Аналого-цифровой стробоскопический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/17 

(54) АНАЛрГО-ШФРСЖОЙ СТРОБОСКОТЙЧЕСКИЙ Изобретение относится к измерительной технике и используется для построения пифровых стробоскопических вольтметров. Известен аналого-цифровой стробоскопический преобразователь, содержашийдискриминатор мгновенных значений (ДМЗ подключенный одним входсэм к выходу строб-генератора, другим - по входу устройства, третьим - к выходу цифроаналогового преобразователя (11АП) и блок управ лекия, подключенный первым выходом.к входу декадного счетчика. Устройство с(держит также два реверсивных счетчика, два коммутатора, две схемы совпадения . и многовходовый вентиль IJ . Недостатком данного устройс.тва является низкое быстродействие преобразования в произвольно выбранной точке. 11ель изобретения - повышение быстродействия преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что Б аналого-цифровой стробоскопический преобразователь, содержащий дискриминатор мг-новенных значений, первый вход П РЕОБРАЗСе АТЕЛ Ь которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход - с выходом строб-генератора, третий вход с первым выходом источника : входного напряжения, второй вход которого соединен с первым входом блока зшравления, первый выход которого соединен с входоМ сброса декадного реверсивного счетчика, второй вЬ1ХОд - с входом вычитания декадного реверсивного счетчика, третий выход - с входом сложения декадного реверсивного счетчика, четвертый выход - с входом строб-генератора, введень два триггера, регистр сдвига и регистр хранешя, прямые выходы всех разрядов которого соединены с входами цифроаналого- . вого преобразователя, инверсный выход старшего разряда - с синхронизирующим йходом первого триггера, первый вход с выходом дискриминатора :мгновенных; значений, второй вход - с первым входом регистра сдвига, входом строб-генераторА и синхронизирующим входом второго триггера, третьи входы - с выходными регист3959274 .„ 4

рами сдвига, выход старшего разряда ко- мости от их, соотношения, выдает цифроторого соединен с 3-входом второго триг- вой сигнал Много или Мало, на пергера, при этом четвертый вход регистра хранения соединен с выходом первого триг гера и вторым входом блока управления, пятый вход - с R -входом второго триггера и пятым выходом блока управления, шестой вход - с шестым выходом блока управления и вторым входом регистра сдвига, ттеверсный выход старшего разряда которого соединен с К-входом второго триггера, выход которого соединен с 1 и R -входами первого триггера. На фиг. 1 представлена структурная схема -аналого-цифрового стробоскопического преобразователя; на фиг. 2 - времен ные диаграммы, поясняюш.ие работу аналого-цифрового стробоскопического пре образователя (А11СП). лисп содержит ДМЗ 1, строб-генератор 2, регистр 3 хранения, ПАП 4, регистр 5 ; сдвига, блок 6 управления, триггеры 7 и 8, декадный реверсивный счетчик 9, истрчншс 10 входного сигнала. Преобразователь имеет два режима работы: ре ки|С5 уравновешивания, включающий И тактов, и режим обработки. В режиме уравновешивания производится преобразование входного сигнала в цифровой код по программе поразрядного уравновешивания, а в режиме обработки - коррекшш .аддитивной погрешности и преобразование двоичного кода в двоично-десятичны В начале цикла преобразования блок 6 управления формирует на первом выходе импульс Сброс (фиг. 2q ) и на шестом выходе импульс Установка (фиг. 2). Импульс Сброс поступает на вход сброс реверсивного декадного счетчика 9, кото- рый устанавливается в нулевое состояние, а импульс Установка - на шестой вход .регистра 3 хранения и второй вход регистра 5 сдвига, при этом во всех разрядах регистра 3 хранения и 5 сдвига, кроме первого, записываются нул0, а в первом разряде записьшается единица Кроме того, на четвертый вход регистра 3 хранения с выхода триггера 8 режима поступает уровень логического нуля (фиг. 2 б). На выходе ШШ 4, управляемого цифровым кодом с регистра 3 хранения, появляется компенсирующее напряжение UK , соответствующее старшему разряду ПАП, и начинается первый такт уравновешива ния Посигналу строб-генератора 2 (фяг.2г )i ДМЗ 1 сравнивает мгновенное значение входного сигнала с компенсирующим сигналом обратной связи UK и, в зависивый вход регистра 3 хранения. Если сигнал обратнойсвязи превьппает мгновенное значение входного сигнала, то на выходе ДМЗ 1 П05тится сигнал Много, которому соответствует уровень логической единицы. Этот сигнал установит старший разряд регистра 3 хранения в нулевое состояние и, тем самым, выключит старший разряд ПАП. Если сигнал обратной связи UK окажется меньше входного, то в старшем разряде регистра 3 хранения останется 1, при этом одновременно блок 6 управления выдает тактовый импульс (фиг. 2 г), по которому в следующий разряд регистра 3 хранения записывается , который перепишется в следующий разряд регистра 5 сдвига, и начнется второй такт уравновешивания, на котором включается следующий разряд ЦАП и повторяется операция сравнения. . Тактовые импульсы, управляющие работой преобразователя в режиме уравновешиванйя, вырабатывает блок 6 управления, согласно сигналам синхронизации от источника входного сигнала 10.У Процесс уравновешивания протекает по программ.е поразрядного уравновешивания и заканчивается, независимо от велнчины входного сигнала, через Ц тактов, где ,vi - число разрядов преобразователя. На vi+ 1 такте включается вспомогатель ный триггер 7, в который yi-ным такте- . вым импульсом переписывается единица из последнего рюзряда регистра. 5 сдвига. в регистре 3 хранения к этому моменту уже сформирован код, соответствующий мгновенному значению входного сигнала, Уровень логического нуля, появившийся на инвертирующем выходе .триггера 7, на И+ 1 такте преобразования переключает триггер 8 в положение, соответствующее режиму обработки информации. В этом режиме на вход блокировки регистра 3 хранения поступает уровень логической 1 (фиг. 26-). В режиме обработки блок 6 управления прекращает формировать тактовые импульсы, связанные по времени с повторяющимся входным сигналом, и включает источник счетных импульсов высокой частоты, входящий в состав блока. Счетные импульсы поступают из блока 6 управления на пятый вход регистра 3 и на установочный R -вход триггера 7. Первый импульс выключает триггер 7 и, тем самым, снимает уровень логическе,го . О с установочного входа триггера 8 ре жима. Вычитание импульсов из кода, находившегося в регистре 3 хранения к началу режима обработки, продолжается до тех пор, пока во всех разрядах регистра 3 хранения не появятся нули, а в старшем разряде регистра 3 хранения - единица, при этом с инвертирующего вьщода старшего разряда поступает сигнал на синхро низирующий вход триггера 8 и устанавливает его в положение, соответствующее режиму уравновешивания. Таким образом, число счетных импулг , сов, поступившее в регистр хранения, на единицу превышает число, записанное в этом регистре в результате уравновешивания, что эквивалентно псхйтоянному аддитивному сдвигу результата преобразова ния. Точно такое же число счетных импу сов поступает с блока управления на декадный реверсивный счетчик 9, причем число импульсов, соответствующее мгновенному значеник) входного сигнала в момент Ьл поступает с третьего выхода блока 6 управления на вход Сложение (фиг, 2.е )f реверсивного декадного счетчика 9, а число импульсов, соответствую щее точке сигнала, принятой за нулевой уровень, при t с второго выхода блока 6 управления - на Й1сод Вычитание (фиг. 2ж) счетчика 9. Блок управления формирует импульс установки каждый раз при включении режима уравновешивания (фиг. 2бГ), а импульс Сброс - только в начале цикла преобразования (фиг. 2 а). После завершения цикла преобразования в декадном реверсивном счетчике 9 находится двоично-десятичный код, соответствующий истинному мгновенному значению сигнала в момент t -Ьи относи, тельно уровня, принятого за нулевой. Задание точки на входном сигнале, в которой производится его преобразование в цифровой код С t t ), и точки, в ко торой уровень сигнала принимается зану левой (-t tij ), осуществляется путем изменения задержки тактовых импульсов, формируемых блоком 6 управления относи тельно сигнала синхроннзашш, поступаю щего на блок управления от источника внешнего сигнала 10, Формула изобретения Аналого-цифровой стробоскопический : преобразователь, содержащий дискриминатор мгновенных значений, первый вход которого соединен с в.ыходом цифроана-« логового преобразователя, второй вход - с выходом строб-генератора, третий входс первым выходом источника входного напряжения, второй вход жоторого соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с входом сброса декадного реверсивного счетчика, второй выход - с входом вычитания декадного реверсивного счетчика, третий выход - свходом сложения декадного ; реверсивного счетчика, четвертый выходс входом строб-генератора, о т л и чающийся тем, что, с целью повьпиения быстродействий преобразователя, в него введены два триггера, регистр сдвига и регистр хранения, прямые выходы всех р рядов которого соединены с входами Пйфроаналогового преобразователя, инверсный выход старшего разряда - с синхронизирующим входом первого триггера, первый вход - с выходом дискриминатора мгновенных значений, .второй вход - с первым входом регистра, сдвига, входом строб-генератора и синхронизирующим входом второго триггера, третьи входы с выхрда(1и регистра сдвига, выход стар- шего разряда которого соединен с дом второго триггера, при этом четвертый вход регистра хранения соединен с выходом первого триггера и вторым входом блока управления, пятый вход - с -входом второго триггера и пятым выводом блока управления, шестой вход - с шестым выходом блока управления и вторым входом регистра сдвига, инверсный выход старшего разряда которого соединен с К -входом второго триггера, выход , рого соединен с 3- и J -входами первого триггера, ; Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 565391, .кл, Н 03 К 13/17/ 1977 (прототип).