SU281911A1 - MULTICHANNEL ANALOG-DIGITAL CONVERTER - Google Patents

Description

В систе.мах сбора и обработки данных и в системах автоматизации производатвенных процессов с применением вычислительных машин (ВМ) широко используютс  преобразователи аналоговых величин в дискретные.In the systems of data collection and processing and in the systems of automation of production processes with the use of computers (VM), analogue-to-discrete converters are widely used.

В этих системах неизбежно присутствуют помехи, которые, суммиру сь с полезным сигналом , могут исказить его, что приводит к неправильному преобразованию и возншшовению ложной информации на выходе преобразовател . Дл  подавлени  помех могут быть использованы пассивные или активные фильтры высших частот. Однако применение таких фильтров, обеспечива  значительное подавление помехи, сильно ограничивает частотный спектр канала передачи сигналов и снижает быстродействие системы в целом. Кроме того, применение фильтров в многоканальных преобразовател х приводит к значительному увеличению оборудовани , зачастую нестандартного .In these systems, inevitably there are interference, which, summing up with the useful signal, can distort it, which leads to an incorrect conversion and ascent of false information at the output of the converter. To suppress interference, passive or active high-pass filters can be used. However, the use of such filters, providing significant interference suppression, severely limits the frequency spectrum of the signal transmission channel and reduces the speed of the system as a whole. In addition, the use of filters in multichannel converters leads to a significant increase in equipment, often non-standard.

Среди различных видов помех наибольшие затруднени  вызывают импульсные помехи, отличающиес  широким спектром частот и случайным характером по влени . Самым эффективным методом ослаблени  помех этого вида  вл етс  -цифрова  фильтраци .Among the various types of interference, the greatest difficulties are caused by impulse interference, which is characterized by a wide range of frequencies and random appearance. The most effective method for reducing this type of interference is digital filtering.

Из известных методов цифровой фильтрации (гармонический отбор, усреднение, статистический метод и др.) дл  фильтрации импульсных помех в многоканальных системах наиболее удобен метод цифрового «сглаживани . В этом методе учитываетс  тот факт, что за период обращени  входна  аналогова Of the known digital filtering methods (harmonic selection, averaging, statistical method, etc.), the digital smoothing method is most convenient for filtering impulse noise in multichannel systems. This method takes into account the fact that during the period of circulation the input analog

величина в каналах измен етс  на величину, не превышающую заранее известного значени . Если входна  величина изменилась за период обращени  на величину, больщую этого значени , следовательно, входной сигналthe value in the channels changes by an amount not exceeding the previously known value. If the input value has changed during the reference period by an amount greater than this value, therefore, the input signal

имеет помеху, котора  должна быть отфильтрована . При применении метода цифрового «сглаживани  необ.ходимо иметь предыдущее значение входной величины по данному каналу.has interference that needs to be filtered out. When using the digital "smoothing" method, it is necessary to have the previous value of the input value for this channel.

В процессе фильтрации новое мгновенное значение входной величины /Стек- вычитаетс  из предыдущего ее значени --/Спрел - Далее полученна  разность А /Спре  ЛтекIn the process of filtering, the new instantaneous value of the input quantity / Stack - is subtracted from its previous value - / Sprell - Next, the difference A / Spray Ltek

сравниваетс  с допустимой величиной отклонени  А доп.is compared with the allowable amount of deviation A ext.

При предыдущего значени  измер емой величины вычитаетс  (или прибавл етс  в зависимости от знака отклонени ) значение Лдоп : /Срез /Спрел ±Амп,At the previous value of the measured value, the Ldop value is calculated (or added depending on the sign of the deviation): / Slice / Sprel ± Amp,

где /Срез - новое текущее значение входной величины.where / Slice is the new current value of the input value.

Пр1и , получе-НВое «авое значение  вл етс  мгновенным текущим значением:The first, received, new value is the instantaneous current value:

л рез К ГСК.l rez K HSC.

трации требует использовани  специального устройства дл  организации хранени  jK пред и выполнени  перечисленных выше математических операций или, в случае использовани  дл  этих целей ВМ, св зана с дополнительными затратами машинного времени.Traction requires the use of a special device for organizing the storage of jK before and performing the above-listed mathematical operations or, in the case of using the VM for this purpose, is associated with additional expenditure of computer time.

Дл  устранени  указанных недостатков предлагаетс  цифровое «сглаживание выполнить в аналого-цифровом преобразователе. Операци  «сглаживани  может осуществл тьс  одновременно с выполнением аналого-цифрового преобразовани , если использовать схему след щего преобразовател  с несложными дополнительными логическими устройствами.To eliminate these drawbacks, digital "smoothing" is proposed to be performed in an analog-to-digital converter. The "smoothing" operation can be carried out simultaneously with performing the analog-to-digital conversion, if you use a servo converter circuit with simple additional logic devices.

От известных след щих аналого-цифровых преобразователей пре  лагаемый преобразователь отличаетс  наличием дополнительной логической схемы определени  конца преобразовани , состо щей из счетчика допустимого отклонени , в котором записываетс  код допустимого отклонени  Лдоп , и устройства фиксации нулевого кода этого счетчика с собирательной схемой на выходе.From the known following analog-to-digital converters, the proposed converter differs by the presence of an additional logic circuit for determining the end of conversion, consisting of a tolerance counter, in which the tolerance code Ldop is recorded, and the zero-fixing device of this counter with a collective output circuit.

На чер1теже :п1ре1Д1ста1Вле1На схема Оп.и-сьиваемого многоканального аналого-цифрового след щего преобразовател .In the drawing: p1re1D1sta1Vle1Na on the circuit of the Multichannel analog-digital tracking converter.

Преобразователь содержит коммутатор /, ре версивный счетчик 2, весовую схему 3, сравНйва1ющее уст1рюй1ст1во 4, уатр1оЙ1СТ1Во-блок 5 управлени , счетчик 6 допустимого отклонени  входной величины, устройство 7 фиксации .нулевого кода счетчика и собирательную схему 8. Кроме того, на схеме обозначены код 9 адреса выбираемого канала, код 10 предыдущего значени  измер емой величины К пред, код 11 допустимого отклонени  входной величины А ДСП, ВЫЗОВ 12, сигнал 13 окончани  слежени , код 14 нового текущего значени  входной величины Крез и входные аналоговые сигналы 15.The converter contains a switch /, a reversible counter 2, a weighting circuit 3 that compares the setting 1st1 to 4, a converter1 of the control unit 5, the counter 6 of the permissible deviation of the input value, the device 7 fixing the zero code of the counter and the collecting circuit 8. In addition, the diagram shows the code 9 addresses of the selected channel, code 10 of the previous value of the measured value K pre, code 11 of the permissible deviation of the input quantity A DSP, CALL 12, the signal 13 of the tracking end, code 14 of the current value of the input value Krez and the input analog ignaly 15.

Дл  выполнени  преобразовани  по какому-либо каналу от ВМ в преобразователь поступают следующие сигналы: код 9 адреса выбираемого канала, вызов 12 - в устройствоблок 5 управлени , код 10 предыдущего значени  измер емой величины - в счетчик 2; код 11 допустимого отклонени  входной величины - в счетчик 6.The following signals come from the VM to the converter to perform the conversion via any channel: code 9 of the address of the selected channel, call 12 - to the control unit 5, code 10 of the previous value of the measured value - to counter 2; The code 11 of the permissible deviation of the input quantity is in counter 6.

Устройство-блок 5 начинает вырабатывать сигнал счета дл  счетчика 2. Тот же сигнал одновременно подаетс  на счетчик 6 допустимого отклонени , работающий на вычитание. Таким образом, в этом счетчике во врем  ор абразовани  образуетс  код Лсч Лдоп -МThe device unit 5 begins to generate a counting signal for counter 2. The same signal is simultaneously applied to the permissible deviation counter 6, operating on subtraction. Thus, the code Lsc Ldop-M

где N - число импульсов, поступнвщих на счетчик. При Лсч Окод в счетчике 2 равен пред ± Лдоп. в этот момент преобразование должно быть закончено, так как этот код соответствует новому текущему значению входной величины /Срез , полученному в результате цифрового «сглаживани . Режим преобразовани  .продолжаетс  до по влени  сигнала 13 окончани  слежени , который вырабатываетс  собирательной схемой 8 при получении сигнала равенства входного и компенсирующего напр жений от сравнивающего устройства 4 или при получении сигнала от устройства 7 фиксации нулевого кода счетчика 6 допустимого отклонени .where N is the number of pulses arriving at the counter. When LSF Okod in counter 2 is equal to prev ± Ldop. At this point, the conversion must be completed, since this code corresponds to the new current value of the input quantity / Slice, obtained as a result of digital smoothing. The conversion mode is continued until the tracking end signal 13 is generated, which is generated by the collecting circuit 8 when receiving a signal of equality of input and compensating voltages from the comparison device 4 or when receiving a signal from the fixing device 7 of the zero code of the tolerance counter 6.

В обоих случа х результирующий код КрезIn both cases, the resultant Creuse code

(новое текущее значение входной величины) образуетс  в реверсивном счетчике 2 и передаетс  в ВМ по сигналу 13.(the new current value of the input quantity) is formed in the reversible counter 2 and is transmitted to the VM by the signal 13.

При переходе к новому входному каналу от ВМ поступают новые значени  /(пред (код 10), Л ДСП (код 11), сигналы кода 9 и вызова 12, и процесс повтор етс  описанным вьше образом.Upon transition to the new input channel, new values (/ (pre (code 10), LADD (code 11), code 9 and call 12) are received from the VM, and the process repeats as described above.

В предлолсенной схеме получаетс  выигрыщ во времени по сравнению с обычным след щим преобразователем, так как преобразование заканчиваетс  до того, как в реверсивном счетчике образовалс  бы действительный результат преобразовани  входного сигнала, который был бы недостоверен из-за присутстви  импульсной помехи. Нар ду с этим выполн етс  фильтраци  импульсных помех без применени  фильтров и затрат дополнительногоIn the pre-amplified circuit, there is a gain in time compared to a conventional follow-up converter, since the conversion is completed before the actual conversion result of the input signal, which would be unreliable due to the presence of impulse noise, is formed in a reversible counter. In addition, impulse noise filtering is performed without the use of filters and additional costs.

времени ВМ.time VM.

Предмет изобретени Subject invention

Многоканальный аналого-цифровой преобразователь , содержащий коммутатор аналоговых сигналов, реверсивный счетчик, весовую схему, сравнивающее устройство и устройст1во управлени , отличающийс  тем, что, ic целью повышени  помехозащищенности, он содержит дополнительный счетчик, устройство фиксации нулевого кода и собирательную схему, причем один вход дополнительного счетчика соединен с ш«ной записи кода допустимого отклонени  преобразуемой величины, другой вход-со входом реверсивного счетчика, аA multichannel analog-to-digital converter containing an analog signal switch, a reversible counter, a weighing circuit, a comparison device, and a control device, characterized in that, in order to improve noise immunity, it contains an additional counter, a zero-clamp device and a collective circuit, and one additional input the counter is connected to the wide notation of the tolerance code of the converted quantity, the other input is connected to the input of the reversible counter, and

выход через устройство фиксации нулевого коща подключен к одному входу собирательной схемы, другой вход которой соединен с выходом сравнивающего устройства, а выход собирательной схемы подключен к блокуthe output through the zero clamp fixture is connected to one input of the collecting circuit, the other input of which is connected to the output of the comparing device, and the output of the collecting circuit is connected to the unit

управлени .management

11eleven