Многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов напряжения в цифровой код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в каналах связи IIBM с реальными объектами, а также в информационно-иамеритепьгных системах пля многоканапьньк преобразователей динамических параметров периопических импульсных сигналов в цифровой коп для преобразования в код мгновенных значений импульсов напряжения, временные координаты которых заданы, и преобразования в код значений временной координаты при равенстве мгновенных значений импульса заданным в каждом канапе уровнем ншряжения. / Известен многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов напряжения в цифровой код, содержащий компараторы, первые потенциальные входы которых подключены к входным шинам,. вторые - к преобразователям код-напряжение, а третьи, импульсные - к формирователям стробимпульсов, первые регистры памяти, подключенные ко входам преобразоваггелей код-напряжение, блок управления l . Недостатком такого устройства является его успожненная конструкция. Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе. Это достигается тем, что в многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов напряжения в цифровой код, содержащий компарагторы, первые потенциальные входы которых, подключены к входным шинам, вторые - к преобразователям код-напряжения, а третьи, импул гсные - к формироваггелям стробимпульсов, первые регистры памяти, подключенные ко входам преобразователя коц-напряжение, блок управления, введены счетчик имщгльсов и узел синхронизации, причем последний одним выходом подключен к первым входам формирователей стробик пульсов, другим - через счетчик импуль сов ко вторьгм входам формирювателей ;стробимпульсов, трвтьи ВХОДЫ которых подключены к вторым регистрам памяти.

выходы компараторов через погические формирователи подключены к блоку управления.

На чертеже представлен предлагаемый двухканапьный преобразователь.

Компараторы 1 и 2 предназначены для осуществления операции сравнения мгновенных значений входных напряжений с эталонными подаваемыми на потенциальные входы компараторов от подсоединенных к ним преобразователей 3 и напряжение соответственно. Входы преобразователей 3 и 4 код-напряжение соединены с выходами регистров 5 и 6 памяти соответственно. Выходы компараторов 1 и 2 соединены с логическими формирователями 7 и 8, которые обеспечивают согласование уровней выходных сигналов компара«торов и логических элементов нагружающих

.их. С помощью логических формирователей 7 и 8, соединенных узлом 9. управления также осуществляют логическое преобразование выходных сигналов компараторов 1 и 2 таким образом, чтобы алгоритм

приближения к кодируемой величине во время преобразования остается неизменным вне зависимости от копируемого:параметра. Узел 9 управления преобразоаанием предназначен для распределения кодов, поступающих на его вход, которые задают режим работы преобразователя. Стробируемые входы компараторов 1 и 2 соединены с выходами формирователей 10 и 11 стробимпульсов соответственно. На входы формирователей стробимпульсов импульсы от узла 12 синхронизации при равенстве кода счетчика 13 импульсов и кодов регистров 14 и 15 памяти. Узел 12 синхронизации соединен с входом счетчика 13 импульсов я имеет вход, на который подаются от внешнего оборудования. Выходы регистров 5,6,14 и 15 памяти соединены с входом мультиплексора 16. В,гхоцы логических фop fиpoвaтeлeй 7 и 8 соединены с входом мультиплексора 17. Входы регистров 5, 6 ,14 и 15 памяти, мультиплексоры 16 и L7 соединены с цифровым автоматом 18. Цифровой автомат 18 предназначен для последов аггел ьного преобразсвания в сх)ответ ствии с алгоритмом преобразования кодов регистров памяти каналов преобразователя в течение каждого периода входных сирналов. Узел 9 управления преобразованием соединен с регистрами 5 памяти, 6,14 и 15 и цифровым автоматом 18. Узел 9 управления преобразованием, мультиплексоры 16, 17 п цифровой автомат 18 составляют блок 19 управления.

Информация, необходимая для работы преобразователя, для каждого канала, включает: код задаваемой координаты (коп заданного уровня), если осуществляется преобразование в код значения координаты времени в момент пересечения входным сигналом заданного уровня напряжения, или код момента стробирования, если преобразуется в код мгновенное зн&чение импульса напряжения} код режима преобразования (преобразуется в код мгновенное значение напряжения или значение временной координаты). Информация поступает на вход узла 9 управления преоб р азов ание м.

Процесс преобразования продолжается ряд периодов входного сигнала, во время

.каждого из которых на вход узла 12 синхронизации поступает синхроимпульс от внешнего оборудования, определяющий условное начало отсчета времени и опережающий импульсы напряжения , поступающие на входы компараторов 1 и 2. Узел 12 синхронизации генерирует две последовательности импульсов ст ильной частоты (период повторения импульсов определяет дискретность преобразования), первая из которых поступает на входы формирователей Ю и 11 стробимпульсов, а вторая задержанная относительно первой на врем прохождения информации через формирователь стробимпульсов поступает на вход счетчика 13 импульсов. При равенстве кода, записанного в регистр 14 или 15 памяти и пода счетчика 13 импульсов, формирователи 10 или 11 стробимпульсов соответственно формируют из очередного импульса, поступающего с выхода узла синхронизации, стробимпульс. Последний поступает на временные входы компараггоров 1 и 2 соответственно и инициирует операцию сравнения мгновенного значения напряжения с эталонными уровнями напряжения, подаваемыми на другие входы компаратора 1 и 2. Результатом операции сравнения в каждом канале является выходной сигнал соответствующего компаратора, указывающий бо.пьше или меньше этлонного напряхданпя было мгновенное значение напряжения входного сигнала в момент стробирования. Число ргмпульсов, генерируемое узлом 12 синхронизации после поступления синхроимпульса на его вход, равно максимально возможному коду счетчика 13 импульсов. В режиме преобразования в код мгновенных значений входных напряжений, временные кооршинаты которых заданы, блок 9 управления преобразованием записывает а perflСтры 14 н 15 памяти копы заданных программой преобразования коорпинат времени и оставляет IDC неизменными во время преобразования, чем обеспечивается стробирование входных сигналов в запанныэ относительно синхроимпульса момеггты времени. В каждом периоде входного j irHana после достижения кодом счетчика 13 импульсов максимального значения цифровой автомат 18 с использованием мультиплексоров 16 и 17 послецоваггельно во времени считьшает коды, записа1гаые в ре гистры 5,6 памяти и результаты операции сравнения с выходов логических формирователей 7,8 и, после преобразования по алгоритму уравновеишвагшя, записывает о ратной в регистры памяти 5 и 6. При помощи отрицательной обратной связи по напряжению, обеспечиваемой бло ком 19 управления, за определенное числ периодов входного сигнала в регистрах 5 и 6 памяти вырабатываются с точностью погрешности квантования коды мгновенных значений входных напряжений, временные координаты которых заданы. При преобразовании в код значений временной координаты в моменты пересечения входными сигналами заданных в ка дом канале уровней напряжений, . с узла 9 управления преобразованием поступают в регистры 5,6 памяти и остаются неизменными во время преобразования коды, задающие уровни опорного напряжения ком параторов 1 и 2. В каждом периоде входного сигнала после достижения кодом сче чика 13 импульсов максимального значения и выполнения-операции стробироаания в обоих каналах преобразоватепя цифровой автомат 18 с использованием мультиплексов 16 и 17, последовательно времени считывает коды, записанные в регистры 14, 15 памяти и результаты операции сравнения с выходов логических форМ1фОвателей 1О и 11 соответствующих каналов и после преобразования согласно алго ритму уравновешивания записывает измененные коды обратно в регистры 14 и 15 памяти. При помощи обратной связи, обеспечиваемой блоком 19 управления, через определенное число периодов входного сигнала в регистрах памяти 14, 15 вьфабеггьшаются коды, равные значениям временной координаты в моменты пересечения входными сигналами зада1шых в каналах уровней напряжения. Использование общего счетчика 13 импульсов во вре менном канале предлагаемого преобразовапгеля позволяет исключить погрзешнооти, вызванные нелинейностью выходных напряжений генераторов пилообразного напряжения. Наличие в устройстве поги- . ческнх формирователей 7 и 8 ггозвопяет обеспечить идентичность алгоритма преобразования вне зависимости от режима рароты преобразователя и испопьзоваггь о&щий цифровой автомат 18 для обоих канапов преобразователя. Число каналов преобразоватепя очевидным образом может быть увепичено. Возможно преобразование в код в оцном канале входного напряжения, временная . дината которого задана, и одно временное преобразование в другом канале в коп значения временной координаты пересечения входным сигналом заданного уровня напряжения. При современном уровне технологии изготовления интегральных схем построение цифровых узлов с тактовой частотой 100 мГц не представляет трудностей, поэтому предлагаемый преобразователь целесообразно использовать в системах и устройствах, в которых приемлемы norpeut- ности измерега1я и задания временных интервалов с точностью 10 натгосекупд. формула изобретения Многоканальный преобразователь динамических параметров импульсов, напряжения в цифровой код, содержащий компараторы, первые потенциальные входы коТорьсс подключены к входным щинам, вторые - к преобразователям код-напряжение, а третьи, импульсные - к форм1фователям стробимпульсов, першые регистры памяти, подключенные ко входам преобразователей код-напряжйние, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышениянадежности устройства в работе, в него введены счетчик импульсов и узел синхронизации, причем последний одним выходом подключен к первым входам формирователей .Ьгррбимпульсов, другим - через счетчик импульсов ко вторым входам формирователей стробимпупьсов, третьи &ХОДЫ которых подключены к вторым регистрам памяти, а выходы компараторов через логические формирователи подключены к бпоку управления. Источники информации, принятьге во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3505598, кл. 327-77, 07.04.70.