SU748857A1 - Аналого-цифровой функциональный преобразователь - Google Patents

Description

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относитс  к автоматике И вычислительной технике и может быть использовано дл  получени  тригонометричес;ких функций от аргументов, представл емых напр жени ми.

Известен синусно-косинусный функциональный тфеобраэователь, содержащий преобразователи напр жение-код и коднапр жение , регистр, счетчик-регистр и генератор гармонических колебаний, соединенный через первый ключ со входом преобразовател  напр жение-код и с первым входом блока сравнени , выход преобразовател  код-напр жение через другой ключ соединен с первым входом блока сравнени , выход которого через четвертый ключ, триггер и логический элемент И подключен ко входу счетшкарегистра , соединенного своими выходами через блок переключателей со входами преобразовател  код-напр жение и входами регистра .

Недостатком этого преобразовател   вл етс  сложность конструкции и неВОЗМОЖНОСТЬ воспроизведени  тангенсной и котангенсной функции. Кроме того, использование генератора гармонических , колебаний с ударным возбуждением не позвол ет производить функциональное преобразование.сигналов с синусоидальной несущей переменной частоты.

Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий три источника входных сигналов, первый выход пер10 вого из которых соединен с первым входом генератора управл ющих импульсов, выходом соединенного с одним входом линейного импульсного делител , другой вход которого со ед1шен с выходом вто15 рого источника входного сигнала, сумматор , одним входом соединенный с выходом линейного импульсного делител , другим входом с выходом третьего источника входного сигнала и вь1ходом с входом

20 генератора счетных импульсов, который выходами соединен со счетными входами реверсивного счетчика, и цифровое управл емое сопротивление, первым выводом соединенное со вторым входом генератора управл ющих импульсов, вторым выводим - сйвтбрьпйёхдШмпер вого источника входного сигнала и управ л ющими входами с выходами реверсивного счетчика 2. Недостатком известного преобразовател   вл етс  зависимость выходного сигнала от частоты синусоидального напр жени  первого источника входного сигнала, что приводит к значительной погрешности и снижает быстродействие устройства . Цепью изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи , преобразЫвател , Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий три источника входных сигналов, первый выход первого из которых соединен с первым входом генератора управл ющих импульсов , выходом соединенного с первьвм: входом линейного импульсногч) делител , второй вход которого соединен с выходо второго источника входного сигнала, сумматор, одним входом соединенный с выходом линейного импульсного делител , другим входом - с выходом третьего источника вхбдного сигнала и выходо с входом генератора счетных импульсов котор)з1Й выходами соединен со счетными входам й реверсивного счетчика, и блок цифрового управл емого сопротивлени , первым выходом соединенное со вторьгм входом генератора управл ющих икпуль .сов, вторым вьгаодом - со вторым выходо первого источника входного сигнала и управл$пощими входами - с выходами ре версивного счетчика, введены блок цифровой управл емой емкости, формирователь импульсов, повторитель напр жени  счетчик импульсов, регистр, генератор импульсов, два логических элемента И и элемент сброса, причем блок цифровой управл емой емкости, выполнен в виде , конденсаторов, одними обкладками соединённь1х с Выходом первого источника входного сигнала и первым входом генератора управл ющ1гх импульсов и вторыми обкладками - с выходами двухпозиционных ключей, первые входы кото рых соединены с входом повторител  напр жени    первым выводом блока цифрового управл емого сопротивлени , вторые входы ключей - с выходом повторител  напр жени , и управл ющие Ьходы ключей соединены с выходами ре

748857 гистра, а формирователь импульсов вхоом соединен с первым выходом первого сточника входного сигнала и выходом управл ющими входами двух логических элементов И, выход генератора импульсов через первый логичес1 :ий элемент И соединен с входом счетчика импульсов и через второй логический элемент И с установочными входами регистра, кодовые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов. Это позвол ет обеспечить независимость выходного сигнала преобразовател  от изменени  частоты синусоидального входного напр жени , а также повысить быстродействие. На фиг. 1 приведена блок-схема аналого-цифрового функционального преобразовател ; на фиг. 2 - време ша  диаграмма работы при измен ющейс  частоте входного сигнала. Преобразователь содержит первый, второй и третагй источники входных сигналов 1,2 и 3, блок 4 цифрового управл емого сопротивлени  и блок 5 цифровой управл емой емкости , котора  состоит из двухподиционных ключей 6 - б и конденсаторов 7 - 7г, , подключенных к выходу источника 1, первому входу генератора управл ющих импульсов 8 и входу формировател  9 импульсов. Первые входы ключей 6 - в подключены ко входу повторител  напр жени  1О, а вторые входы этих ключей - ко входу повторител  напр жени  1О. Источник 3 подключен к выходу линейного импульсного делител  11, источник 2 подключен к входу сумматора 12, выход которого через генератор 13 счетных импульсов св зан со счетными входами реверсивно-г го счетчика 14, управл ющего цифровым управл емым сопротивлетшем 4. Формирователь 9 управл ет логическими элементами 15 и 16 И. Через логический элемент 15 И импульсы от генератора 17 импульсов поступают на установочные входы регистра 18, а чфез логический элемент 16 И импульсы генератора 17 поступают на вход счетчика 19 тлпупьсов . Вход элемента 2О сброса счетчика 19 импульсов соединен с выходом формировател  9 импульсов. На временной диаграмме прин ты следующие обозначени  и - напр жение источника 1 входного синусоидального сигнала; Уф - напр жение на выходе формировател  9 импуйЕ сдвТ выходной сигнал логическо эп&лентй 16; выходной сигнал логическог элемента 15; Ng - код в счетчике 19 импульсов ; NP - код в регистре 18j П g - выходной сигнал элемента сброса. Преобраоователь работает следующи образом. С выхода источника 1 поступает си нусоидальное напр жение . Фазовый сдвиг Ч между входньгм напр  жением и и напр жением на блоке 4 цифрового управл емого сопротивлени  равен С08Ч (1) где амплитудное значение переменного напр жени  на сопротивлении 4. Генератор 8 управл ющих импульсов из напр жени  Ц и напр жени  на блоке 4 цифрового управл емого сопротивлени  формирует пр моугольные импульсы, дл тельность f которых пропорциональна фазовому сдвигу Р i Т - период синусоидального на пр жени ,и Напр жение на выходе линейного импул ного делител  11 равно tr 2) r-N о где и - напр жение источника 3. ..„.Цепь отрицательной обратной св зи, образованной сумматором 12, генератором 13 счетных импульсов и реверси ным счетчиком 14, управл ет проводимостью Y цифрового управл емого сопротивлени  4 и, следовательно, фазовым сдвигом так, что напр жение Уд становитс  равным напр жению У источ ника 2. Учитыва  соотноше1ше (2), имеем 4 -of2fr. Амплитудное значение выходного напр жени  Ujyjp соответствии с вьфажени ми (1) и (3) равно Ц ыгЧ -з о;Проводимость V цифрового управл  мого сопротивлени  4 пр мо пропорцио

Claims (1)

1. 748857 нально коду N в рвверснсл счётчи у с ,гч, где К. - коэффтшент п эопорциональности . Фазовый сдвиг св зан с активной проводимостью Y и реактивной проводимостью Q блока 5 цифровой емкости следующим образом Y Q -IIJC-(4) где С - емкость блока 5 цифровой управл емой емкости. Формирователь 9 импульсов из напр жени  и формирует разнопол рные импульсы длительностью (фш.З). Положительный импульс разрешает прохождение серии импульсов от генератора 17 через логический элемент 16 на вход счетчика 19 импульсов. Количество прошедших импульсов и, следовательно, код NjjB счетчике 19 пропорционально периоду Т синусоидального напр жени  Ц , где К 2 - коэффициент пропорциональности . Отрицательный импульс разрешает прохождение через логический элемент 15 серии импульсов от генератора 17 на установочные входы регистра 18, на потенциальные входы которого поступает код. При этом по первому импуль- ,, су серии код Kt(, заноситс  в регистр 18 и последующие импульсы данной серии состо ни  регистра 18 не мен ют. Если ш следующем периоде напр жени  Цчастота W измен етс , то в первом полупериоде в счетчик 19 импульсов заноситс  код, соответствующий новому значению частоты, -а во втором полупериоде новый код переписываетс  в регистр 18. Схема сброса 2О из переднего фронта положительного импульса формировател  9 импульсов вырабатывает импульс, сбрасывающий счетчик 19 импульсов в начале каждого периода в нуль. Регистр 18 управл ет ключами , при этом величина блока S емкости пропорциональна оду No в регистре 18 , (6) де Кг - коэффициент пропорциональности . Подставл   выражени  (З), (5) и (б) формулу {4), получаем, что выходной игнал N преобразовател  равен г.ё Если генератор управл ющих импупь1СОВ 8 вырабатывает импульсы, длительность f которых равна преобразователь воспроизводит следующие функции и...8)п21Г-д К, КсUj .jr Управление блока 5 цифровой управл емой емкости происходит путем подключени  конденсаторов к цифровому г управл емому сопротивлению 4 в соответствии с кодом Np. При этом остальные конденсаторы подключень, к выходу повторител  10 напр жени .. В-результа те напр жение на этих конденсаторах . равно напр жению на конденсаторах, подключенных к блоку 4 цифрового управл емого сопротивлени . При изменении частоты Ш происходит коммутации конденсаторов . Вследствии равенства напр жеНИИ на них переходные процессы, обусловленные перераспределением зар дов, имеют гораздо меньщую длительность. В предлагаемом .аналого-цифровом функциональном преобразователе погрешность Ът изменени  частоты сведена до значении 0,01-0,1%, определ емых разностью цифровой управл емой емкости Такой аналого-цифровой преобразователь А Ltlw -iuwJiVA V-Hj;i jJ JU i llp WJ dOVDa i CJll может примен тьс  дл  функциональной ак плитудной модул ции синусоидального напр жени , а также дл  вычислени  тригонометрических функций, например, при определении траекторий. Формула изобретени  . ч: Аналого-цифровой функциональный преобразователь содержащий три источника входных сигналов, первый выход первого из которых соединен с первым входом генератора управл ющих импульсов, выходом соединенного с первым входом линейного импульсного делител , второй вход которого соединен с выходом второго источника входного сигнала, сумматор одним входом соединенный свыходом линейного импульсного делител , другим входом - с вь1ходом третьего-источника входного сигнала и выходом - с входом генератора счетных импульсов, который выходами соединен со счетными входами реверсивного счетчика и цифровое управл емое сопротивление, первым выходом соединенное со вторым входом генератора управл ющих импульсов, вторым выводом - со вторым выходом первого источника входного сигнала и управл ющими входами - с выходами реверсивного счетчика, отличающийс  что, с целью повышени  точности и быстродействи  преобразовател  в него ведены блок цифровой управл емой е , формирователь им льсов повГри телтч нппг,.т,т--vo, лиьторитель напр жени , счетчик импульсов ПРПТГТП ,.ub, регистр, генератор импульсов, два логи ских элемента И и элемент сброса „ричем блок цифровой управл емой емкости выполнен в виде конденсатов одними обкладками соединенных с выходом первого источника входного сигнала и первым входом генератора управл ющих импульсов и вторыми, обкладками - с выходами двухпозиционных ключей первые входы которых соединены с входом повторител  напр жени  и первым выводом блока цифрового управл емохх) сопротивлени , вторые входьГ ключей с выходом повторител  напр жени  и управл ющие входы ключей соединены с выходами регистра, а формирователь входом с°оединен с первым выходом первого источника входного сигнала и выходом - с управл ющими входами двух логических элементов И . Выход генератора импульсов через первый логический элемент И соединен с входом счетчика импульсов и через второй логический элемент; И - с установочными входами регистра, кодовые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе i. Авторское свидетельство СССР № 4О0019, кл. Н ОЗ К 13/О2, 197О 2, Авторское свидетельство СССР № 443477, кл. Н 03 К 13/02, 1973 ( прототип).

   Me.

   Л

   IiI