Способ адаптивного аналого-цифрового преобразования и устройство для его осуществления

Авторы патента:

H03M1/46 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

Владельцы патента RU 2628261:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" (RU)

Группа изобретений относится к измерительной технике. Технический результат - обеспечение заданной точности аналого-цифрового преобразования за счет обеспечения контролируемого уменьшения или исключения погрешности дискретного представления сигнала путем управления частотой дискретизации. Для этого предложен способ аналого-цифрового преобразования с управлением частотой дискретизации аналогового сигнала по контролю изменчивости цифрового сигнала, который заключается в том, что сигналы управления на повышение и понижение частоты дискретизации устанавливают после сравнения с заданным допустимым значением амплитуды гармоники на частоте Найквиста, полученной цифровой фильтрацией одной гармоники из последовательности N цифровых отсчетов сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя. Причем задаваемые извне число N отсчетов цифрового фильтра и допустимое значение амплитуды гармоники на частоте Найквиста устанавливают априорно при рациональном выборе значения допустимой погрешности от элиайзинга и значения интенсивности потока отсчетов на основании данных о модели спектра типовых преобразуемых сигналов, а также предложено устройство для осуществления указанного способа. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к измерительной технике и предназначены для использования в автоматических системах контроля окружающей среды.

Известно [Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях / В 2-х томах. Пер. с франц. - М.: Мир, 1983. - Т. 1. - 312 с.], что при непосредственной дискретизации аналоговых сигналов возникает явление элиайзинга, если не выдерживается условие теоремы отсчетов Котельникова: максимальная частота f_m в спектре аналогового сигнала не должна превышать половины частоты дискретизации f_o. Элиайзинг приводит к погрешностям при восстановлении аналогового сигнала по дискретным отсчетам при любом методе интерполяции.

Процессы в окружающей среде обычно имеют бесконечные затухающие спектры. При их непосредственной дискретизации без специальных мер полное исключение элиайзинга невозможно, но возможно частичное исключение до некоторого заданного уровня.

Сигналы с ограниченным спектром обычно формируются в технических системах путем низкочастотной фильтрации и их непосредственная дискретизация возможна без элиайзинга за счет правильного выбора частоты дискретизации f₀.

Однако на локальных отрезках времени даже сигнал с ограниченным спектром не всегда содержит максимальную частоту, из значения которой устанавливается частота дискретизации. Следовательно, в такой последовательности отсчетов будет избыточность. Известны [Горелов Т.В. Нерегулярная дискретизация. - М.: Радио и связь, 1982. - 256 с.] способы адаптивной дискретизации сигналов с обнаружением существенных отсчетов по погрешности экстраполяции или интерполяции на основе нескольких отсчетов.

Эти способы учитывают суммарную погрешность дискретизации, включающую погрешность от элиайзинга и восстанавливающего фильтра (интерполятора).

Однако, при непосредственной дискретизации многих непрерывных сигналов (например, от окружающей среды), последовательность отсчетов поступает в канал передачи или регистрации данных, и восстановление непрерывного сигнала из нее выполняется разными потребителями, в разном масштабе времени, с разными требованиями по точности и, следовательно, разными восстанавливающими фильтрами (интерполяторами).

Если в последовательности отсчетов нет погрешности элиайзинга, то (согласно теореме отсчетов) непрерывный сигнал теоретически при бесконечном времени может быть восстановлен точно по интерполяционному ряду Котельникова.

Следовательно, при непосредственной дискретизации многих непрерывных сигналов, для максимального исключения избыточности отсчетов целесообразно избавиться от элиайзинга, а дальнейшее уменьшение погрешности дискретизации осуществлять при восстановлении за счет совершенствования интерполятора.

Известен [Колесников А.Г., Заикин В.М., Кушнир В.М. и др. Адаптивные измерения гидрофизических элементов в океане с использованием ЭЦВМ. - "Морские гидрофизические исследования", 1972. - №2. - С. 93-100] способ адаптивной дискретизации с установкой частоты дискретизации в зависимости от уровня дисперсии приращений дискретизированного сигнала. Однако, поскольку дисперсия аналогового сигнала с ограниченным частотой f_m спектром и дискретизированного с частотой f₀=2f_m сигнала совпадают (без элиайзинга), то любое уменьшение дисперсии дискретизированного сигнала за счет увеличения f₀ будет приводить к избыточной частоте дискретизации f₀ по сравнению с требованиями теоремы отсчетов. Это является недостатком способа, поскольку его использование приводит к загрузке каналов передачи и устройств регистрации избыточной информацией.

В основу заявленной группы из двух изобретений поставлена задача создания способа адаптивного аналого-цифрового преобразовании и устройства для осуществления этого способа, в каждом из которых совокупностью существенных признаков достигается новое техническое свойство - обеспечение контролируемого уменьшения или исключения погрешности дискретного представления сигнала из-за элиайзинга путем управления текущей частотой дискретизации. Указанное новое свойство обусловливает достижение единого технического результата для каждого из изобретений - обеспечение гарантированной заданной точности аналого-цифрового преобразования.

Аналог [Колесников А.Г., Заикин В.М., Кушнир В.М. и др. Адаптивные измерения гидрофизических элементов в океане с использованием ЭЦВМ. - "Морские гидрофизические исследования", 1972. - №2. - С. 93-100] наиболее близко совпадает с заявленным способом аналого-цифрового преобразования по совокупности признаков, поэтому он выбран в качестве прототипа.

Поставленная задача решается тем, что в способе адаптивного аналого-цифрового преобразования с управлением частотой дискретизации аналогового сигнала по контролю изменчивости цифрового сигнала новым является то, что сигналы управления на повышение и понижение частоты дискретизации устанавливают после сравнения с заданным извне допустимым значением амплитуды гармоники на частоте Найквиста, полученной цифровой фильтрацией одной гармоники из последовательности N цифровых отсчетов сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя непосредственной дискретизации, причем задаваемые извне число N отсчетов цифрового фильтра и допустимое значение амплитуды гармоники на частоте Найквиста устанавливают априорно при рациональном выборе значения допустимой погрешности от элиайзинга и значения интенсивности потока отсчетов на основании данных о модели спектра типовых преобразуемых сигналов.

Изобретение поясняется с помощью иллюстраций, на которых изображено:

Фиг. 1 - график амплитудных спектров дискретизированных сигналов для аналоговых сигналов с ограниченным чистотой f_m спектром(а), с отсутствием элиайзинга (а) и (в) и наличием элиайзинга (б) для аналоговых сигналов с неограниченным спектром и элиайзингом (г).

Фиг. 2 - структурная схема устройства аналого-цифрового преобразования с управляемой частотой дискретизации.

Суть изобретения состоит в следующем.

При аналого-цифровом преобразовании входной аналоговый сигнал х(t) переходит в последовательность цифровых отсчетов {x(k)} с временным интервалом Т на выходе. При этом для спектра дискретизированного сигнала имеет место равенство

где - спектр аналогового сигнала;

- частота дискретизации.

Если максимальная частота f_m в спектре аналогового сигнала не превышает частоты Найквиста f_H, т.е. половины частоты дискретизации то удовлетворяются требования теоремы отсчетов и элиайзинг отсутствует. Этот случай иллюстрируется на фиг. 1а.

Если f_H<f_m<f₀, то имеет место элиайзинг (фиг. 1б), который можно устранить повышением частоты дискретизации (фиг. 1в). Если аналоговый сигнал имеет бесконечный затухающий спектр (f_m → ∞), то имеет место элиайзинг, погрешность от которого можно уменьшить, увеличив частоту дискретизации до максимально возможной или целесообразной (фиг. 1г).

При этом во всех случаях наличие гармоники на частоте Найквиста в спектре дискретизированного сигнала свидетельствует о присутствии элиайзинга.

Амплитуда этой гармоники свидетельствует об уровне элиайзинга и связанной с ним погрешности восстановления аналогового сигнала по дискретным отсчетам при любом методе интерполяции.

Для вычисления амплитуды гармоники на частоте Найквиста воспользуемся дискретным преобразованием Фурье последовательности {x(k)} из N отсчетов.

Для комплексных амплитуд гармоник ряда Фурье справедливо

для амплитуды гармоники с частотой Найквиста получим при четном N

Значение N устанавливается из требований точности представления отрезка x(t) длиной рядом Фурье из N членов при использовании априорно принятой или/и экспериментально установленной модели спектра сигнала.

Управление частотой дискретизации f₀ состоит в ее понижении (для сокращения избыточных отсчетов) или повышении (для уменьшения погрешности от элиайзинга) так, чтобы вычисленное значение амплитуды гармоники на частоте Найквиста Х(f_H) равнялось априорно заданному значению, близкому к нулю для сигналов с ограниченным спектром или определенной величине X(f_H)_доп, которая характеризует допустимый уровень элиайзинга при установленной частоте дискретизации f₀.

Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа аналого-цифрового преобразования сигнала с неизвестным спектром сначала устанавливается максимально достижимая или целесообразная частота дискретизации f_0max и необходимое число N отсчетов для фильтрации гармоники с частотой Найквиста f_H, вычисляется оценка амплитуды этой гармоники, далее действия зависят от значения этой оценки.

Если то частота дискретизации f₀ снижается до такого значения f_0m, при котором которое имеет место на частоте аналогового сигнала с ограниченным спектром. Поиск этой частоты можно осуществлять по-разному: равномерным ступенчатым понижением f₀ или ступенчатым формированием значений f₀ по принципу дихотомии: последовательному двоичному делению полосы частот, в которой находится частота f_m.

После определения f_m частота дискретизации устанавливается несколько больше 2f_m, т.е.

Для каналов преобразования сигналов со встроенными фильтрами низкой частоты (ФНЧ) до f_H значение одновременно будет безизбыточным и f_0max.

В рабочем режиме реальные сигналы могут иметь ограниченный спектр с частотами f_m, меньшими граничной частоты f_в встроенного ФНЧ, поэтому отслеживание частоты f_m в реальном масштабе времени целесообразно в диапазоне ниже f_в.

Если то имеет место неустраненный элиайзинг и его уровень характеризуется значением X(f_H)_доп. Это значение качественно свидетельствует о погрешности дискретизации от элиайзинга и может служить для получения количественных оценок при известной модели спектра сигнала.

Если допустимо повышение уровня элиайзинга до X(f_H)_доп, то возможно понижение частоты дискретизации до значения, при котором этот уровень будет достигнут.Текущее мгновенное значение частоты дискретизации f₀ устанавливается последующим интервалом T после вычисления Х(f_H) по N последним отсчетам, поэтому последовательности отсчетов на выходе аналого-цифрового преобразователя будут с неравномерными временными интервалами, поток существенных отсчетов.

При реализации предлагаемого способа отсчеты выходной последовательности для каналов передачи данных не в реальном масштабе времени или для регистрации необходимо привязывать по времени, что может выполняться присоединением к коду отсчета кода ширины последующего временного интервала.

Известны устройства, осуществляющие аналого-цифровое преобразование, в том числе адаптивную дискретизацию непрерывных сигналов [Картман С.М. Сокращение избыточности как практический метод сжатия данных. Пер. с англ.: ТИИЭР, 1967, Т. 55, №3, - С. 8-20], [Ольховский Ю.Б., Новоселов О.Н., Мановцев А.П. Сжатие данных при телеизмерениях. Под ред. В.В. Чернова. - М.: Сов. радио, 1971. - 304 с.]. Эти устройства обычно содержат аналого-цифровой преобразователь, управляемый генератор частоты дискретизации, интерполятор (экстраполятор), узел временной привязки отсчетов с таймером. В качестве прототипа выбрано типовое из таких устройств, адаптивное телеметрическое устройство [Авторское свидетельство СССР №538386. Адаптивное телеметрическое устройство. В.Я. Баржин и др. Опубл. в Бюл. №45, 05.12.1976], близкое по совокупности признаков к заявленному изобретению.

Прототип содержит задающий генератор, аналого-цифровой преобразователь и решающее устройство. Сходными с признаками заявленного устройства являются такие признаки прототипа: аналого-цифровой преобразователь непосредственной дискретизации с входом аналогового сигнала и входом синхронизации, узел временной привязки отсчетов, первый вход которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, у которого второй выход подключен к входу таймера, выход которого подключен к второму входу узла временной привязки отсчетов, и управляемый генератор частоты дискретизации, выход которого соединен с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя и входом таймера.

Недостатком прототипа является то, что оно реализует один заданный алгоритм сжатия и восстановления с заданной структурой, не разделяет погрешности дискретизации от элиайзинга и интерполяции и, следовательно, не гарантирует эффективное их подавление.

Задача изобретения решается тем, что в устройстве адаптивного аналого-цифрового преобразования новым является то, что оно дополнительно содержит цифровой фильтр одной гармоники, у которого первый вход подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, а второй вход - к внешнему входу установки числа отсчетов в памяти цифрового фильтра одной гармоники, регулятор, у которого первый вход подключен к выходу цифрового фильтра одной гармоники, второй вход - к внешнему входу установки допустимой величины амплитуды гармоники на частоте Найквиста, а выходы на повышение и на понижение частоты гармоники - соответственно к первому и второму входам управляемого генератора частоты дискретизации, выход которого дополнительно подключен к третьему входу цифрового фильтра одной гармоники, при этом первый выход аналого-цифрового преобразователя является также внешним выходом «естественного потока» существенных отсчетов, а выход узла временной привязки отсчетов является внешним выходом потока отсчетов с временной привязкой отсчетов.

Изобретение, как одно из возможных исполнений устройства для осуществления заявленного способа адаптивного аналого-цифрового преобразования, представлено на фиг. 2.

В состав устройства входят аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП) непосредственной дискретизации, узел временной привязки отсчетов 2 (УВП), таймер 3 (Т), цифровой фильтр одной гармоники 4 (ЦФОГ), регулятор 5 (Р), управляемый генератор частоты дискретизации 6 (УГЧ).

АЦП 1 непосредственной дискретизации может быть любого типа с входом внешней синхронизации отсчетов. УВП 2 служит для присоединения к кодам отсчета кода текущего времени или ширины временного интервала дискретизации.

Таймер 3 предназначен для выработки и считывания кодов времени для привязки отсчетов, УГЧ 6 предназначен для выработки сигнала частоты дискретизации f₀ под внешним управлением на понижение или повышение, цифровой фильтр 4 служит для получения оценки амплитуды гармоники на частоте Найквиста по N отсчетам при текущей частоте дискретизации f₀. Регулятор 5 предназначен для выработки сигналов управления на понижение (-) или повышение (+) частоты дискретизации f₀ по результатам сравнения оценки амплитуды гармоники на частоте Найквиста с заданным извне допустимым значением X(f_H)_доп. Внешними входами-выходами устройства являются: вход аналогового сигнала x{t), соединенный с входом АЦП 1, вход кода числа N отсчетов фильтрации, поданный на соответствующий вход ЦФОГ 4, вход допустимого значения оценки амплитуды Х(f_H)_доп на частоте Найквиста, поданный на соответствующий вход регулятора 6, выход {х(k)} нерегулярного потока существенных отсчетов, выход {x(k,t)} отсчетов дискретизированного сигнала с временной привязкой, соединенный с выходом УВП 2. Кроме того, выход х(k) АЦП 1 соединен с входом ЦФОГ 4, выход которого подан на вход регулятора 5, выходы которого на повышение (+) и понижение (-) соединены с соответствующими входами генератора частоты дискретизации 6, выход частоты дискретизации f₀ которого подан на одноименный вход АЦП 1 и далее на вход таймера 3.

Устройство работает следующим образом. На вход ЦФОГ 4 поступает извне значение N числа отсчетов для фильтра одной гармоники, а на вход регулятора 5 поступает извне значение X(f_H)_доп допустимой амплитуды гармоники на частоте Найквиста. С выхода управляемого генератора частоты УГЧ 6 импульсы частоты дискретизации f₀ поступают на вход синхронизации АЦП 1, который выполняет преобразование значения аналогового сигнала x(t) в цифровой отсчет х(k), поступающий на вход ЦФОГ 4, выход {х(k)}и вход УВП 2 для временной привязки отсчетов и формирования последовательности {x(k,t)}, поступающей на внешний выход устройства. В ЦФОГ4 по N текущим отсчетам {x(k)} вычисляется по формуле (3) амплитуда гармоники на частоте Найквиста Х(f_H), значение которой поступает на вход регулятора 5, где сравнивается с величиной X(f_H)_доп. Если X(f_H)>Х(f_H)_доп, то регулятор 5 вырабатывает сигнал (+) на повышение частоты дискретизации f₀, если X(f_H)<Х(f_H)_доп, то регулятор 5 вырабатывает сигнал (-) на понижение частоты дискретизации f₀. Эти сигналы поступают на УГЧ 6, на выходе которого устанавливается новое значение частоты дискретизации f₀, поступающее далее на синхронизирующий вход АЦП 1, таймер 3 и ЦФОГ 4. Таким образом поддерживается нерегулярный поток цифровых отсчетов {x(k)} сигнала, содержащих только существенные отсчеты без избыточности и с гарантированной погрешностью от элиайзинга. Одновременно формируется асинхронный поток отсчетов {x(k,t)} c временной привязкой.

1. Способ адаптивного аналого-цифрового преобразования с управлением частотой дискретизации аналогового сигнала по контролю изменчивости цифрового сигнала, отличающийся тем, что сигналы управления на повышение и на понижение частоты дискретизации устанавливают после сравнения с заданным извне допустимым значением амплитуды гармоники на частоте Найквиста, полученной цифровой фильтрацией одной гармоники из последовательности N цифровых отсчетов сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя непосредственной дискретизации, причем задаваемые извне число N отсчетов цифрового фильтра и допустимое значение амплитуды гармоники на частоте Найквиста устанавливают априорно при рациональном выборе значения допустимой погрешности от элиайзинга и значения интенсивности потока отсчетов на основании данных о модели спектра типовых преобразуемых сигналов.

2. Устройство для адаптивного аналого-цифрового преобразования, содержащее аналого-цифровой преобразователь непосредственной дискретизации с входом аналогового сигнала и входом синхронизации, узел временной привязки отсчетов, первый вход которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, у которого второй выход подключен к входу таймера, выход которого подключен к второму входу узла временной привязки отсчетов, и управляемый генератор частоты дискретизации, выход которого соединен с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя и входом таймера, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цифровой фильтр одной гармоники, у которого первый вход подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, а второй вход - к внешнему входу установки числа отсчетов в памяти цифрового фильтра одной гармоники, регулятор, у которого первый вход подключен к выходу цифрового фильтра одной гармоники, второй вход - к внешнему входу установки допустимой величины амплитуды гармоники на частоте Найквиста, а выходы на повышение и на понижение частоты гармоники - соответственно к первому и второму входам управляемого генератора частоты дискретизации, выход которого дополнительно подключен к третьему входу цифрового фильтра одной гармоники, при этом первый выход аналого-цифрового преобразователя является также внешним выходом потока существенных отсчетов, а выход узла временной привязки отсчетов является внешним выходом потока отсчетов с временной привязкой отсчетов.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является повышение точности преобразования угла в код без использования внешнего эталона.

Способ цифроаналогового преобразования // 2622623

Изобретение относится к области цифроаналогового преобразования и может быть использовано в устройствах преобразования цифрового кода в аналоговое напряжение. Техническим результатом является повышение точности цифроаналогового преобразования, уменьшение количества слагаемых опорных напряжений, уменьшение диапазона значений опорных напряжений.

Следящий ацп многоразрядных приращений // 2619887

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к следящим АЦП многоразрядных приращений, и может быть использовано для непрерывного преобразования напряжения в цифровой код для преобразователей сигналов сельсин-код, резольвер-код и магниточувствительных датчиков угла поворота и положения на основе магниторезистивных сенсоров и датчиков Холла.

Модулярный измерительный преобразователь // 2619831

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования аналоговых электрических сигналов эквивалентно позиционному или модулярному представлению.

Способ и устройство для автоматической калибровки ацп // 2619538

Группа изобретений относится к вычислительной технике и может быть использована для калибровки АЦП. Техническим результатом является обеспечение автоматической калибровки АЦП.

Способ аналого-цифрового преобразования // 2618903

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и приборах с цифровой обработкой информации.

Преобразователь перемещения в код // 2616867

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системе контроля энергонасыщенных объектов. Техническим результатом является уменьшение погрешности за счет повышения линейности формируемых сигналов, увеличения их амплитуды и соотношения сигнал/шум.

Способ диагностики сверточных кодов // 2616180

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для определения неизвестной структуры сверточного кодера со скоростью кодирования, равной , и кодовым ограничением, равным K, на основе анализа принимаемой кодовой последовательности.

Способ преобразования аналогового сигнала в цифровой квадратурный код и устройство для его осуществления // 2613843

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в качестве цифрового приемника для преобразования аналогового сигнала на промежуточной частоте (ПЧ) с понижением в цифровой квадратурный код.

Кодовая шкала // 2612622

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, и может быть использовано в цифровых преобразователях угла. Техническим результатом является упрощение кодовой шкалы.

Гибридный функциональный цифроаналоговый преобразователь со сплайновой аппроксимацией n-го порядка // 2628918

Изобретение относится к области радиотехники, электросвязи, информационно-измерительной техники и может применяться для нелинейного цифроаналогового преобразования сигналов разной точности и сложности. Технический результат - оптимизация построения нелинейного гибридного цифроаналогового преобразователя с улучшенными метрологическими и техническими характеристиками. Достигается за счет применения сплайновой аппроксимации n-го порядка с разбиением на i количество интервалов, позволяющего получить наиболее точный гибридный функциональный ЦАП с повышенным быстродействием. Гибридный функциональный ЦАП содержит n последовательно соединенных линейных умножающих ЦАП для задания n-го порядка сплайна, к цифровым входам которых подключен кодопреобразователь, и параллельно им n+1 линейных умножающих ЦАП, соединенных по цифровым линиям с кодопреобразователем для задания переменных коэффициентов сплайна с учетом знаков. Коэффициенты сплайна рассчитываются по общеизвестным математическим методикам в зависимости от количества интервалов аппроксимации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Цифровой преобразователь код-временной интервал // 2630417

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в телеметрических системах с времяимпульсной модуляцией (ВИМ). Технический результат заключается в повышении надежности работы цифрового преобразователя. Технический результат достигается за счет цифрового преобразователя код-временной интервал, который содержит первое запоминающее устройство, первый счетчик временных интервалов, первый и второй логические элементы И, первый триггер, второй, третий, четвертый, пятый, шестой триггеры, первый, второй, третий логические элементы ИЛИ, первый и второй счетчики адреса, счетчик защитного интервала времени, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой элементы НЕ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой буферные элементы, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой логические элементы И, второе запоминающее устройство, первый и второй резисторы, второй счетчик временного интервала, первый, второй, третий, четвертый логические элементы ИЛИ-НЕ и логический элемент И-НЕ. 5 ил.

Аналогово-цифровой преобразователь с регистрацией времени // 2637479

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для преобразования аналоговых сигналов в цифровой код и регистрации полученного кода в памяти. Техническим результатом изобретения является повышение точности привязки оцифрованных данных к реальному времени и уменьшение нагрузки на центральный процессор. Этот результат достигается тем, что в состав аналого-цифрового преобразователя введены локальные часы реального времени, которые периодически синхронизируются с внешними часами. Запись оцифрованных данных в память сопровождается записью момента времени регистрации этих данных. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Цифроаналоговый преобразователь // 2638769

Изобретение относится к средствам обработки информации и может быть использовано при создании высокоскоростных функциональных цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей и преобразователей частоты. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения. В заявленном цифроаналоговом преобразователе, содержащем весовые двоично-взвешенные сопротивления 1 и аналоговые ключи 2, причем управляющие входы аналоговых ключей 2 соединены с соответствующими цифровыми управляющими выходами цифрового регистра 5, к точке объединения весовых двоично-взвешенных сопротивлений 1 подключены источник опорного тока Io 6 и вход повторителя напряжения 7, при этом аналоговые выходы аналоговых ключей 2 соединены с общей шиной схемы. 2 ил.

Двухканальный аналого-цифровой преобразователь // 2642133

Изобретение относится к измерительной электронной технике и может использоваться для преобразования нескольких аналоговых сигналов в цифровые. Предложенный двухканальный аналого-цифровой преобразователь содержит ключ, одноканальный аналого-цифровой преобразователь, мультиплексор с двумя регистрами на своих выходах, а также формирователь импульсов коммутации, выход которого соединен с управляющим входом ключа и мультиплексора, при этом входами этого двухканального аналого-цифрового преобразователя являются входы каналов ключа, его выходами являются выходы регистров, выход одноканального аналого-цифрового преобразователя соединен с входом мультиплексора. В указанный преобразователь введен формирователь коротких импульсов и дополнительный ключ, включенный между выходом первого ключа и входом одноканального аналого-цифрового преобразователя, при этом второй вход дополнительного ключа закорочен, а управляющий вход этого дополнительного ключа соединен с выходом формирователя коротких импульсов коммутации, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов коммутации. Изобретение решает задачу снижения погрешности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Цифровой функциональный преобразователь // 2642381

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может найти применение для аппаратной реализации вычисления функций. Технический результат заключается в расширении арсенала средств для вычисления функциональных зависимостей. Цифровой функциональный преобразователь содержит четыре сумматора, два сдвигающих регистра, блок анализа, блок хранения констант, блок управления, четыре входа и четыре выхода, причем сдвигающие регистры связаны с сумматорами-вычитателями, выходы которых связаны с блоком анализа, а его выходы - с блоком управления и всеми сумматорами-вычитателями. 1 ил.

Способ преобразования электрических импульсов в код манчестер и устройство для его осуществления // 2644530

Изобретение относится к электронным информационным техническим решениям общего назначения. Технический результат заключается в обеспечении устранения взаимовлияния прямого тракта и обратной связи, а также устранение апериодического эффекта от обратной связи. Предлагаемый способ состоит в том, что последовательность импульсов с входа устройства подвергается инверси знака для каждого четного импульса, посредством сохранения в памяти состояния входа на предыдущем шаге с помощью вспомогательного триггера, если на предыдущем шаге уровень сигнала был зафиксирован, то текущий шаг вычислений рассматривается в качестве четного. Последовательность импульсов на входе подвергается инверсии, чтобы обеспечить срабатывание триггера детектора сигнала на предыдущем шаге в противофазе по отношению к основному триггеру, на который и поступает полученная промежуточная последовательность импульсов с инверсией знака для каждого четного импульса, которая перед этим подвергается дополнительной коррекции. 2 н.п. ф-лы, 13 ил.

Абсолютный оптический однооборотный угловой энкодер // 2645880

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного определения положения вала электродвигателя. Абсолютный оптический однооборотный угловой энкодер содержит n оптопар, где n - разрядность энкодера, растровый диск с одной кодирующей дорожкой, состоящей из последовательно расположенных прозрачных и непрозрачных секторов, причем оптопары располагают с одинаковым шагом a, где a, равное 360/2n, - разрешающая способность энкодера, а кодирующую дорожку формируют в соответствии с двоичной последовательностью длиной m=2n, при этом каждой цифре последовательности соответствует угловой размер a, нулю ставится в соответствии непрозрачный сектор, единице прозрачный - или наоборот. Технический результат - максимальное разрешение для разрядности n энкодера. 2 ил., 2 табл.

Аналого-цифровой преобразователь // 2646356

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, и может быть использовано в цифровых системах для измерения и контроля аналоговых величин. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, повышении точности и быстродействия и снижении сложности схемы. Расширение функциональных возможностей заключается в обеспечении возможности аналого-цифрового преобразования не только однополярных положительных, но также однополярных отрицательных и двуполярных сигналов. Устройство содержит: делитель опорного напряжения; М мультиплексоров; М компараторов напряжения; регистр; генератор тактовых импульсов; триггер; формирователь кодов, блок определения знака и инвертирования отрицательных напряжений, в состав которого входят аналоговый инвертор, компаратор, два аналоговых ключа. 5 ил., 1 табл.

Цифро-аналоговый преобразователь // 2648579

Изобретение относится к схемотехнике, автоматике, промышленной электронике и аналого-цифровой технике и может быть использовано в устройствах преобразования цифровых величин в пропорциональные аналоговые величины. Техническим результатом является уменьшение значения составляющей погрешности преобразования. Устройство содержит резистивную матрицу R-2R с обратным подключением ее входа и выхода, группу резисторов, источник опорного напряжения, операционный усилитель с резистором обратной связи, источник двух постоянных питающих напряжений положительной и отрицательной полярностей, выводы для подключения параллельного входного цифрового кода и одинаковые блоки управления резистивной матрицей, число которых равно числу разрядов в параллельном входном цифровом коде, каждый из которых содержит два операционных усилителя с резистором обратной связи, четыре управляемых ключа и инвертор. 1 ил., 1 табл.