Адаптивный анолого-цифровой преобразователь Советский патент 1976 года по МПК H03K13/17 

(54) АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

зеваться для преобразования с постоянной относительной погрешностью в многоканальных преобразователях для преобразования сигналов любого характера, меняющихся в широких пределах.

На чертеже приведена функциональная схема описываемого преобразователя, содержашая нуль-органы 1, 2, реверсивный счетчик 3, преобразователь кода в напряжение 4, блок вероятной оценки 5, схемы ИЛИ 6, 7, первый блок ключей 8, схему сравнения 9, реверсивный кольцевой счетчик 10, блок 11 хранения максимальных эталонов, второй блок ключей 12, блок 13 управления нуль-органами, схему И 14, триггер 15, аттенюатор 16, счетчик итераций 17.

Выходы нуль-органов 1 и 2 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 3, выходы которого поразрядно соединены с входами преобразователя кода в напряжение 4, а инверсный выход старшего разряда реверсивного счетчика 3 - с динамическим входом блока вероятностной оценки бис одним из входов схемы ИЛИ 6. Выход преобразователя кода в напряжение 4 соединен с входом аттенюатора 16, а выход с каждого его узла - с входами соответствующих ключей 8, объединенные выходы которых соединены по цепи обратной связи с входами нуль-органов 1, 2, на вторые входы которых подается аналоговый сигнал. Одновременно объединенные выходы блока ключей 8 соединены с первым входом схемы сравнения 9, выход которой соединен с динамическим входом обратной циркуляции «1 реверсивного кольцевого счетчика 10. Блок 11 выходами соединен с входами соответствующих ключей блока ключей 12, объединенные выходы которых соединены с вторым входом схемы сравнения 9. Выход блока 13 соединен с первым входом схемы И 14, второй вход которой соединен с выходом «1 триггера 15, на установку «1 которого подается импульс пуска, а на установку «О - импульс начальной установки устройства. Провод начальной установки соединен также с входом начальной установки реверсивного кольцевого счетчика 10, установкой «О блока вероятностной оценки 5 и через схемы ИЛИ 6 и 7 - с входом начальной установки реверсивного счетчика 3 и установкой «О счетчика итераций 17. Выход схемы И 14 соединен одновременно с управляющими входами нуль-органов 1, 2 и с динамическим входом счетчика итераций 17. Выход блока вероятностной оценки 5 соединен с входом прямой циркуляции «1 счетчика 10, а через схемы ИЛИ 7 - с установкой «О счетчика итераций 17. Каждый разряд счетчика 10 соединен с управляющими входами соответствующих ключей блоков 8 и 12. Выходом устройства являются выходы «1 счетчика 3.

Схема работает следующим образом.

Эталонное напряжение выбирается таким, чтобы максимальное выходное напряжение блока 4 было бы равно масималыю возможному входному сигналу л:(/)макс. Это напряжение, соответствующее максимальному коду в реверсивном счетчике, делится аттенюатором 16, состоящим из равных резисторов, сразу на т равных частей. Эти напряжения в узлах аттенюатора являются максимальными эталонами из набора т шкал, участвующих в адаптивном преобразовании. Так как число делений в шкалах постоянно и равно , гдеП- число разрядов реверсивного счетчика, то цена деления шкал или шаг квантования меняется по величине от шкалы к шкале от q при (эт. макс до q-m при f/эт. макс Все максимальные эталоны дублируются и хранятся в блоке хранения максимальных эталонов, который представляет собой обычный стабилизатор напряжения с таким же омическим делителем, так и аттенюатор 16. Блок 11 на вход каждого ключа подает максимальный эталон, меньший, чем эталон, поданный от аттенюатора 16 на соответствующий по номеру ключ, но соседний с ним.

В качестве блока управления ключами аттенюатора и блока хранения используется реверсивный кольцевой счетчик 10, в котором осуществляется прямая и обратная циркуляция «1.

Импульс «нач. уст. устанавливает все разряды блока 3 в «1, т. е. устанавливает в нем максимальный код; разряды счетчика итераций 17, блока вероятностной оценки 5 и триггера 15 - в «О, а в первом разряде счетчика 10 - «1. При этом аттенюатор 16 имеет максимальный коэффициент деления, равный т, а на входы нуль-органов 1, 2 будет приложено t/эт. макс, . Одновременно на входы схемы сравнения 9 приложены f/эт. макс и нулевое напряжение. Схема сравнения 9 вырабатывает импульс только тогда, когда напряжение с аттенюатора 16 меньше напряжения с блока 11.

Импульс пуска, перебрасывая триггер 15, открывает схему И 14, и блок 13 включает в работу оба нуль-органа. Если f/эт. макс, гпх, то через одну-несколько итераций наступит переполнение блока 3, и он сначала установится в «О, а затем своим же импульсом переполнения установится снова в «1. Кроме того, импульс переполнения поступает и на блок вероятностной оценки 5, служащий для исключения случайного переключения диапазона, когда С/эт.макс 3:. Другими словами, блок 5 задает допустимое среднее число случайных срабатываний нуль-органа 1, посылающего импульсы на сложение, если вероятность его срабатывания меньше вероятности срабатывания другого нуль-органа, посылающего импульсы на вычитание.

Таким образом, в процессе адаптации (снизу) счетчик 3 переполняется до тех пор, пока импульс переполнения с блока 5 не изменит состояния счетчика 10, переключая таким образом t/эт на новый диапазон. Тот же импульс установит разряды счетчика итераций 17 в «О, а разряды счетчика 3 - в «1, тем