Устройство аналого-цифрового преобразования Советский патент 1975 года по МПК H03K13/17 

ром 14. Сигнал с генератора 14 управляет запуском АЦП через схему И 10.

Устройство работает следующим образом.

На вход АЦП 1 подается измеряемый сигнал t/ , который одновременно поступает на входы аналогового запоминающего устройства 3, нуль-органа 2 и через разделительный конденсатор 12 на вход блока двухполупериодного детектирования 11. Для осуществления адаптивного по скорости квантования измеряемого сигнала в зависимости от его текущих частоты и амплитуды в соответствии с формулой

сос(0

1/ Лмзчч- I (О

,

где Л - число измерений; сОс( - конечная частота среза спектральной плотности измеряемого сигнала;

Имакс(01 - максимальное значение модуля функции на рассматриваемом интервале; ES - погрешность аппроксимации, на один из входов смены 10 подается управляющий сигнал Xz, а на другой - сигнал, сформированный генератором 14, построенным, например, на основе управляемого мультивибратора. Сигнал со схемы 10 через схему 8 запускает АЦП. При этом текущую частоту среза из.меряемого узкополоспого сигнала можно оценить по величине периода между соседними экстремумами и в соответствии с этим автоматически перестроить число преобразований на следующем интервале между экстремальными точками. Одновременно определяется изменение амплитуды входного сигнала за время предыдущего интервала между экстремумами и, таким образом, формируется сигнал, определяющий изменение скорости измерения входного сигнала в зависимости от его текущей спектральной плотности и заданной допустимой погрешности аппроксимации.

После включения устройства начинает работать тактовый генератор 5, который определяет скорость работы устройства 4 определения изменения знака приращения, аналогового дополняющего устройства 3, нуль-органа 2 и накопителя интервала 6.

Частота тактового генератора выбирается максимально возможной и определяется быстродействием аналоговых измерительных схем. Это необходимо для более точного по времени и, следовательно, по амплитуде нахождения экстремума, которое осуществляется узлами 2, 3, 4 и 5. Накопитель интервалов 6 выполняет функцию преобразования текущего интервала между соседними экстремумами в пропорциональное напряжение, которое подается на один из входов операционного блока 13 для принятия решения об изменении частоты унравляемого генератора 14. Поиск экстремальных значений входного сигнала

осуществляется устройством 4 определения и менения знака приращения. На первом такте аналоговым запоминающим устройством 3 фиксируется текущее значение измеряемого сигнала f/ и подается на нуль-орган 2, на втором такте это значение сравнивается с ранее запомненным значением измеряемого сигнала, поданным на другой вход нуль-органа. Сигналы с выхода нуль-органа «1 или «О

фиксируются устройством определения изменения знака приращения, которое представляет собой логическую схему. На следующих двух тактах процесс определения знака приращения сигнала /д. повторяется и это происходит до тех пор, пока на выходе нуль-органа, например, последовательность «единиц не изменяется на последовательность «1гулей или наоборот. Это изменение фиксируется устройством 4 определения изменения знака приращения, которое посылает сигнал в накопитель интервала 6 для начала отсчета измеряемого интервала времени, измерение которого длится до определения следующего экстремального значения в измеряемом сигнале U

С накопителя считывается значение периода между экстремумами, причем определение последних происходит независимо от работы АЦП 1.

Одновременно с определением времени между экстремумами происходит детектирование его переменной составляющей, для чего входной сигнал через разделительный конденсатор 12 подается в блок двухполупериодного детектирования 11, с выхода которого напряжение, пропорциональное амплитуде измеряемого сигнала, подается на операционный блок 13, сигнал на выходе, пропорционален и периоду измеряемого напряжения и его амплитуде.

При ступенчатой аппроксимации в операционном блоке происходит умножение входных сигналов, причем значение заданной погрешности учитывается масштабированием одного из сомножителей.

Для линейной аппроксимации извлечение квадратного корня из значения амплитуды измеряемого сигнала быть учтено соответствующей калибровкой блока 11, при этом учитывается и заданная погрешность аппроксимации.

Напряжение с выхода операционного блока 13 управляет частотой генератора 14, который в режиме адаптивного квантования запускает АЦП 1 через схемы П. При этом пропорциопально заданной погрешности аппроксимации выбирается максимальная начальная частота управляемого генератора 14, которая в процессе измерения может только снижаться.

Устройство аналого-цифрового преобразования в зависимости от управляющих Х, Xz и Аз может работать как автономное устройство с внешним запуском, если , а Q. (при этом сигнал внешнего запуска подается

на схему 9), как адаптивный преобразователь