Преобразователь напряжения в код с плавающей запятой Советский патент 1982 года по МПК H03K13/17 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД С ПЛАВАЮЩЕЙ ЗАПЯТОЙ

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначен для широко-, диапазонных сигналов в вычислительные устройства с ограниченной длиной разряд ного слова.

Известно устройство для преобразова- 5 кия аналоговой величины в к.оа. с плавающей запятой. В этом устройстве регистр и преобразователь кода в напряжение .вьтодтайны ввидё раздельных узлов, соот-. ветствуклцих порядку и мантиссе числово1 о эквивалента 111

Недостатком этого устройства является то, что определение порядка и мантис-. сы производится раздельно.

Наиболее близким по технической сущ кости к предлагаемому является устройство, содержащее регистр мантиссы, преобразователь когда в напряжение (ПКН) мантиссы, датчик преобразуемого напряжения, сравниваклцее устройство, регистр порядка, схему управления, генератор тактов, дешифратор, преобразователь когда в напряжение(ПКН) порядка, источник

опорного напряжения, комбинационную схему, служащую для получения прямого кода порядка С 2 .

К его недостаткам следует отнести то, что определение порядка и мантиссы производится раздельно, в результате че го шаг квантования для различных значений порядка будет равньпл. Это приводит к тому, что число разрядов мантлсры определяется при минимальном значении порядка, соответствующем миницальной величине шага квантования. Это не позволяет увеличить точность преобразования при увеличении значения вкодного сигнала.

Цель изобретения повышение точности преобразования входного напряжения в код с плавакшрй запятой.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код плавающей запятой, содержащей сравнив ющее устройство, первый вход которого соединен с вкодвой шиной, а второй - с выходом преобразователя кода порядка 397 в напряжение, ннапоговый вход которого под1шючен к источнику опорного напряжения через преобразователь кода мантиссы в напряжение, управляющие входы которрго соединен с выходом счетчика мантиссы, триггер управления, установочный в единицу вход которого соединен с шиной управления, установочный в ноль вход с выходом сравнивающего устройства, а выход подсоединен -к первому входу клгоча, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетчик порядка, выходы которого соединены с входП / и дешифратора, выходы которого, начиная со второго, соединены со входа ми преобразователя кода порядка в напря, жение, дополнительно введены элементы ИЛИ и И, причем выход ключа соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходамидешифратора, выходы элементов И порозрядно соединетт с первыми входами элеК1ентов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами соответствуюших триггеров счетчика мантиссы, кроме п-го элемента И, выход которого непосредственно соединен со счетным входом п -го триггера при этом выход ка кдого элемента ИЛИ соединен со счетным входом последующего разряда, а управляющий выход счет -чика мантиссы соединен со счетным- входом счетчика порядка. На фиг. 1 дана структурная электрическая схема преобразователя напряжения . в код с плавающей запятой; на фиг 2 -, эпюры формирования уравновешивающего напряжения. Преобразователь напряжения в код с плавающей запятой соаержит преобразователь 1,кода порядка в напряжение,преобразователь 2 кода манг.иссы в напряжение, источник 3 опорного напряжения, сравни, вающее устройство 4, счетчик 5 мантис1сы, состоящий из триггеров 6 -6 п и элементов ИЛИ 7 - -7 , триг,гер 8 управления элементы И 9, -9 р , ключ 10 генератор 11 HNfflynbcoB, дешифратор 12, счетчик 13 порядка. Выходом устройства являются выходы счетчика 5 мантиссы 5 и счетчика 13, порядка. Устройство работает следующим образом. Счетчик 5 мантиссы и счетчик 13 порядка устанавливаются в начальное положение импульсом установки О. Триггер старшего разряда в счетчике мантиссы 5 шсютючен, так как значение данного разряда всегда равно единице -в нормали- 04 зованном числе (соответстЪенно резистор. старшего разряда мантиссы связан с шиХ-ной источник опорного напряжения), При подаче управлякнцего импульса триггер 8 управления опрокидывается, открывается ключ 10 и импульсы с генератора 11 импульсов начинают поступать на первый вход элементов И 9/, 9 h . Состояния второго, входа элементов И 9.,- 9 определяются соответствующим пoтвнвдaлo p с выхода дешифратора 12. При начальном состоянии счетчика порядка 13 - О (на счетчике 13 порядка в процессе уравновешивания формируется дополнительный код порядка) разрешают , потенциал попается на первый элеМ9НТ И 9. Импульсы с генератора 11 импульсов чеоез элемент ИЛИ 7. поступают на первый триггер 6 (самый старший триггер мантиссы ис-i ключен вследствие представления числа в нормализованном виде). При переполнении емкости счёта, состоящего из одного триггера 6 , импульс переполнения поступает на вход счетчшса 13 порядка (фиг. 2). Изменение состояния счетчика 13 порядка на единицу смещает разрешающий потенциал с выхода дешифратора 12 с первого на второй элемент И Э , а таюке поступает на вход младщего разряда преобразователя 1 кода порядка в напряжение 1. Таким образом, выдерживается следующая логика работы устройства - при каждом переполнении счетчика мантиссы последовательно увеличивается емкость задействованного счетчика S мантиссы 5, что автоматически уменьшает величину кванта уравновешивающего напряжения, при этом одновременно увеличивается содержимое счетчика 13 порядка, и .через дешифратор 12 это отражается на увеличении коэффициента передачи преобразователя 1 кода порядка в напря.жение. Увеличение коэффициента передачи преобразователя 1 кода порядка в напряжение компенсирует уменьшение шага квантования преобразователя 2 кода мантиссы в напряжение. Это стабилизует величину кванта уравновешивающего напряжения (эпюры напряжения фиг. 2) при смене диапазонов измерения. Далее процесс уравновешивания продолжав ется по известному поразрядному способу. Код порядка представляется в дополнительном коде, код мантиссы - в прямом коде. Величина кванта в предлагаемом устройстве задается емкостью преобразователя кода порядка в напря.жение. При этом постоянство шага квантования по аиапазону 59 при представлении величины преобразования в виде числа с плавакдцей запятой (в нормализованной форме) обеспечивает максимальную возможчзпр точность его представления., Формула изобретения Преобразователь напряжения в код с . - - - плавакщей запятой, содержащий сравнива1о щее устройство, первый вход которого со единен с входной шиной, а второй - с выходом преобразователя кода порядка в напряжение, аналоговый вход которого подключен к источнику опорного напряжзния через преобразователь кода мантиссы в напряжение, управляющие входы которорого соединены с счетчика мантиссы, триггер управления, установочный в единицу вход которого соединен с шиной управления, а установочный в ноль

вход - с выходом сравнивающего устройства, а выход подсоединен к первому вхо ду ключа, второй Вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетчик порядка, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого начиная со второго,сЬединеныс входами

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 486471, кл. Н 03 К 13/17, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 364091 кл. Н ОЗ К 13/17, 1973. 06 преобразователя кода порядка в напряжение, огличаюшийся тем, что. отличающийся с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены элементы ИЛИ и И, причем выход ключа соединен с первыми входам элементов И, вторые входы которИх соединены с соответствующими выходами деш1г4)ратора, выходы элементов Hi поразрядно соединены с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выхо дами соответствующих триггеров счетчика мантиссы, кроме п-го элемента И, выход которого соединен непосредственно со счетным входом п -го триггера, при этом выхс.ц каждого элемента ИЛ1-1 с . динен со счетным входом триггера г.с.пе. дующего разряда, а управляющий вт-гход счетчико мантиссы соединен со счепи-гчг входом счегчика порядка,