Аналого-цифровой функциональный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

Изобретение относится к автома- тике и вычислительной технике, в частности-к устройствам для нелинейиого преобразования аналоговых сигналов датчиков первичной инфор мации в цифровой код.

Известен аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий компараторг интегратор, преобразователь напряжение-частота и . счетчик tl.

Недостатком функционального преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, так как он может осуществлять только квадратичное преобразование аналогового сигнала в цифровой код.

Известен также аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий компараторы, блок управления, ключи, генераторы зкспоненциального напря5рения, счетчик, регистр, цифро-аналоговый преобразователь, сумматор и запоминающий блок 2j.

Недостатком данного функциональiHoro преобразователя, позволяющего осуществлять полиномиальное преобразование аналогового сигнала в код, является понгасенная точность

воспроизведения полиномиальных функций.

Наиболее близким к предлагаемос му является аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий преобразователь аналогового сигнала в число-импульсный код, подключенный информационным входом

4Q к шине ввода аргумента, а управляющим входом - к первому выходу блока управления, соединенного вторым выходом с входом блока памяти, первый которого соединен с первым :входом основного сумматора, подключен15 rf6ro выходом к выходной шине аналого-цифрового функционального преобразователя, а вторлми входами к выходам элементов И первой группы, соединенных первыми входами с третьим

выходом блока управления, а вторыми .входами с выходами первого счетчика и с первыми входами злементов ИЛИ группы, соединенных вторыми входами с вторым выходом блока памяти,

25 а выходами с первыми входами злементов И второй группы, подключенных входами к четвертому выходу блока управления, а выходами к установочным вхорам второго счетчика, соединенного вычитающим входом

С выходом генератора опорной частоты, управляющий вход которого подключен к первому выходу, блока управления, соединенного входом с выходом второго счетчика, причем сугФтерующий вход первого счетчика подключен к выходу преобразователя анало гового сигнала в число-импульсный код .

Недостатком прототипа является пониженное быстродействие при выполнений полиномиального преобразования аналогового сигнала в цифровой код.

Цель изобретения - повышение бы-стродействия.

С этой целью в аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий преобразователь аналогового сигнала в число-импульсный, код, подключенный информационны.м входом к шине ввода аргумента, а управляющим-входом, к первому выходу блока управлений,, соединенного ВТОЕЫМ выходом С ВХОДОМ блока памяти, первый выход которого соединен с первым входом основного сумматора, дополнительно введены () сумматоров (где п - степень воспроизводимой полиномиальной функции) и п регистров подключенных вxoдa лtI к выходу преобразователя аналогового сигнала В число-импульсный ко,|а установоч™: ними входами - к выходам блока памяти, причем каждый i-й (Mi€n-l) . Дополнительный сумматор соединен выходом с информационным входом i-ro ; регистра, а первым входом - с выходом Ci+l)-ro регистра и с вторым входом. (i+D-ro дополнительного сумматора, причем первый регистр подключен выходом к второму входу первого дополнительного, суу-матора и: к выходной шине аналого-цифровогофункционального преобразователя, а п-й регистр соединен информационным входом и вьгходом соответственно с выходом и вторым входом основного сумматора.

. На чертеже, изображена блок-схема аналого-цифрового функционгитьного преобразователя (для случая ), Устройство содержит преобразователь 1 аналогового cnrHaj:ta в числоимпульсный код, блок 2.управления, блок 3 памяти, первый и второй дополнительные сумматоры 4 и 5, основной сумматор б и первый, второй и третий регкстра 7-9. Преобразователь 1 подключен информаи;ионным входом к пшне .ввода аргумента , управляющим входЬм. к первому выходу блока 2 управления, а выходом к управляющим входам регистров 7-9. Блок 2 управления соединен вторлм выходом с входом блока 3 па.мяти, подключенного первым выходом к. первому входу сумматора 6, а остальными выходами к установочным входам регистров 7-9. Каждый 1-й () дополнительный сумматор соединен выходом с информационным

входом 1-го регистра, а первым

входом с выходом (1+1)-го регистра НС вторым входом (1+1)-го дополнительного сумматора. Например, первый дополнительный сумматор 4

соединен выходом с информацнонным входом первого резтистра 7, а первым входом с выходом второго регистра 8 и с вторым входом второго дополнительного сумматора 5. Первый регистр 7 подключен выходом к второму входу сумматора 4 и к выходной шине аналого-цифрового функционального преобразователя, а п-й () регистр 9 соединен информационным входом и выходом cooтвeтcтвенно с выходом и вторым входом основного сумматора б.

.Аналого-цифровой функциональный преобразователь работает следующим

образом.

Пйред началом работы по команде с блока 2 управления из блока 3 памяти в регистры 7-9 через установочные входы заносятся коэффициент

0 и 2- воспроиз водимой полиноп миальной функшш

причем коэффициент а,, подается на первый вход сумматора 6 из блока 3

памяти непрерывно во время всего Цикла преобразования.

Входное напряжение t поступает на информационный вход преобразователя 1, КОТ01ХЛЙ. преобразует его в

пачку импульсов, причем количество m импульсов в пачке прямо пропорционально входному напряжению. Импульсы с выхода преобразователя 1 поступают на управляющие входы регистров 7-9.

„ При приходе первого импульса с преобразователя 1 на управляющий вход регистра 7 в этот регистр заносится информация с выхода сумматора t при этом сумматор 4 осуществляет операцию сложения

у ao-i- а. , где а. - коэффициент в регистре 8

/ на 1-м шаге (,2,3.. .т) .

По фронту первого импульса сумма ( ) заносится в регистр 7. Далее сумматор 4 осуществляет вычис- . ление следующей суммы: + « так как сумма (. ) поступает с

выхода 1 егистра 7, а коэффициент а поступает с выхода регистра 8. На выходе регистра7 после прихода т-го импульса формируется значение ti

У о +5: а.:.

гч

Коэфффициент а. , поступающий на вход сумматора 4 с выхода регистра определяется выражением

т

ЛА а,,

где а - кoэффици%нт занесенный в регистр 8 из блока 3 папяти перед началом рабоггаа . - коэффициент, поступакнций

с выхода регистра 9,

а... а +.S а .

110

В последнем выражений индекс i у коэффидкентга а отсутствует, так как корффициёт aj постоянно поступает на вход сумматора 6 из блока 3 памяти и в процессе работы не изменя ется..Л

С учетом вышеизложенного шлражение для выходного сигнала предлагаемого преобразователя после прнхода m импульсов будет иметь вид

. м vtVMm -CUt. С.Т. t 5. UO bOi

.w Ob TaK как количество m импульсов в пачке на выходе преобразователя 1 прямо пропорционально входному напряжению и, то выражение для выходного сигнала аналого-цифрового функционального преобразователя будет41у ,,U,. В случае необходимости воспронзведения полиномиальных функций более илсокИх степеней увеличивается / количество дополнительно вводимых сумматоров и регистров

Таким образом, рассмотренный аналого-цифровой функциональный преобразователь по сравнению с прототипом позволяет повысить быстрдействие при нелинейном преобразовании ансшоговых сигналов в код за совмещения во времени операций формирования отдельных составляющих полинома и их суммирования что и определяет технико-экономическую

эффективность его возможного применения.

Формула изобретения

Аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий преобразователь аналогового сигнала в числимпульсный код, подключенный информационным входом к шике ввода аргумента, а управляющим входом к первому клходу блока управления, соедданенного вторым выходом с входом блЬка памяти, первый выход которого соединен с первым входом основного сумг.€атора, отличающийся тем, что, о целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены (п-1) сумьшторов (где п - степень воспроизводимой полиномиальной функции) и п регистров, подключенных управляющими входами к выходу преобразователя аналогового сигнала в число-импульсный код, а установочным входами - к исходам блока памяти, причем кажздай i-й() дополнительный сумматор соединен выходом г информационным входом i-ro регнс-гра, а первым входом - с ш ходом {i+i)-ro регистра и с BTOJXJM входом (i+D-ro дополнительного сумматора, причем первый регистр подключен выходом к второму входу первого дополнительного сумма тора и к выходной шине аналого-цифрового функционального преобразователя, а п-й регистр соединен инфор мационным входом и выходом соответственно с выходом и вторым входом основного сумкгатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 228355, кл. G Об G 7/20, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР 702515, кл. Н 03 К 13/20, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР

. 540270, кл. G 06 J 1/00, 1975 (про тотип).

-9