении равеиства уровней на выходе схемы сравнения появляется сигнал, под действием которого срабатывает одностабильный триггер, вырабатывающий сигнал на вход прямого сдвига задающей части реверсивного регистра сдвига. При последующем включении генератора эталонного тока через эталонное сопротивление начинает протекать разностный (между входным и эталонным токами) ток. При

дальнейшем увеличении разности токов процесс повторяется. Одностабильный триггер после выдачи импульса возвращается в исходное состояние. В случае, если после подключения одного генератора эталонного тока образовавшаяся разность токов, протекающая через эталонное сопротивление, остается больше опорного уровня, схема сравнения остается открытой и одностабильный триггер срабатывает повторно, и так до тех пор, пока результирующая разность токов не станет меньще заданного опорного уровня.

При уменьшении тока и достижении разностным током нулевого значения срабатывает индикатор знака с выдачей сигнала на вход

обратного сдвига задающей части реверсивного регистра сдвига. В результате отключается один генератор эталонного тока. Далее процесс повторяется. При значительном уменьшении тока с .выхода опорного устройства на

вход обратного сдвига подаются сигналы с индикатора знака по тех пор, пока протекающий через индикатор знака ток не будет иметь положительного знака.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания, содержащий пороговые элементы на ферритовых сердечниках

с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования и повышения точности, надежности и помехоустойчивости, он содержит опорное управляющее устройство, ревертриггерами и генераторы эталонного тока, причем опорное управляющее устройство ВКлючено последовательно с источником преобразуемого тока и входной цепью младшей группы пороговых элементов, а «о входам младшей и старшей групп пороговых элементов п через их входные цепи к о-порному управляющему устройству подключены генераторы эталонного тока, управляющие входы которых соединены с соответствующими запоминающими триггерами реверсивного регистра сдвига, подключенного к выходам опорного управляющего устройства.