Аналого-цифровой интегратор

 

397922

Союз Советских

Сощиалистимеских

Республик

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства No—

Заявлено 31.VI I I.1971 (№ 1692334/18-24) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 22.1.1974

М. Кл. G 06g 7/18

G 06j 1/00

Государственный камнтет

Савета Мнннстрав СССР па делам нзааретеннй и аткрытнй

УДК 681.335 (088.8) Авторы изобретения

И. Л. Винников и А. Б. Иванов

Институт систем управления Академии Наук Грузинской ССР

Заявитель

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРАТОР

Изобретение относится к области электронных вычислительных устройств, может быть использовано в вычислительной и измерительной технике, в устройствах автоматического управления и др.

Известен аналого-цифровой интегратор, содержащий аналоговый преобразователь (например, усилитель), преобразователь аналоговой величины в частоту импульсов, пересчетную схему и цифровой, интегратор.

Недостатком известного аналого-цифрового интегратора является малая точность преобразования, так как подлежащая интегрированию аналоговая величина А изменяется в пределах от А,„„, = М 1 до А„.„= МД, где М вЂ” масштабный коэффициент;

Д вЂ” диапазон относительного изменения аналоговой величины А.

При этом, как аналоговый преобразователь, так и преобразователь аналоговой величины в частоту работают во всем указанном диапазоне 1 —: Д.

Известно, что с увеличекием динамическото диапазона увеличивается, погрешность преобразователей и аналого-цифрового интегратора в целом.

Целью, изобретения является уменышение погрешности аналого-цифрового интегратора при его работе в широком дна назоне:изменения аналоговой величины и повышение надежности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что предложенный интегратор содержит пороговые элементы максимального и минимального уровней, аналоговый делитель и исполнительный элемент. Причем входы пороговых элементов максимального и минимального уровней подключены к выходу аналогового преобразователя, а их выходы через исполнительный элемент соединены с пересчетной схемой и аналоговым делителем, подключенным ко входу аналогового преобразователя.

На фиг. 1 приведена блок-схема аналогоцифрового интегратора; на фиг. 2 — графики зависимости K>A=f(A).

Аналого-цифровой интергатор включает в себя соединенные последовательно аналоговый преобразователь (АП) 1. преобразова,тель аналоговой величины в частоту (ПЧ) 2, пересчетную схему (ПС) 3 п цифровой интегратор (ЦИ) 4.

До аналогового,преобразователя 1 на входе интегратора включен аналоговый делитель АД 5 (например. делитель напряжения).

Делитель 5 представляет собой двухпозиционное устройство, в одной из позиций (например, первой), которого аналоговая величина поступает на преобразователь 1 без изменения, а в другой (второй) она уменьшает397922 ся в 2" раз, где n = 1, 2, 3... (N — число раз рядов пересчетной схемы, подлежащих отключению, которое выбирается в зависимости от диапазона изменения аналоговой величины.

K выходу преобразователя 1 подключены пороговые элементы максимального (ПЭ„„) б и минимального (ПЭ„„,) 7 уровней аналоговой величины К1А, где К1 — коэффициент преобразования преобразователя 1. Пороговые элементы выполнены в виде потенциальных ключевых схем (например, триггера

Шмитта), Пороговый элемент б срабатывает при достижении сигналом значения

К1А „,; /2", а поротовый элемент 7 при понижении того же сигнала ниже значения

К,А„„„. 2". Элементы б и 7 воздействуют на исполнительный элемент 8, представляющий собой двухпозиционное переключающее устройство (например, дистанционный переключатель).

При значениях интегрируемой аналоговой величины от А„„„= М до = — „элеA чакс МЛ

2и "= «2п мент 8 находится в одной из позиций (например, первой).

При этом делитель 5 отключен, а в работе пересчетной схемы 8 принимают участие все

N разрядов.

При значениях интегрируемой величины

Амвкс МД до М 2 элемент 8 находится в другой (например, второй позиции).

При этом делитель 5 включен, а и разрядов пересчетной схемы 8 отключены, т. е. работают N — и разрядов.

Аналого-цифровой интегратор работает следующим образом.

В исходном состоянии элемент 8 находится в первой позициями, при которой деления аналоговой величины A не происходит и работают все разряды схемы 8. При этом преобразователь 1 работает по кривой зависимости

К1А=1 (А) на участке от точки а (начало диапазона) до точки С, соответствующей значению аналоговой величины, равному

МД/2" (фиг. 2) .

Когда аналоговая величина на выходе преобразователя 1 достигает значения

К МД/2", срабатывает элемент б и элемент

8 переключается во вторую позицию, что приводит к переключению во вторую позицию, делителя 5 и отключению и разрядов схемы 8. Напряжение на выходе преобразователя 1 падает:в 2" раз, и зависимость между аналоговой величиной А и выходчым сигналом с преобразователя 1 о пределяется уже кривой К А — /н (А). Совместная работа -елнтеля 5 и преобразователя 1, характеризуемая кривой К А — /и (А), происходит на участке от точки е до точки f при изменениях аналоговой величины от МД до M . .2".

Интегрирующая величина,при этом равна

t t

К, ° К о и

К, K„

fdic, v

/ — Ki К А — частота импульсов. о

Таким образом, одновременное понижение подаваемой на вход преобразователя 1 и аналоговой величины А в 2" раз и отключение и разрядов схемы 8 не изменяют,коэффициента интегрирования.

Когда аналоговая величина на входе преобразователя 1 упадет до значения, равного

М . 2", срабатывает элемент 7 и элемент 8 переключается в первую позицию, что приво,дит к установке делителя 5 в первую позицию, т. е. к его фактическому отключению и к подключению и разрядов схемы 8.

При этом за в исимость между К|А и А вновь характеризуется кривой K>A=f (А).

Благодаря применению двух пороговых элементов максимального и минимального уровней переключение блоков схемы под воздействием элементов б или 7 (элемента 8, делителя 5 и схемы 8),из одной позиции в другую происходит мгновенно, и при дальней,шем колебании значений интегрируемой аналоговой величины вблизи порогового значения переключение этих блоков уже не происходит, Это .исключает «дребезг» работы блоков .интегратора, что повышает надежность работы и понижает погрешность дискретности .интегратора в целом.

Таким образом, предложенный интегратор позволяет осуществить работу аналогово4О го преобразователя и преобразователя аналотовой величины в частоту в диапазоне, меньшем собственного диапазона изменения интегрируемой аналоговой величины А, что существенно повышает точность работы аналого-цифрового интегратора.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой интегратор, содержа5р щий последовательно соединенные аналоговый преобразователь, преобразователь аналог — частота, пересчетную схему .и цифровой .интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности ра55 боты, он содержит пороговые элементы максимального и минимального у ровней, аналоговый делитель и исполнительный элемент, причем входы:пороговых элементов максимального и минимального уровней подключебо ны к выходу аналогового преобразователя, а их выходы через исполнительный элемент соединены с пересчетной схемой и аналоговым делителем, подключенным ко входу аналогового преобразователя.

397922

Фиг 1

И1

Н1A

/f1 /2

Л/2

Фиг 2

Корректор Л. Царькова

Редактор А. Утехина

Заказ 737/2447 Изд. ¹ 988 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель С. Белан

Техред T. Курилко

Д/м