Аналого-цифровое вычислительное устройство Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 G06G7/12 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

I Изобретение относится к аналоговой |И аналого-цифровой вычислительной технике. Известно аналого-цифровое вычислительное устройство, содержащее преобразователь код-напряжение, генератор тактовых импульсов, схему сравнения, счетчик результата, схему совпадения 1|Однако оно предназначено только для преобразования в цифровой код результата деления двух аналоговых входных сигналов. Наиболее близким техническим решени ем является аналогонцифровое вычислител ное устройство, содержащее два генерато ра экспоненциально изменяющегося во вре мени напряжения, интегратор, блок сравнения, триггер, ВХОД установки единичного состояния которого соединен с установочным ВХОДОМ интегратора и явЛяется ВХОДОМ запуска устройства, выход три гера соединен непосредственно с управляющим ВХОДОМ интегратора, через первый генератор экспоненциально изменяющегося ВО времени напряжения - с потенциальным ВХОДОМ интегратора, а через второй генератор экспоненциально изменяющегося ВО времени напряжения и блок сравнения - с входом установки нулевого состояния триггера, выходы источников ВХОДЯЩИХ сигналов соединены с соответствующими входами генераторов экспоненциально изменяющегося во времени напряжения и блока сравнения, дополненное преобразователем напряжение-код, реализованным на счетчике, элементе И, триггере управления, генераторе импульсов и блоке сравнения, первый вход которого . соединен с выходом интегратора, второй ВХОД - с ВЫХОДОМ генератора стандартного напряжения, а выход - с входом установки нулевого состояния триггера управления, выхос;: триггера управления соединен с первым ВХОДОМ элемента И, второй ВХОД которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным ВХОДОМ счетчика, вход установки единичного состояния триггера управления и установочный вход счетчика соединены и являются дополнительным входом устро ства Г21.,/ Это устройство позволяет получать на вьгхрдах счетчика код, пропорциональный относительной разности двух аналоговых входных сигналов. Недостатком такого устро йства явля,ется его сложность. Цель изобретения упрощение структу ры устройства. Это достигается тем, что аналогоцифровое вычислительное устройство, содержащее счетчик, выходы которого являются выходами устройства, триггер, вход установки единичного состояния которого является входом запуска устройст ва и соединен с входом сброса счетчика, элемент И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а выход - со счетным входом счетчика, генератор экспоненциально изменяющегося во времени напряжения, вход запуска которого соединен с выходом триггера, а вход задания начального уровня напряжения является первым входом устройства, блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, выход сое динен со входом устанбвки единичного сос тояния триггера, а второй вход - с выходом генератора экспоненциально изменяющегося во времени напряжения, дополнитель но содержит преобразователь напряжение - частота, вход которого Соединен с выходом генератора экспоненциально изменяющегося во времени напряжения, а выход - со вторым входом элемента И. На фиг, 1 прёдставленйсхема аналого-цифрового вычислительного устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит триггер 1, гене ратор 2 экспоненциально изменяющегося во времени напряжения, блок 3 сравнения, преобразователь 4 напряжение-частота, элемент 5 И, счетчик 6. Устройство работает следующим образом. Рабочий цикл устройства начинается с подачи на вход запуска устройства сиг нала, под Действием которого триггер 1 переходит в единичное состояние, а счет чик 6 устанавливается в нулевое состояние. . Выходной сигнал триггера 1 запускает генератор 2 и разрешает прохождение сигналов через элемент 5 И на вход счотчика 6. Выходное нйпряжёиие

746G03 генератора 2 U (t) начинает изменяться согласно соотношению (фиг. 2).. Ultbu-e- /лгде t - постоянная времени. Одновременно выходное напряжение преобразователя 4 напряжение-частота через элемент 5 И поступает на счетный вход счетчика 6. Частота этого напir (t) пропорциональная напряряженияжению и (t) и подчиняется следующей зависимости { фиг. 2) f(t)f,e-Vгде i о - начальная частота преобразователя 4 напряжение-частота, В таком режиме устройство будет на- . ходиться до тех пор, пока напряжение и (t) не достигнет величины напряжения второго входного сигнала U/2. В момент равенства этих напряжений срабатывает блок 3 сравнения и переводит триггер 1 в нулевое состояние. Прохождение сигнала через элемент 5 И на вход счетчика 6 запрещается, а генератор 2 Ъкспо- йенциально изменяющегося во времени напряжения восстанавливает свое йапря- жение до исходного уровня (до напряжения первого входного сигнала Uyj}. Записанный в счетчик 6 код N можно представить в следующем виде N- 5e- dt i c/-f-e / / Значение t . можно найти из равенства U д е Р и л откуда i--cen, Г и Подставляя (2) в (1) получим Ui / Из этого выражения видно, что выходной код устройства пропорционален относительной разности напряжений U Таким образом предложенное устройство позволяет производить ту же вычислительную операцию, что и известное при значнтельно меньших аппаратурных затратах. Это дает возможность повысить Технико-экономические показатели различного рода вычислител1Л1Ых и из-

мерительных систем, включающих предложенное устройство.

Формула изобретения

Аналого-цифровое вычислительное устройство, содержащее счетчик, выкоды которого являются выходами устройства, триггер, вход установки единичного состояния которого является входом запуска устройства и соединен с входом сброса счетчика, элемент И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а выход - со счетным входом счетчика, генератор экспоненциально изменяющегося во времени напряжения, вход запуска которого соединен с выходом триггера, а вход задания начального уровня напряжения является первым входом устройства, блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, выход соединен со входом установки единичного состояния триггера, а второй вход - с выходом генератора экспоненциально изменяющегося по времени напряжения, о т л и чающееся тем, что, с целью упрощения, оно дополнительно содержит преобразователь напряжение-частота вход которого соединен с выходом генератора экспоненциально изменяющегося во времени напряжения, а выход - со бторым входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ Збв615, кл. G Об Q 7/16, 1973 г.

Фиг.1