Устройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину Советский патент 1974 года по МПК H03K13/20 

Изобретение может быть использовано в аппаратуре телемеханики и систем централизованного контроля .при лреобразоваияи в цифровой эквивалент униполярных аналоговых сигналов технологических датчиков, содержащих информацию о биполя.рных величинах.

Известно уст|ройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину, содержащее время-импульсный преобразователь, стабилизированный генератор импульсов, результирующий -счетчик, схему «совпадения и триггер знака.

Однако известное устройство inociipoeHo на основе метода цифровых моделей я метода .приращений, характеризуется дополнительной погрешностью цифро-аналогового преобразования, а другие мето.ды не обладают гибкостью при переходе от одного диапазона преобразования :К другому.

С целью .повып1еН|Ия точности функционального преобразования и получения возможности гибкого перехода от одного диапазона функционального преобразования к другому в него введены триггер уставки, схемы «И, «ИЛИ, буферный счетчик с устройством ввода кода уставкй, -вход которого соединен с первым входом пер.вой схемы «И и 1подключен к выходу .пе|рвой схемы «ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом второй схемы «И, а второй вход подключен ,к выходу третьей схемы «И, причем первый вход второй схемы «И соединен с выходом время-импульсного преобразователя ,и динамическим

входом схемы совпадения, втдрой вход второй схемы «И подключен к выходу стабилизированного генератора импульсов .и .первому входу третьей схемы «И, второй вход третьей схемы «И подключен к прямому выходу

триггера знака и первому входу второй схемы «ИЛИ, третий вход третьей .схемы «И лодключен к инверсному выходу триггера уставки, вход которого соединен с выходом старшего разряда буферного счетчика, а прямой .выход триггера уставки подключен ко второму входу второй схемы «ИЛИ и потенциальному входу схемы совпадения, выход которой подключен ко входу триггера знака, выход второй схемы «ИЛИ .подключен ко

второму входу первой схемы «И, Выход которой соединен со входом результирующего счетчика.

На фиг. 1 показана блок-схема .предлагаемого устройства; на фиг. 2 - линейная зависимость входного сигнала.

Устройство содержит время-импульсный преобразователь 1, стабилизированный генератор 2 импульсов, схемы «И 3-5, схемы «ИЛИ 6 и 7, устройство 8 ввода кода уставкн в зависимост1И от необходимого диапазона преобразования, буфе|рный счетчик 9, триггер 10 уставки, схему совпадения 11, триггер 12 знака и результирующий счетчик 13. На фиг. 2 представлена линейная зависимость входного сигнала АЦП Я-/СИ от из- 5 меряемой величины А, изменяющейся в б.иполярном диапазоне, так как измерительные преобразователи характеризуются лияейиой зависимостью выход - вход; кроме того, показана линейная зависимость количества им- 10 пульсов прямого счета Q от той же величины A(Q K2KiA), характерная для линейного аязлого-цифрового преобразования. Эта зависимость Q K2KiA совмещена с временной диаграммой функционирования устройства этр.и 15 преобразовааии сигнала PI для отрицательной величины AI. Для нахождения цифрового эквивалента биполярной величины А, представляемой униполярным входным сигналом АЦП, имеют зна- 20 чение не величины или AmmAz (фиг. 2), соответствующие абсолютным величинам входных сигналов OPi или ОР2, а величины OAi и OAz, дающие .представление о величине Л в натуральном масштабе.25 В предлагаемом устройстве применяется метод уставюи, т. ё. записи .в буфе1рный счетчик перед началом преобразования кода числа уставки Qy для задания диапазона преобразования, и метод досчета для случаев . 30 Запись того или иного числа уставки Qy позволяет переходить от одного диапазона преобразования к другому, а проведение функциональных преобразований в дискретной части преобразовательного тракта обуславливает 35 отсутствие дополнительной погреШ|Ности в аналоговой части функционального преобразования. Пе|ред началом .преобразования в буферный счетчик 9 вписывается код числа уставки Qy - 3п + QO, где Qn - емкость буферного счетчика 9; QO - число импульсов, соответствующее нулевому значению вел.ичины Л 45 (фиг. 2). где QMSKC - число импульсов прямого счета, соответствующее максимальному входному сигналу АЦП; D - диапазон изменения величины Л; Лмин - нижняя граница диапазона изменения величины А, взятая с сооталгебраическимветствующем знаком. 3 течение времени tiz (с )иг. 2), задаваемого логической единицей на выходе время-импульсного преобразователя 1, на вход буферного счетчика 9 через схему «И 3 и схему «ИЛИ 6 поступают импульсы счета от блока 2. Далее импульсы счета подаются через схему «И 5 на вход результирующего счетЧйка 13 при наличии разрешении, т. е. логи- 65 40 50 55 gQ ческой единицу, на выходе схемы «ИЛИ 7, причем это разрешение может быть подано от триггера 10 уставки или от триггера 12 знака, если взведен один из этих триггеров. Триггер 10 уставки взводится при переполнении буферного счетчика 9, т. е. при съеме с последнего разряда этого счетчика единицы переноса, когда число импульсов на входе буферного счетчика 9 . Триггер знака 12 взводится от импульса, формируемого схемой Совпаден/ия 11, который формируется на заднем фронте сигнала, снимаемого с выхода время-импульсного преобразователя 1 и задающего время /la при условии, что -триггер 10 уставки не взведен, т. е. при . Для случая (фиг. 2) количество импульсов QI на входе буферного счетчика 9, пропорциональное отрезку ЛминЛь меньше Qo, т. е. за В|ремя ti2 буферный счетчик 9 не переполняется, а триггер 10 уставки не взводится, при этом за время tiz на вход результирующего счетчика 13 не подается ни одного импульса. В момент времени 4 в схеме совпадения 11 формируется импульс, от которого взводится триггер 12 знака. Логическая единица, снимаемая с этого триггера, подается в схему «И 4 или через схему «ИЛИ 6 в схему «И 5, разрешающая проход импульсов от стабилизированного генерато1ра 2 импульсов че|рез эти схемы «И на вход буферного и результирующего счетчиков 9 и 13. Эти импульсы подаются до момента ts, когда сумма Qi-f Qi досчета равна Qo, т. е. до момента переполнения буферного счетчика 9 и, следовательно, записи в триггер 10 уставки единицы переноса от старшего разряда этого счетчика, при этом подача логического нуля с триггера 10 уставки в схему «И 4 запрещает дальнейшую подачу импульсов на входы счетчиков. За время досчета в буферный .и результирующий счетчики 1П|рохо.Д1Ит Q досчета, равное Qo-Qi импульсов, пропорциональное отрезку AiO (фиг. 1), так как Л10 ЛминО-ЛминЛ. Таким образом, в результирующий счетчик 13 заносится результат преобразования, соответствующий вел.ич1ине AiO, а наличие логической единицы в триггере 12 знака отображает знак «минус перед результатом преобразования, характеризуя полярность величины Л. Если , то число импульсов Q2 за время прямого счета .на .входе счетчика 9 больше QO, при этом буферный счетчик 9 переполняется и взводит Tpnrreip 10, разрешая этим подачу импульсов счета на вход результирующего счетчика 13. Производится операция Q2- -Qo Q2pe3 т. е. в результирующий счетчик 13 вписывается число Q2pe3 соответствующее отрезку ОЛ2 ЛминЛ2-ЛмииО- В этом случае в результирующем счетчике 13 также записан цифровой эквивалент величины Л2, а триггер

12 не взводится, что отражает наличие положительной величины А.

Предмет изобретения

Устройство для аналого-цифрового преобразования униполярного сигнала, отображающего биполярную величину, содержащее времяимпульсный преобразователь, стабилизированный генератор импульсов, результирующий счетчик, схему совпадения, триггер знака, отличающийся тем, что, с целью повышения точности функционального преобразования и получения ВОЗМОЖНОСТИ гибкого перехода от одного диапазона функционального преобразования к другому, в него введены Т|риггер уставки, схемы «И, «ИЛИ, буферный счетчик с устройством ввода кода уставки, вход которого соединен с ,пе|рвым входом первой схемы «И и подключен к выходу лервой схемы «ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом второй схемы «И, а второй вход

.подключён к выходу третьей схемы «И, причем первый вход второй схемы «И соединен с выходом время-импульсного преобразователя И динаМгИческим входом схемы совпадения,

второй вход второй схемы «И подключен к выходу стабилизированного генератора импульсов я neipBOMy входу третьей схемы «И, Второй вход третьей схемы «И подключен к пря.мому выходу триггера знака и первому

входу второй схемы «ИЛИ, третий вход третьей схемы «И подключен к инверсному выходу триггера уставки, вход которого соединен с выходом старщего разряда буферного Счетчика, а прямой выход Т|р;иггера уставки

подключен ко второму входу второй схел1ы «ИЛИ 1И потенциальному входу схемы совпадения, выход которой подключен ко входу триггера знака, выход второй схемы «ИЛИ подключен ко второму входу первой схемы

«И, выход которой соединен со входом результирующего счетчика.

г/г

12

, -гз