МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК H03M1/46 

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техиики и может быть использовано при разработке и внедрении цифровых систем управления прОизводственными процессами.

Предлагаемое устройство представляет аналого-цифровой преобразователь, производящий измерепие входных сигналов непрерывного типа по принципу суммирования приращений.

Известные многоканальные аналого-цифровые преобразователи, работающие по такому принципу, несоверщенны.

Во-первых, исходя из принципа работы, преобразователь должен иметь -нуль-орган с тремя устойчивыми состояниями, что значительно усложняет его схему и повышает требования, предъявляемые к -нему.

Во-вторых применение данного преобразивателя в составе устройств цифрового управлен ия параллельпого действия (не являющихся по принципу своей работы ипте рИрующими), работающих -в реальном масштабе времени, где по каждому каналу на -каждом цикле требуется, кроме аналого-цифрового преобразования, выполнять больщое кoличecтвJ вычислений для реализации заданного алгоритма управления, значительно повыщает требования по быстродействию ко всем одерационным блокам устро11ства цифрового управления.

В третьих низкая помехоустойчивость -преобразователя, т. е. большое влияние на результат преобразования различного рода помех (щумов, паразитных выбросов), всегда существующих в канале преобразования в условиях промышленного производства. Эго вызвано тем, что при большой частоте опроса вероятность попадания в канал высокочастотных сигналов увеличивается.

В предлагае.0м устройстве уменьшение влияния помех на результат преобразования 1И увеличение надежности достигается ограничения измеряемого сигнала по величи}ie .приращения за время между двумя последовательными интеграциями. Это осуществляется фиксацией времени преобразования благодаря подключению между входами реверсивного счетчика и выходом генератора задающих имнульсов блока управления схем совпадения, управляющие входы которых подключены к выходу одновибратора, задающего величину времени преобразования. На фиг. i дана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства. Она состоит из многоканального аналого-цифрового преобразователя 1, содержащего коммутатор 2, нуль-орган с двумя устойчивыми состояниями 3, цифро-аналоговый преобразователь 4, реверсивный счетчик 5, схемы совпадения 6 1и 7, фиксатор времени преобразования 8; блока оператнв ной памяти 9, блока управления 10 с генератором задающих имиульсов //.

Работа осуществляется следующим образом. Входной сигнал но каждому ка.налу через коммутатор по .команде блока управления поступает на один из входов нуль-органа. На другой его вход нодаегся сигнал с выхода цифро-аналого,вого преобразователя, управляемого кодами, поступающими с выхода реверсивного счетчика. Перед началом преобразования в реверсивный счетчик из блока оперативной памяти заносится предыдущее (п-1) значение аналоговой величины для да-нного г-канала (. Затем па один из .двух входов реверсивного счетчика подаются имнульсы фиксированной частоты с выхода генератора задающих импульсов блока управления. Выбор входа счетчика осуществляется с помощью схем совпадения, управляемых выходами нуль-органа. На два других входа схем совпадения подаются сигналы генератора и фиксатора. Одновременно с .подачей первого импульса на вход реверсивного счетчика по сигналу блока управления взводится фиксатор времени преобразования, в данном случае представляющий из себя одновИбратор.

Нроцесс преобразования продолжается до тех пор, пока нуль-орган не примет состояние, пр.отивоположиое состоянию, .в котором он находился в .начале преобразования, либо до тех нор, пока не опрокинется фиксатор (одновибратор) и не запрет схемы совпадения.

В результате преобразования на выходе реверсивного счетчика образуется цифровой код .преобразуемой величины

A.

который поступает в олок оперативной памяти, где О.Н хранится до момента следующе: о преобразования по данному «апалу.

При выбранной в зависимости от временных параметров входных измеряемых сигналов величине времени преобразования пр, задаваемой фиксатором, и иостоянной частоте I импульсов заполнения реверсивного сче:чика, преобразователь настраивается на величину максимально возможного для полезных сигналов датчика приращения Утах за время / между двумя последовательными мнтегращилми. При этом t/max & /, где k - коэффициент про.порциопальности.

При этом величины приращений сигналов памех1и .за тот же промежуток воемени t значительно Превышающие Ити ограничиваются на ypoiBHe U ms (см. фиг. 2). Здесь

через ( обозначена кривая за.висимости

от времени напряжения сигнала датчика, на

.,(i) которое наложен сигнал помехи, через с/со

- кривая зависимости от врё-мени напряжения сигнала датчика, очищенного от сигнала

{) помехи, через - апроксимирующая

кривая.

Таки1м образом, нроисходит сглаживание входных сигналов и значительное уменьщение влияния помех Па результат преобразования путем отделения .их от полезного сигнала но величине приращения за время преобразоваПИЯ. Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является увел1ичение надежности его работы в связи с тем, что при выходе из строя отдельных узлов преобразователя, в частности одного из наиболее сложных - нуль-оргаеа, ощибка но величине преобразуемого сигнала на одно измерение не превыщает Ьпшх, что весьма существенно (при наличии тестового контроля устройства) с точки зрения повыщения «живучести системы управления.

Предмет и з о б р е т е п и ь

Многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий ко1ммутатор, нульорган с двумя устойчивыми состояниями, схемы совпадения, цифро-аналоговый преобразователь и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, уменьщения влияния помех на результат преобразования и увеличения надежности, он содержит фиксатор времени преобразования с отдельным входом за:пуска, 1выход которого подключен «о входа1М схем совпадения, включенных между входами реверсивного счетчика.

U(i)

-f

,,(П -j w П