Аналого-цифровой функциональный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК G06J1/00 G06G7/26 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам функционального преобразования входного напряжения с представлением результата в виде цифрового кода.

Известен функциональный преобразователь 1, содержащий интегратор, компаратор, элемент задержки, генератор развертывающего типа, элемент И и счетчик импульсов.

Известен также функциональный преобразователь 2, содержащий компаратор, триггер, блок управления, интегратор, генератор управляемой частоты, ключи и счетчик импульсов.

Общий недостаток известных устройств - узкий класс воспроизводимых функций, так как эти устройства позволяют воспроизводить только логарифм отношения входного и опорного напряжений с представлением результата в цифровой форме.

Известен и аналого-цифровой функциональный преобразователь 3, содержащий генератор экспоненциального напряжения, подключенный выходом к первому входу комнаратора, второй вход которого соединен с входом преобразователя, а выход компаратора подключен к первому входу триггера, соединенного вторым входом с входом запуска преобразователя, а выходом - с запрещающим входом генератора экспоненциального напряжения и запрещающим входом генератора импульсов, подключенного выходом к входу счетчика импульсов.

Недостатком прототипа, так же как и аналогов, является узкий класс воспроизводимых функций.

Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых функций.

Это достигается тем, что в аналого-цифровом функциональном преобразователе выход

генератора экспоненциального напряжения

соединен с управляющим входом генератора

импульсов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит клемму 1 входного напряжения, генератор 2 экспоненциального напряжения, компаратор 3, генератор 4 импульсов, триггер 5 и счетчик 6 импульсов. Преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении триггер 5 находится в нулевом состоянии, подавая запрет на генератор 2 экспоненциального напряжения и генератор 4 импульсов. После прихода команды «Пуск триггер 5 меняет свое состояние и подает разрешение на входы генераторов 2 и 4.

На выходе генератора 2 формируется меняющаяся во времени аналоговая величина.

поступающая на входы компаратора 3 и генератора 4 импульсов, а на выходе генератора 4 - импульсы меняющейся частоты, соответствующей напряжению на выходе генератора 2, в течение времени, пока напряжение на выходе генератора 2 не сравняется с входным напряжением с клеммы 1. В момент равенства напряжений срабатывает компаратор 3 и выдает импульс, который возвращает в исходное состояние триггер 5. Триггер подает запрещение на входы генераторов 2 и 4. На этом цикл преобразования оканчивается. Таким образом, от входного напряжения Ux зависит как частота импульсов, так и временной интервал, в течение которого эти импульсы поступают на выход устройства.

Если в процессе работы напряжение на выходе генератора 2 равно

t

U(t} U,e %

где UQ - опорное напряжение; т - постоянная времени, а частота импульсов с выхода генератора 4

P(U) F,+K,U(i,

где .FO-постоянная частота;

/Ci - коэффициент пропорциональности, то время срабатывания Т компаратора 3 от момента запуска устройства определяется выражением

T ,iU.

Тогда число импульсов N, накопленное в выходном счетчике 6 за цикл работы устройства, будет

(U) dt z FoT In + /r,

J/0

хГ1U,

Меняя значения т, f/o, PU, Ki, можно изменять вид выходных характеристик преобразователя, в частности при /Ci 0 характеристика преобразователя тождественна выходной характеристике прототипа.

При необходимости получения нелинейных функций другого вида могут быть использованы другие законы изменения напряжения на выходе генератора 2 и частоты на выходе генератора 4. Так, в случае применеиия в качестве генератора 2 генератора линейноизменяющегося Напряжения на выходе преобразователя формируется параболическая зависи мость и т. д. ,

Формула изобретения

Аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий генератор экспоненциального напряжения, подключенный выходом к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с входом преобразователя, а выход компаратора подключен к первому входу триггера, соединенного вторым входом с входом запуска преобразователя, а выходом - с запрещающим входом генератора экспоненциального напряжения и запрещающим входом генератора импульсов, подключенного выходом к входу счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью

расширения класса воспроизводимых функций, выход генератора экспоненциального напряжения соединен с управляющим входом генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авт. св. № 383075, кл. G 061 3/00, 1971.

2.Авт. св. № 424171, кл. G 06G 7/24, 1972.

3.Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М., Энергия, 1975, с. 339 (прототип) .