SU970401A1 - Analog-digital function converter - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автома- тике и вычислительной технике, в частности-к устройствам дл  нелинейиого преобразовани  аналоговых сигналов датчиков первичной инфор мации в цифровой код.The invention relates to automation and computing, in particular, to devices for non-linearly converting analog signals of primary information sensors into a digital code.

Известен аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий компараторг интегратор, преобразователь напр жение-частота и . счетчик tl.An analog-to-digital functional converter is known, comprising a comparatorg integrator, a voltage-frequency converter and. counter tl.

Недостатком функционального преобразовател   вл ютс  ограниченные функциональные возможности, так как он может осуществл ть только квадратичное преобразование аналогового сигнала в цифровой код.The disadvantage of the functional converter is the limited functionality, since it can only perform quadratic conversion of the analog signal to a digital code.

Известен также аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий компараторы, блок управлени , ключи, генераторы зкспоненциального напр 5рени , счетчик, регистр , цифро-аналоговый преобразователь , сумматор и запоминающий блок 2j.Also known is an analog-to-digital functional converter containing comparators, a control unit, keys, exponential voltage generators, a counter, a register, a digital-to-analog converter, an adder, and a storage unit 2j.

Недостатком данного функциональiHoro преобразовател , позвол ющего осуществл ть полиномиальное преобразование аналогового сигнала в код,  вл етс  понгасенна  точностьThe disadvantage of this functional iHoro converter, which allows the polynomial conversion of an analog signal to a code, is the pacific accuracy

воспроизведени  полиномиальных функций.reproducing polynomial functions.

Наиболее близким к предлагаемос му  вл етс  аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий преобразователь аналогового сигнала в число-импульсный код, подключенный информационным входомThe closest to the present invention is an analog-to-digital functional converter containing an analog signal converter to a pulse number code connected by an information input.

4Q к шине ввода аргумента, а управл ющим входом - к первому выходу блока управлени , соединенного вторым выходом с входом блока пам ти, первый которого соединен с первым :входом основного сумматора, подключен15 rf6ro выходом к выходной шине аналого-цифрового функционального преобразовател , а вторлми входами к выходам элементов И первой группы, соединенных первыми входами с третьим4Q to the input argument bus, and the control input to the first output of the control unit connected by the second output to the input of the memory unit, the first of which is connected to the first one: the input of the main adder is connected to the output bus of the analog-digital function converter and the second one the inputs to the outputs of the elements And the first group connected by the first inputs to the third

выходом блока управлени , а вторыми .входами с выходами первого счетчика и с первыми входами злементов ИЛИ группы, соединенных вторыми входами с вторым выходом блока пам ти, the output of the control unit, and the second inputs with the outputs of the first counter and with the first inputs of the elements OR of the group connected by the second inputs with the second output of the memory block,

25 а выходами с первыми входами злементов И второй группы, подключенных входами к четвертому выходу блока управлени , а выходами к установочным вхорам второго счетчика, соединенного вычитающим входом25 and the outputs with the first inputs of the elements AND of the second group, connected by the inputs to the fourth output of the control unit, and the outputs to the installation receptacles of the second counter, connected by a subtracting input

С выходом генератора опорной частоты , управл ющий вход которого подключен к первому выходу, блока управлени , соединенного входом с выходом второго счетчика, причем сугФтерующий вход первого счетчика подключен к выходу преобразовател  анало гового сигнала в число-импульсный код .With the output of the reference frequency generator, the control input of which is connected to the first output, a control unit connected by the input to the output of the second counter, where the counter input of the first counter is connected to the output of the analog signal converter into a pulse number code.

Недостатком прототипа  вл етс  пониженное быстродействие при выполнений полиномиального преобразовани  аналогового сигнала в цифровой код.The disadvantage of the prototype is reduced performance when performing polynomial conversion of an analog signal to a digital code.

Цель изобретени  - повышение бы-стродействи .The purpose of the invention is to increase quickness.

С этой целью в аналого-цифровой функциональный преобразователь, содержащий преобразователь аналогового сигнала в число-импульсный, код, подключенный информационны.м входом к шине ввода аргумента, а управл ющим-входом , к первому выходу блока управлений,, соединенного ВТОЕЫМ выходом С ВХОДОМ блока пам ти, первый выход которого соединен с первым входом основного сумматора, дополнительно введены () сумматоров (где п - степень воспроизводимой полиномиальной функции) и п регистров подключенных вxoдa лtI к выходу преобразовател  аналогового сигнала В число-импульсный ко,|а установоч™: ними входами - к выходам блока пам ти , причем каждый i-й (Mi€n-l) . Дополнительный сумматор соединен выходом с информационным входом i-ro ; регистра, а первым входом - с выходом Ci+l)-ro регистра и с вторым входом. (i+D-ro дополнительного сумматора , причем первый регистр подключен выходом к второму входу первого дополнительного, суу-матора и: к выходной шине аналого-цифровогофункционального преобразовател , а п-й регистр соединен информационным входом и вьгходом соответственно с выходом и вторым входом основного сумматора.For this purpose, an analog-to-digital function converter containing an analog signal to a pulse-pulse converter, a code connected by an information input to the argument input bus, and a control input, to the first output of the control unit connected to the VTO output With the input of the block the memory, the first output of which is connected to the first input of the main adder, is additionally entered () adders (where n is the degree of reproducible polynomial function) and n registers connected to the input LTI to the output of the analog converter Signal to the pulse-pulse code, | and set by: their inputs to the outputs of the memory block, each i-th (Mi € n-l). An additional adder is connected to the information input of the i-ro; register, and the first input - with the output of Ci + l) -ro register and with the second input. (i + D-ro is an additional adder, the first register is connected by an output to the second input of the first additional su-mat and: to the output bus of the analog-digital-functional converter, and the n-th register is connected by information input and input, respectively, to the output and the second input of the main adder.

. На чертеже, изображена блок-схема аналого-цифрового функционгитьного преобразовател  (дл  случа  ), Устройство содержит преобразователь 1 аналогового cnrHaj:ta в числоимпульсный код, блок 2.управлени , блок 3 пам ти, первый и второй дополнительные сумматоры 4 и 5, основной сумматор б и первый, второй и третий регкстра 7-9. Преобразователь 1 подключен информаи;ионным входом к пшне .ввода аргумента , управл ющим входЬм. к первому выходу блока 2 управлени , а выходом к управл ющим входам регистров 7-9. Блок 2 управлени  соединен вторлм выходом с входом блока 3 па.м ти, подключенного первым выходом к. первому входу сумматора 6, а остальными выходами к установочным входам регистров 7-9. Каждый 1-й () дополнительный сумматор соединен выходом с информационным. In the drawing, a block diagram of an analog-digital functional converter is shown (for the case). The device comprises an analog cnrHaj converter 1: ta to a pulse number, control unit 2. memory block 3, first and second additional adders 4 and 5, main adder b and the first, second and third regkstra 7-9. Transducer 1 is connected by information and ion input to the input of the argument that controls the input. to the first output of control block 2, and the output to control inputs of registers 7-9. The control unit 2 is connected via a second output to the input of a unit 3 pa.ty, connected by the first output to the first input of the adder 6, and the remaining outputs to the setup inputs of the registers 7-9. Every 1st () additional adder is connected to the information output

входом 1-го регистра, а первымthe input of the 1st register, and the first

входом с выходом (1+1)-го регистра НС вторым входом (1+1)-го дополнительного сумматора. Например, первый дополнительный сумматор 4input with output (1 + 1) -th register of the National Assembly of the second input (1 + 1) -th additional adder. For example, the first additional adder 4

соединен выходом с информацнонным входом первого резтистра 7, а первым входом с выходом второго регистра 8 и с вторым входом второго дополнительного сумматора 5. Первый регистр 7 подключен выходом к второму входу сумматора 4 и к выходной шине аналого-цифрового функционального преобразовател , а п-й () регистр 9 соединен информационным входом и выходом cooтвeтcтвенно с выходом и вторым входом основного сумматора б.connected to the output of the information input of the first recorder 7, and the first input with the output of the second register 8 and the second input of the second additional adder 5. The first register 7 is connected to the output of the second input of the adder 4 and the output bus of the analog-digital function converter, and the p-th () register 9 is connected by an information input and output with the output and the second input of the main adder b.

.Аналого-цифровой функциональный преобразователь работает следующимThe analog-to-digital converter works as follows

образом.in a way.

Пйред началом работы по команде с блока 2 управлени  из блока 3 пам ти в регистры 7-9 через установочные входы занос тс  коэффициентWhen starting work on a command from control block 2 from memory block 3 to registers 7-9, the coefficient is entered through the installation inputs

0 и 2- воспроиз водимой полиноп миальной функшш0 and 2- reproduced polynopial function

причем коэффициент а,, подаетс  на первый вход сумматора 6 из блока 3moreover, the coefficient a ,, is fed to the first input of the adder 6 from block 3

пам ти непрерывно во врем  всего Цикла преобразовани .memory continuously during the entire conversion cycle.

Входное напр жение t поступает на информационный вход преобразовател  1, КОТ01ХЛЙ. преобразует его вThe input voltage t is fed to the information input of the converter 1, KOT01HLY. converts it to

пачку импульсов, причем количество m импульсов в пачке пр мо пропорционально входному напр жению. Импульсы с выхода преобразовател  1 поступают на управл ющие входы регистров 7-9.a burst of pulses, with the number m of pulses in a burst directly proportional to the input voltage. The pulses from the output of the converter 1 are fed to the control inputs of registers 7-9.

„ При приходе первого импульса с преобразовател  1 на управл ющий вход регистра 7 в этот регистр заноситс  информаци  с выхода сумматора t при этом сумматор 4 осуществл ет операцию сложени When the first pulse arrives from the converter 1, the control input of the register 7 into this register is entered into the information from the output of the adder t, while the adder 4 performs the addition operation

у ao-i- а. , где а. - коэффициент в регистре 8at ao-i- a. where a. - coefficient in register 8

/ на 1-м шаге (,2,3.. .т) ./ on the 1st step (, 2,3 .... t).

По фронту первого импульса сумма ( ) заноситс  в регистр 7. Далее сумматор 4 осуществл ет вычис- . ление следующей суммы: + « так как сумма (. ) поступает с On the front of the first pulse, the sum () is entered in the register 7. Next, the adder 4 performs a calculation- the following amount: + “because the amount (.) comes from

выхода 1 егистра 7, а коэффициент а поступает с выхода регистра 8. На выходе регистра7 после прихода т-го импульса формируетс  значение tioutput 1 of registe 7, and the coefficient a comes from the output of register 8. At the output of register 7, after the arrival of the t-th pulse, the value ti is formed

У о +5: а.:.O o +5: a.:.

гч hch

Коэфффициент а. , поступающий на вход сумматора 4 с выхода регистра определ етс  выражениемFactor a. input to the adder 4 from the register output is determined by the expression

тt

ЛА а,,LA a ,,

где а - кoэффици%нт занесенный в регистр 8 из блока 3 пап ти перед началом рабогга а . - коэффициент, поступакнцийwhere a is the coefficient% nt entered in register 8 of the 3 daddy unit before the start of the operation. - coefficient of actions

с выхода регистра 9, from register 9,

а... а +.S а .a ... a + .S a.

110  110

В последнем выражений индекс i у коэффидкентга а отсутствует, так как корффициёт aj посто нно поступает на вход сумматора 6 из блока 3 пам ти и в процессе работы не измен  етс ..ЛIn the last expressions, the index i of the coefficient a is absent, since the correlation coefficient aj is constantly fed to the input of the adder 6 from the memory block 3 and does not change during operation.

С учетом вышеизложенного шлражение дл  выходного сигнала предлагаемого преобразовател  после прнхода m импульсов будет иметь видTaking into account the foregoing, the square for the output signal of the proposed converter after the passage of m pulses will have the form

. м vtVMm -CUt. С.Т. t 5. UO bOi . m vtVMm -CUt. S.T. t 5. UO bOi

.w Ob TaK как количество m импульсов в пачке на выходе преобразовател  1 пр мо пропорционально входному напр жению и, то выражение дл  выходного сигнала аналого-цифрового функционального преобразовател  будет41 у ,,U,. В случае необходимости воспронзведени  полиномиальных функций более илсокИх степеней увеличиваетс  / количество дополнительно вводимых сумматоров и регистров .w Ob TaK as the number m of pulses in the packet at the output of converter 1 is directly proportional to the input voltage and, the expression for the output signal of the analog-to-digital function converter will be 41 y, U ,. If it is necessary to recall polynomial functions of more or more degrees, the number of additionally added adders and registers increases.

Таким образом, рассмотренный аналого-цифровой функциональный преобразователь по сравнению с прототипом позвол ет повысить быстрдействие при нелинейном преобразовании ансшоговых сигналов в код за совмещени  во времени операций формировани  отдельных составл ющих полинома и их суммировани  что и определ ет технико-экономическуюThus, the considered analog-digital functional converter, as compared with the prototype, allows to increase the speed of non-linear conversion of an unscheduled signals into a code by combining in time the operations of forming individual components of a polynomial and summing them up.

эффективность его возможного применени .the effectiveness of its possible use.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР 228355, кл. G Об G 7/20, 1967.1. Authors certificate of the USSR 228355, cl. G About G 7/20, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР 702515, кл. Н 03 К 13/20, 1977.2. Authors certificate of the USSR 702515, cl. H 03 K 13/20, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР3. USSR author's certificate . 540270, кл. G 06 J 1/00, 1975 (про тотип).. 540270, class G 06 J 1/00, 1975 (about totype). -9 -9