SU1629976A1 - Device for comparison of analog signals - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано при построении инерционных измерительных и преобразовательных уст- ройств. Цель - повышение точности сравнени  аналоговых сигналов. Устройство дл  сравнени  аналоговых сигналов содержит четыре компаратора 1-4, два элемента И 5,6, элемент ИЛИ 7, шины входного 8 и опорного 11 сигналов и шину 12 выходного сигнала. Элементы И 5,6 обеспечивают блокировку выходных сигналов компараторов 1-4, тем самым уменьшают вли ние шумовой компоненты порога, что повышает точность сравнени . 2 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used in the construction of inertial measurement and conversion devices. The goal is to improve the accuracy of comparing analog signals. The device for comparing analog signals contains four comparators 1-4, two elements AND 5.6, element OR 7, input bus 8 and reference signal 11, and output bus 12. Elements And 5.6 provide for blocking the output signals of comparators 1-4, thereby reducing the influence of the noise component of the threshold, which improves the comparison accuracy. 2 Il.

Description

гg

(Л(L

фиг Аfig a

10ten

2525

3162997631629976

Изобретение относитс  к импульс ной технике и может быть использовано при построении прецизионных измерительных и преобразовательных устройств.The invention relates to a pulse technique and can be used in the construction of precision measuring and conversion devices.

Цель изобретени  - повышение точности сравнени  аналоговых сигналов за счет уменьшени  шумовой компоненты порога.The purpose of the invention is to improve the accuracy of comparing analog signals by reducing the noise component of the threshold.

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - timing diagrams illustrating the operation of the device.

Устройство дл  сравнени  аналоговых сигналов содержит компараторы 1 - 4, элементы И 5 и 6 и элемент ИЛИ 7, при этом шине 8 входного сигнала соединена с Первыми неинвертирующими входами 9 компараторов 1-4, вторые инвертирующие входы 10 который соединены с шиной 11 опорного напр жени , выходы компараторов 1 и 2 через элемент И 5 соединены с первым входом элемента ИЛИ 7, а выходы компараторов 3 и 4 через элемент И 6 соединены с вторым входом элемента ИЛИ 7, выход которого соединен с выходной шиной 12.The device for comparing analog signals contains comparators 1-4, elements AND 5 and 6, and element OR 7, with the input signal bus 8 connected to the first non-inverting inputs 9 of the comparators 1-4, the second inverting inputs 10 which are connected to the reference voltage bus 11 , the outputs of Comparators 1 and 2 through the element And 5 are connected to the first input of the element OR 7, and the outputs of Comparators 3 and 4 through the element And 6 are connected to the second input of the element OR 7, the output of which is connected to the output bus 12.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Опорное напр жение с шины 11, например, нулевого уровн  поступает на инвертирующие входы 10 всех компараторов , на неинвертирующие входы 9 которых поступает входное напр жение с шины 8.The reference voltage from the bus 11, for example, of the zero level goes to the inverting inputs 10 of all comparators, to the non-inverting inputs 9 of which the input voltage comes from the bus 8.

Предположим, что в некоторый момент времени напр жение на шине 8 имеет отрицательное значение (ftHr.2a),,jQ поэтому на выходах компараторов 1 - 4 присутствуют уровни логического О (фиг. 26 - д соответственно}, поступающие на входы элементов И 5 и 6, на выходах которых также устанавли- 45 ваютс  уровни логического О (фиг.2е, ж соответственно), поступающие на входы элемента ИЛИ 7 и фиксирующие логи- ческий О на выходной шине 12Suppose that at some point in time the voltage on bus 8 has a negative value (ftHr.2a) ,, jQ, therefore, at the outputs of comparators 1 - 4 there are logical O levels (Fig. 26 - d, respectively), coming to the inputs of And 5 and 6, the outputs of which also set the levels of logical O (FIG. 2e, g, respectively) arriving at the inputs of the OR element 7 and fixing logical O on the output bus 12

(фиг. 2з).5Q(fig. 2z) .5Q

Вместе с тем, наличие собственных шумов в каждом из компараторов 1-4 приводит к тому, что в произвольные моменты времени на их выходах по вл на выходах которых, при соответствующей комбинации входных сигналов, так- же формируютс  импульсы (фиг. 2е,ж), поступающие через элемент ИЛИ 7 на вьгг ходную шину 12 (фиг. 2з). Однако при большом уровне отрицательного напр жени  Ue на входной шине 8 (фиг. 2а) веро тность Ft - Р4 превышени  шумом уровн  достаточно малы, поэтому мала интенсивность импульсов на выходах компараторов 1-4, и, следовательно, малы веро тность Р5, 6 по влени  логических 1 на выходах элементов И5,At the same time, the presence of intrinsic noise in each of the comparators 1–4 leads to the fact that at arbitrary instants of time at their outputs, the outputs of which, with the appropriate combination of input signals, also generate pulses (Fig. 2e, g) coming through the element OR 7 on the bridge bus 12 (Fig. 2h). However, at a high level of negative voltage Ue on the input bus 8 (Fig. 2a), the probability Ft - P4 of the noise level exceeding is sufficiently small, therefore the intensity of the pulses at the outputs of the comparators 1–4 is small, and, consequently, the probability of P5, 6 is low occurrence of logical 1 at the outputs of elements I5,

15 6 и веро тность Р12 по влени  логических 1 на выходной шине 12.15 6 and probability P12 of logical 1 occurrence on the output bus 12.

Однако по мере увеличени  напр жени  на входной шине 8, упом нутые веро тности быстро увеличиваютс  иHowever, as the voltage on the input bus 8 increases, the said probabilities increase rapidly and

20 при нулевом уровне напр жени  Ug веро тность срабатывани  компараторов 1 - 4 достигает значени  0,5, определ   соответствующую веро тность Р12 по влени  логических 1 на выходной шине 12, котора  неограниченно стремитс  к единице при дальнейшем увеличении положительного напр жени  на входе 8.20, at a zero voltage level Ug, the likelihood of the operation of the comparators 1-4 reaches 0.5, determining the corresponding probability P12 of logical 1 on the output bus 12, which tends to unlimited with a further increase in the positive voltage on the input 8.

Сокращение шумовой компоненты порога при сохранении (и даже некотором уменьшении) зоны неопределенности У позвол ет существенно повысить точность сравнени  аналоговых сигналов, что, в конечном итоге, приводит к повышению точности измерений с помощью измерительных и преобразовательных средств, выполненных с использованием предлагаемого устройства.Reducing the noise component of the threshold while maintaining (and even slightly reducing) the uncertainty zone Y can significantly improve the accuracy of comparing analog signals, which ultimately leads to an increase in the accuracy of measurements using measurement and conversion tools performed using the proposed device.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  сравнени  аналоговых сигналов, содержащее четыре компаратора , первые и вторые входы которых соединены соответственно с шиной входного сигнала и с шиной опорного напр жени , и элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два элемента И, причем выходы первого и второго компараторов через первый элемент И соединены с первым входом элемента ИЛИ, а выходы третье30A device for comparing analog signals containing four comparators, the first and second inputs of which are connected respectively to the input signal bus and the reference voltage bus, and the OR element, whose output is connected to the output bus, characterized in that it has two elements AND, the outputs of the first and second comparators through the first element AND connected to the first input of the element OR, and the outputs of the third 30 3535 кхгс  импульсы некоторой длительностиго и четвертого компараторов черезKhgs pulses of a certain duration and the fourth comparators through (фиг. 2в - е), поступающие на соответ- 5 второй элемент И подключены к второму ствующие входы элементов И 5 и 6,входу-элемента ИЛИ.(Fig. 2b - e), arriving at the corresponding - 5 second element AND are connected to the second one the inputs of the elements AND 5 and 6, the input element OR. 00 5five jQ 45 на выходах которых, при соответствующей комбинации входных сигналов, так- же формируютс  импульсы (фиг. 2е,ж), поступающие через элемент ИЛИ 7 на вьгг ходную шину 12 (фиг. 2з). Однако при большом уровне отрицательного напр жени  Ue на входной шине 8 (фиг. 2а) веро тность Ft - Р4 превышени  шумом уровн  достаточно малы, поэтому мала интенсивность импульсов на выходах компараторов 1-4, и, следовательно, малы веро тность Р5, 6 по влени  логических 1 на выходах элементов И5,jQ 45 at the outputs of which, with the appropriate combination of input signals, pulses are also generated (Fig. 2e, g), coming through the OR 7 element onto the bus bar 12 (Fig. 2h). However, at a high level of negative voltage Ue on the input bus 8 (Fig. 2a), the probability Ft - P4 of the noise level exceeding is sufficiently small, therefore the intensity of the pulses at the outputs of the comparators 1–4 is small, and, consequently, the probability of P5, 6 is low occurrence of logical 1 at the outputs of elements I5, 5 6 и веро тность Р12 по влени  логических 1 на выходной шине 12.5 6 and P12 likelihood of logical 1 on the output bus 12. Однако по мере увеличени  напр жени  на входной шине 8, упом нутые веро тности быстро увеличиваютс  иHowever, as the voltage on the input bus 8 increases, the said probabilities increase rapidly and 0 при нулевом уровне напр жени  Ug веро тность срабатывани  компараторов 1 - 4 достигает значени  0,5, определ   соответствующую веро тность Р12 по влени  логических 1 на выходной шине 12, котора  неограниченно стремитс  к единице при дальнейшем увеличении положительного напр жени  на входе 8.0 at zero voltage Ug, the likelihood of operation of comparators 1-4 reaches 0.5, determining the corresponding probability P12 of logical 1 on output bus 12, which tends to unite indefinitely with a further increase in positive voltage at input 8. Сокращение шумовой компоненты порога при сохранении (и даже некотором уменьшении) зоны неопределенности У позвол ет существенно повысить точность сравнени  аналоговых сигналов, что, в конечном итоге, приводит к повышению точности измерений с помощью измерительных и преобразовательных средств, выполненных с использованием предлагаемого устройства.Reducing the noise component of the threshold while maintaining (and even slightly reducing) the uncertainty zone Y can significantly improve the accuracy of comparing analog signals, which ultimately leads to an increase in the accuracy of measurements using measurement and conversion tools performed using the proposed device. 00 5five Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  сравнени  аналоговых сигналов, содержащее четыре компаратора , первые и вторые входы которых соединены соответственно с шиной входного сигнала и с шиной опорного напр жени , и элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два элемента И, причем выходы первого и второго компараторов через первый элемент И соединены с первым входом элемента ИЛИ, а выходы третье Риг .2A device for comparing analog signals containing four comparators, the first and second inputs of which are connected respectively to the input signal bus and the reference voltage bus, and the OR element, whose output is connected to the output bus, characterized in that He entered two elements AND, the outputs of the first and second comparators through the first element AND connected to the first input of the element OR, and the outputs of the third rig .2