Нелинейный аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1975 года по МПК H03K13/20 

образования, 17 - сигнал временного интервала, 18 - импульс окончания временного интервала, 19 - сигналы сложения на счетчике номера участка аппроксимации, 20 - сигнал вычитания на счетчике номера участка аппроксимации, 21 - импульсы генератора опорной частоты, 22 - преобразуемый аналоговый сигнал, 23 - сигнал дешифрации кода начала второго участка - конца первого, 24 - сигнал дешифрации кода начала третьего участка - конца второго, 25 - сигнал дешифрации кода начала п-то участка - конца (п-1)-го, 26 - сигнал лервото но-мера участка .аппроксимации, 27 - сигнал второго номера участка аппроксимации, 28 - сигнал третьего номера участка аппроксимации, 29 - сигнал (п-1)-го номера участка аппроксимации, 30 - сигнал я-то номера участка аппроксимации.

В тексте описания приняты следующие обозначения: X - входной сигнал;

Xi,i+i - значение входного сигнала, соответствующее границе (общей точке) двух участков аппроксимации, г-того и ()-ro;

г/г, ,-+1 - значение (код) нелинейной функции формируемой преобразователем в точке

, i+i т. е. У 1/г, 1+1 при , г+1

фг - функция преобразования аналогового сигнала на г-том участке;

F(x) - функция преобразования аналогового сигнала;

{у}г - мнол ество значений нелинейной функции на /-том участке преобразования;

{х}г - множество значений аналогового сигнала -на /-том участке а-ппрокси-мации;

п - число участков алироксимации;

т-число разрядов счетчика номера участков аппроксимации;

Доопределим введенные о бозначения:

F(x) ff(x) при JceUK

Р(х) сДл:) при XQ{x}t Уе { У Ь при XQ{X}I

TiWeU Ь. если xQlxlt

{y}i {y}i+i-yi,iii при нецрерывной функции.

Устройство работает следуюшим образом.

В начале очередного такта преобразования аналогового сигнала устройство управления 2 устанавливает в исходные состояния триггеры 9, 10, И и кодирующий счетчик 5. Начинается процесс Преобразоваиия входного сигнала во временной интервал -блоком 3. Вид функции нреобразования определяется при этом сигналом, поступающим в устройство управления от дешифратора 8. Исходное состояние кодирующего счетчика 5, в которое он устанавливается сигналом устройства 2, определяется сигналом дещифратора.

По мере формирования временного интервала блоком 3,счетные импульсы поступают

на кодирующий счетчик 5. Дещифратор 7 дешифрирует все коды, соответствующие граяицам участков аппроксимации, так что появле«ию каждого из этих кодов соответствует поЯсление сигнала на одном из выходов дешифратора 7. Если выходной сигнал дещифратора 8 соответствует /-тому номеру участка аппроксимации, при появлении сигнала на выходе дешифратора 7, соответствующего коду

границы участка ,, схемой «И - «ИЛИ вырабатывается сигнал установки в «1 триггера 9. При появлении па выходе дещифратора 7 сигнала дешифратора кода Уг,г+1 другой схемой «И - «ИЛИ устанавливается в «1

триггер 10.

Начало первого участка и конец последнего не фиксируются.

Таким образОМ, к моменту появления импульса 17 окончания временного кодируемого

интервала триггеры 9, 10 могут оказаться в одной из следующих коМбинащий:

Т, О, Т,, о Т, 1, Т,, Т, , Г,

Если имеет место первая комбинация, это означает, что

XQ{X I

.

Если выполняется вторая комбинация это

означает, что

(,м-1.

Если выполняется третья комбинация, это означает, что

хе{ X i

,i,i.

При первой и третьей ситуациях на выходе схемы «ИЛИ 14, на которую поступают сигналы с инверсного выхода триггера 9 и прямого выхода триггера 10, существует сигнал, поступающий на схему «И вентиля 13, на

второй вход которой иоступает импульс 17 с генератора единичного импульса 4. Эта схема «И вентиля 13 формирует импульс на счетный вход счетчика номера участка аппроксимации 6. Направление счета также определяется состоянием триггеров 9, 10. Инверсный выход триггера 9 подключен к входу переключения счетчика 6 на вычитание, и вычитание имеет место при первой ситуации. Прямой выход триггера 10 подключен к входу

переключения счетчика 6 на сложение, и

сложение имеет место при третьей ситуации.

Во второй ситуации состояние счетчика 6 не

меняется.

Таким образом, происходит процесс переключения счетчика 6, процесс устанавливания

соогветствия номера участка аппроксимации, записываемого на счетчике 6, реальному значению входного сигнала х.

Оценка соответствия входного сигнала участку аппроксимации совмещена по времени с преобразованием входного сигнала на функции этого участка.

Число разрядов счетчика 6 равно:

т - logs fi

с округлением в большую Сторону, так как при

,2 (Л) Ф,(Л)

и при

JC ,„ f (л;) ср„ (х)

первый участок не ограничивается начальным, а /г-ный (последний) - конечным значениями.

Устройство управления преобразователем 2 на основе частотной синхросерии генератора и сигнала дешифратора 8 формирует ъо времени управляющие сигналы, реализуя принятую в конкретном приборе (управляющей ЦВМ, цифровом регуляторе) временную диаграмму Преобразований -в соответствии с применяемым алгоритмом преобразования, видом аипроксимирующей функции. В устройство управления, как правило, поступают сигналы со схемы генератора единичного импульса 4 либо триггера 11, так, что сигнал окончания временного интервала с генератора 4 либо триггера 11 отключает управляющий сигнал «преобразование, поступающий с устройства 2 на формирователь 3. Такая связь является тривиальной и на чертежах ,не показана. При построении блока 2 специфичной

является только реализация управления в соответствии с сигналом, поступающим с дещифратора 8, т. е. применение преобразования именно по функции (fi(x) при сигнале i - того участка, что является элементарной задачей.

Предмет изобретения

Нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор импульсов, подключенный через устройство управления к формирователю кодируемого временного интервала, выход которого через генератор единичного имщульса подключен ко входу первого триггера, другой вход которого соединен с выходом устройства управления, а выход подключен через вентиль к кодирующему счетчику, выходыкоторого соединены со входами Первого дещифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, к выходу первого дещифратора подключена логическая схема, второй вход которой соединен с выходом второго дешифратора, второй выход которого подключен к устройству управления, а вход соединен с выходом счетчика номера участка арпроксимации, счетный вход последнего через схему И подключен к выходу схемы ИЛИ, один вход которой соединен с прямым выходом второго триггера и входом «сложение счетчика номера участка аппроксимации, вход «вычитание которого подключен ко второму входу схемы ИЛИ и к инверсному выходу третьего триггера, одни входы второго и третьего триггеров подключены к шине «сброс, а другие входы - к выходам логической схемы.