АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03M1/46 

1

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям.

Известный аналого-цифровой преобразователь, содержащий нуль-орган, цифро-аналоговый преобразователь, устройство управления, реверсивный счетчик, регулируемый источник дополнительного образцового напряжения и логический узел, производит только квантование сигнала по времени и не может определить и квантовать экстремальные значения входного сигнала, а также измерять их функцию распределения.

Цель изобретения - определение экстремальных значений входного сигнала и измерение их функций распределения.

Это достигается тем, что в преобразователь введены генератор образцовых случайных напряжений, устройство определения знака приращения и устройство изменения уровня дополнительного образцового напряжения, причем вход нуль-органа через ключи соединен с генератором образцовых случайных напряжений, источником дополнительного образцового Напряжения и источником входного сигнала, управляющие входы ключей подключены к соответствующим входам логического узла, другие входы которого соединены со входами устройства управления и устройства определения знака приращения, выход последнего соединен

с одним из входов логического узла; выход реверсивного счетчика соединен со входом цифро-аналогового преобразователя, а ко входу источника дополнительного образцового напряжения подключено устройство изменения уровня образцового напряжения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого аналого-цифрового преобразователя.

Преобразователь работает следующим обpasoiM.

Внешним импульсом запускают устройство 1 управления, которое сбрасывает преобразователь Б исходное состояние. При этом изметельным ключом 2 к нуль-органу 3 подключают измеряемое напряжение f/ж. стройством 1 управления совместно с цифро-аналоговым преобразователем 4 и нуль-органом 3 измеряют напряжения Ux. Результаты измерения в коде, а также значение компенсирующего напряжения Z/0 появляются на выходах цифроаналогового преобразователя 4.

В следующем такте импульсом от устройства / управления через фиксированный промежуток времени с помощью нуль-органа 3, логического узла 5 и устройства 6 определения знака приращения определяют знак разности текущего значения напряжения Ux относительно ранее измеренного, т. е. напряжения f/o, которое подается с выхолТ,а цифро-ана.яогового

преобразователя 4. Результат сравнения в коде поступает в логический узел 5. Таким образом находят первое значение конечной разности. Экстремум определяют по изменению знака конечной разпости.

От логического узла 5 запускают преобразователь на следующее измерение, т. е. сбрасывают предыдущее значение (Уо, кодируют новое текущее значение Их, а затем снова определяют знак разности текущего значения Ux и измеренного Но. Код от сравнения этих величин поступает в логический узел 5 и ;т. д.

Кодирование Ux, определение знака приращения входного сигнала за фиксированный промежуток времени происходит до тех пор, пока IB лагичеоком узле 5 не окажутся следующие кодовые комбинации: 10 или 01, что соответствует значению экстремума Их, значение которого запоминается в цифро-аналоговом треабразователе. Остальные кодовые комбинации 00 или 11 пропускают, так как они характеризуют неизменность знака приращения входного сигнала Ux. Изменение знака приращения с плюса на минус соответствует максимуму, а с .минуса 1на полюс - минимуму входного сигнала.

При появлении в устройстве 6 определения знака приращения кодовых комбинаций 10 и 01 преобразователь изменяет режим работы; при этом измеряют функции распределения. Ключом 7 на вход нуль-органа 3 подключают начальный уровень источника 8 дополнительного образцового напряжения; при этом ключом 2 измеряемое напряжение Ux отключают от входа нуль-органа .

Экстремальное значение сигнала f/oa (результат последнего измерения Ux) .х|ранящееся в цифро-аналоговом преобразователе 4, сравнивают с начальным уровнем Af источника 8 дополнительного образцового напряжения. Уровень АЯ является одним из уровней выборки (аргументом функции распределения) для входного сигнала. Уровни выборки изменяются от минимального до максимального значения Af ступенями, количество которых задается. Уровень А переключают устройством 9 изменения уровня дополнительного образцового напряжения.

Результат сравнения А и t/оэ записывается в логический узел 5; если , то записывается если выполняется неравенство - «О. Затем источник 8 дополнительного образцового напряжения отключают ключом 7 от входа нуль-органа 3. Устройство / управления сбрасывает код Поз, и происходит перезаПись параллельного кода реверсивного счетчика 10 в цифро-аналоговый преобразователь 4. Одновременно с перезаписью кода реверсивного счетчика 10 ключом 11 ко входу нуль-органа 3 подключают генератор 12 образцовых случайных напряжений, напряжение которого сравнивают за один такт нульорганом 3 с напряжением цифро-аналогового преобразователя 4 (аргументом функции распределения образцового случайного

сигнала), полученного в результате преобразования кода реверсивного счетчика 10 в напряжение. Результат сравнения этих напряжений в коде заПИсьивается в логический узел 5, причем, если , то записывается если же - «О, где С/госс - папряжение генератора образцовых случайных напряжений. Далее устройством / управления код в цифро-аналоговом преобразователе 4 сбрасывают на «О, и весь процесс измерений повторяют, т. е. ключом 2 к нуль-органу 3 подключают Ux, Ux кодируют, находят его экстремум и т. д. Одновременно с последующим преобразова-нием Ux лолический узел 5 -принимает решение об изменении кода в реверсивном счетчике 10 в зависимости от результатов сравнения экстремального значения с заданным уровнем Af и сравнения напряжения с генератора 12 образцовых случайных напряжений с уровнем выборки образцового сигнала, полученного на цифро-аналоговом преобразователе 4 от преобразования в напряжение кода реверсивного счетчика 10. Код на реверсивном счетчике 10 увеличивается на единицу при выполнении неравенств и f/opc ;f rocc; уменьшается на единицу, если А ;{7оэ, а Uopc UrocK остается без изменения, если выполняется неравенство , а f/opc rocc

или , а U(,fc Urocc.

При заданном значении напряжения источника 8 дополнительного образцового напряжения устанавливается такое значение уровня выборки функции распределения образцового

сигнала Uopc, при котором выполняется равенство произведения вероятностей:

f/oJ P t/opc t/rocc,

т. е. вероятность того, что экстремальные значения входного сигнала не превысят заданный уровень АЛ, равна вероятности того, что образцовый случайный сигнал не превысит уровня выборки, который определяется (КОДом реверсивного счетчика 10. Так как вероятность Р{ 7орс /госс заранее известна, то в результате находят основное значение функции распределения экстремальных значений.

tB на1чале измерения код реверсивного счетчика 10 равен нулю, а при последующих измерениях будет изменяться в зависимости от работы логического узла 5, который выполняет операции сравнения значений измеряемой функции распределения эстремумов с образцовой функцией расп|ределе1ния. Момент определения значения функций распределения экстремальных значений определяют по установивщемуся значению кода реверсивного счетчика 10.

Для того, чтобы измерить следующее значение функции распределения экстремумов Ux, переключают источник 5 напряжения. Затем вновь определяют установивщееся значение аргумента функции распределения экстремумов Ux, и т. д.

Предмет изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий нуль-орган, цифро-аналоговый преобразователь, устройство управления, реверсивный счетчик, регулируемый источник дополнительного образцового напряжения, логический узел, отличающийся тем, что, с целью определения экстремальных значений входного сигнала и измерения их функций распределения, в него введены генератор образцовых случайных напряжений, устройство определения знака приращения и устройство изменения уровня дополнительного образщавого напряжения, причем вход нуль-органа через ключи соединей с генератором образцовых случайных напряжений, источником дополнительного образцового напряжения и источником входного сигнала, управляющие входы ключей подключены к соответствующим входам логического узла, другие входы которого соединены со входами устройства управления и устройства определения знака приращения, выход последнего соединен с одним из входов логического узла; выход реверсивного счетчика соединен со входом цифро-аналогового преобразователя, а ко входу источника дополнительного образцового напряжения подключено устройство изменения уровня образцового напряжения.