SU1317660A1 - Voltage-to-number converter - Google Patents
Voltage-to-number converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1317660A1 SU1317660A1 SU864008826A SU4008826A SU1317660A1 SU 1317660 A1 SU1317660 A1 SU 1317660A1 SU 864008826 A SU864008826 A SU 864008826A SU 4008826 A SU4008826 A SU 4008826A SU 1317660 A1 SU1317660 A1 SU 1317660A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- control unit
- pulse counter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение касаетс электрических измерений в диапазонах инфра- низких и звуковых частот и позвол ет выполн ть кодирование напр жени путем развертывающего уравновешивани в двух соприкасающихс тактовых интервалах времени с последующим аппаратным вычислением мгновенного значени напр жени методом линейной интерпол ции. Изобретение позвол ет уменьшить динамическую погрешность преобразовани из-за изменени напр жени в процессе кодировани и устранить неопределенность момента времени , к которому следует отне-сти полученный код. Дл этого в стандартный врем ймпульсный преобразователь напр жение - код введены реверсивные счетчики импульсов дл накоплени исходной информации и логические элементы , которые совместно с указанными счетчиками образуют интерполирующее цифровое вычислительное устройство . 3 ил. § (П р О9 vl О5 О)The invention relates to electrical measurements in the ranges of infra-low and sound frequencies and allows voltage coding by sweeping balancing in two contiguous clock time intervals followed by hardware calculation of the instantaneous voltage value using linear interpolation. The invention makes it possible to reduce the dynamic error of the transformation due to the voltage variation during the encoding process and to eliminate the uncertainty of the point in time to which the obtained code follows. For this purpose, a standard pulse voltage converter is a code — reversible pulse counters are introduced to store the initial information and logic elements, which, together with the indicated counters, form an interpolating digital computing device. 3 il. § (P p O9 vl O5 O)
Description
113113
Изобретение относитс к устройствам дл электрических измерений в диапазонах инфранизких и звуковых частот и может использоватьс при экспериментальном определении амплитудно- фазовых частотных и переходных характеристик четырехполюсников, при акустических измерени х, исследовани х в области систем автоматического управлени и регулировани , в геофизике , биофизике, акустике, океанологии и т.д., в частности дл кодировани мгновенных значений медленно измен ющегос напр жени методом развертывающего уравновешивани (врем импуль сного преобразовани ).The invention relates to devices for electrical measurements in the range of infra-low and sound frequencies and can be used in the experimental determination of amplitude-phase frequency and transient characteristics of quadrupoles, in acoustic measurements, studies in the field of automatic control and regulation, in geophysics, biophysics, acoustics, oceanology, etc., in particular for encoding instantaneous values of a slowly varying voltage by means of a sweep balance (time l meat conversion).
. Цель изобретени - уменьшение динамической погрешности преобразовател .. The purpose of the invention is to reduce the dynamic error of the converter.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства} на фиг.2 - эпюры, по сн ющие функционирование устройстваj на фйг.З - графики, иллюстрирующие метрологические характеристики преобразовател .FIG. 1 shows a block diagram of the device} in FIG. 2 - diagrams explaining the operation of the device j on f. C - graphs illustrating the metrological characteristics of the converter.
Устройство содержит вход 1 преобразовател , вход 2 Запуск, сравнивающее устройство 3, генератор 4 пилообразного напр жени , блок 5 уп- 1)авлени , первый 6, третий 7 и второй 8 выходы, вход 9 управлени блока 5, КЗ-триггер 10, ключ 11, генератор -12 опорной частоты, первый реверсивный счетчик 13 импульсов, счетный вход 14, вход 15 управлени , вход 16 установки первого реверсивного счетчика, первый 17 и второй 18 элементы И, первый элемент ИЛИ 19, второй реверсивный счетчик 20, вход 21 установки, вход 22 управлени второго реверсивного счетчика, блок 23 передачи кода, четвертый Элемент ИЛИ 24, счетчик 25 импульсов второй 26 и третий 27 элементы ИЛИ, третий реверсивный счетчик 28, счетный вход 29, вход 30 установки, выход 31, знаковый выход 32 третьего реверсивного счетчика, третий элемен И 33, информационный выход 34 преобразовател , выход 35 Готов и вход 36 управлени третьего реверсивного счетчика.The device contains input 1 of the converter, input 2 Start, comparing device 3, generator 4 sawtooth voltage, block 5 up-1), first 6, third 7 and second 8 outputs, control input 9 of block 5, short-circuit trigger 10, key 11, the reference frequency generator -12, the first reversible counter 13 pulses, the counting input 14, the control input 15, the installation input 16 of the first reversing counter, the first 17 and the second 18 elements And, the first element OR 19, the second reversing counter 20, the installation input 21 , control input 22 of the second reversible counter, transmission unit 23 code a, fourth Element OR 24, counter 25 pulses second 26 and third 27 elements OR, third reversible counter 28, counting input 29, installation input 30, output 31, sign output 32 of the third reversing counter, third element 33, information output 34 of the converter , output 35 Ready and control input 36 of the third reversible counter.
Устройство, работает следующим образом .The device works as follows.
На вход 1 преобразовател поступает медленно измен ющеес напр же- нение U(t) (эпюра 37, фиг.2). При на вход 2 устройства от. внешнего источника подаетс короткий запускаю02Slowly varying voltage U (t) is fed to the input 1 of the converter (plot 37, figure 2). When the input 2 devices from. external source is served short start02
щий имПульс (эпюра 39, фиг.2). Этот импульс производит установку в О всех трех реверсивных счетчиков 13, 20 и 28, транслиру сь блоком 5 управ- лени на его первый выход 6 (эпюра 40, фиг.2), и запускает генератор 4, который формирует два периода пилообразного напр жени U (t) (эпюра 37, фиг.2).impulse (plot 39, figure 2). This pulse sets all three reversible counters 13, 20, and 28 into O, transmitted by control unit 5 to its first output 6 (plot 40, Fig. 2), and starts generator 4, which forms two periods of sawtooth voltage U (t) (plot 37, figure 2).
Одновременно с запуском- генератора сигнал с первого выхода 6 блока 5 производит установку в О RS-триг- гера 10 (в моменты времени и ). Напр жени U(t) иU„(t) сравниваютс с помощью устройства 3, формирующего короткие импульсы при равенстве напр жений U(t) и U(t) в моменты времени и . Этими импульсами RS-триггер 10 по S-входуSimultaneously with the start-generator, the signal from the first output 6 of block 5 sets the O-RS flip-flop 10 (at times and). The voltages U (t) and U "(t) are compared using the device 3, which generates short pulses with equal voltages U (t) and U (t) at the instants of time and. These pulses RS-trigger 10 on the S-input
переводитс в единичное состо ние, так что на выходе этого триггера по вл етс потенциал (эпюра 38, фиг.2).transferred to the unit state, so that at the output of this flip-flop a potential appears (plot 38, fig. 2).
Длительности первого (t,) и второго (t,-T) выходных импульсов RS- триггера 10 пропорциональны мгновенным значени м преобразуемого сигнала в моменты времени соответственно и , причем ti ()U(t,)The durations of the first (t,) and second (t, -T) output pulses of the RS flip-flop 10 are proportional to the instantaneous values of the signal being converted at time points, respectively, and, moreover, ti () U (t,)
и t2-2( c/U)U(t2), где и„- амплитуда пилы генератора 4 (эпюра 37,фиг. 2) . Ключ 11 открыт, если его управл ющий потенциал (эп-ра 38, фиг.2) имеет уровень 1. В этом случае он пропускает на свой выход п ачки из N and t2-2 (c / U) U (t2), where and „is the amplitude of the saw of generator 4 (plot 37, Fig. 2). Key 11 is open if its control potential (EP 38, FIG. 2) is level 1. In this case, it passes to its output the packets from N
ent(f5t) и N,, entCf о (tg- t) импульсов генератора 12 опорной частоты, где fj, - частота генератора 12. Режим работы всех трех реверсивныхent (f5t) and N ,, entCf о (tg- t) pulses of the reference frequency generator 12, where fj, is the frequency of the generator 12. The operation mode of all three reversing
счетчиков (суммирование или вычитание ) определ ютс потенциалами второго 7 и третьего В выходов блока 5 (эпюры 41 и 42, фиг.2) так что при на входы управлени реверсивных счетчиков поступает нулевой потенциал и устаналиваетс режим вычитани . В течение указанного интервала времени через элемент ИЛИ 2 на счетный вход реверсивного счетчика 28 поступает пачка из N импульсов , так что в момент содержимое, этого счетчика достигает величины - N . Эпюра 43 фиг,2 иллюстрирует изменение во времени содержимого реверсивного счетчика 28. Элементы И 17 и 18 в это врем закрыты потенциала- ми соответственно второго 7 и третьего 8 выходов блока 5, поэтому коды реверсивных счетчиков 13 и 20 (эпюраcounters (summation or subtraction) are determined by the potentials of the second 7 and third B outputs of block 5 (plots 41 and 42, Fig. 2), so that when the control inputs of the reversible counters arrive, the potential is zero and the subtraction mode is set. During the specified time interval through the element OR 2 to the counting input of the reversible counter 28 receives a pack of N pulses, so that at the moment the contents of this counter reaches the value - N. Plot 43 of FIG. 2 illustrates the change in time of the contents of the reversible counter 28. Elements And 17 and 18 at this time are closed by the potentials of the second 7 and third 8 outputs of the block 5, respectively, therefore the reversal counter codes 13 and 20 (plot
313313
45, фиг.2) в интервале СО,СЗ не измен етс и остаетс равными нулю.45, Fig. 2) in the range of CO, Sz does not change and remains equal to zero.
потенциалы выходов 7 и 8 блока 5 (эгаоры 41 и 42, фиг.2) таковы, что на управл 1бщих входах всех трех реверсивных счетчиков устанавливаетс потенциал 1 и счетчики перевод тс в режим суммировани . В этом интервале времени сигнал второго выхода 7 блока 5 деблокирует элемент И 17, так что к моменту времени в реверсивных счетчиках 20 и 28 фиксируютс коды Nj и , (эпюры 45 и 43, фиг.2), причем информаци о знаке signuN величины N выводитс на выход 32 реверсивного счетчика 28. The potentials of outputs 7 and 8 of block 5 (egoors 41 and 42, Fig. 2) are such that potential 1 is set at the control inputs of all three reversible counters and the counters are transferred to the summation mode. In this time interval, the signal of the second output 7 of block 5 unlocks the element AND 17, so that by the moment of time the codes Nj and, (plots 45 and 43, Fig.2) are fixed in the reverse meters 20 and 28, and signuN sign information of N is outputted on the output 32 of the reversing counter 28.
При элемент И 17 закрываетс а И 18 - открываетс потенциалом по эпюре 42 на фиг.2. Импульсна последовательность генератора 12 через элемент и 18 проходит на счетные входы реверсивных счетчиков 13 и 25. Импульсы переполнени реверсивного счетчика 13 через элемент ИЛИ 19 поступают на счетный вход второго реверсивного счетчика 20. Режимы работы всех трех реверсивных счетчиков в этом такте функционировани преобразовател определ ютс потенциалом знакового выхода 32 счетчика 28. Этот по тенциал имеет уровень О при и уровень 1 при dN-sG. Учитыва уровни выходных сигналов блока 5 (эпюры 41 и 42, фиг.2), находим, что при лN70 все реверсивные счетчики работают в режиме вычитани , а при - в режиме суммировани .When the element And 17 is closed, and And 18 is opened by the potential of the plot 42 in FIG. 2. The pulse sequence of the generator 12 through the element and 18 passes to the counting inputs of the reversible counters 13 and 25. The overflow pulses of the reversible counter 13 through the OR element 19 arrive at the counting input of the second reversible counter 20. The modes of operation of all three reversible counters in this operation cycle of the converter are determined by the potential sign output 32 counters 28. This potential has a level of O when and a level of 1 with dN-sG. Taking into account the output signal levels of block 5 (diagrams 41 and 42, Fig. 2), we find that with lN70 all reversible counters operate in the subtraction mode, and in the summation mode.
При на третьем выходе блока 5 возникает положительный перепад напр жени (эпюра 42, фиг,2). Этот перепад через четвертый элемент ИЛИ 24 открывает на некоторое врем блок передачи кода 23 и код N, хран щийс в реверсивном счетчике 20, записываетс в счетчик 25. Этот счетчик выполнен вычитающим, поэтому при t72T его содержимое под воздействием выходных импульсов элемента И 18 уменьшаетс до нул . Импульс обнулени , по вл ющийс на выходе счетчика 25, через элемент ИЛИ 24 воздействует на блок 23 и производит очередную перепись кода реверсивного счетчика 20 в счетчик 25. Импульс обнулени счетчика 25 через элемент ИЛИ 26 поступает также на счетный вход 29 .счетчика 28 и уменьшает егоWhen the third output of the block 5 occurs, a positive voltage drop occurs (plot 42, Fig 2). This differential through the fourth element OR 24 opens for some time the block of transmission of code 23 and the code N stored in the reversing counter 20 is recorded in counter 25. This counter is made subtractive, therefore at t72T its content is reduced to zero The zeroing pulse appearing at the output of counter 25 through the OR element 24 acts on block 23 and performs the next rewriting of the code of the reversible counter 20 into the counter 25. The zeroing pulse of the counter 25 through the element OR 26 is also fed to the counting input 29 of the counter 28 and reduces him
0404
содержимое на единицу, если , или увеличивает это содержимое, если AN 0.content by one if, or the content increases, if AN 0.
В дальнейшем содержимое счетчикаIn the future, the contents of the counter
25 под воздействием выходных импульсов элемента И 18 вновь уменьшаетс до нул , производитс очередна запись текущего кода реверсивного счетчика 20 в счетчик 25, изменение25 under the influence of the output pulses of the element And 18 is again reduced to zero, the next recording of the current code of the reversible counter 20 into the counter 25 is made, the change
на единицу содержимого реверсивного счетчика 28 и т.д. Этот процесс продолжаетс до обнулени в момент времени (эпюра 43, фиг.2) реверсивного счетчика 28, после чего потенциалом с выхода 31 (эпюра 44, фиг.2) счетчик 28 закрывает элемент И 18. Указанный потенциал выдаетс также на выход 35 преобразовател в качестве сигнала готовности информации к считыванию внешним потребителем . Искома информаци N о.величине мгновенного значени кодируемого напр жени снимаетс .с выходов 34 реверсивного счетчика 20 (эпюра 45,per unit of content of the reversible counter 28, etc. This process continues until zeroing at the time point (plot 43, figure 2) of the reversible counter 28, after which the potential from output 31 (plot 44, figure 2) counter 28 closes the element And 18. The indicated potential is also output to the output 35 of the converter in quality signal readiness of information to be read by an external consumer. The required information number N the magnitude of the instantaneous value of the coded voltage is removed. From the outputs 34 of the reversing counter 20 (plot 45,
фиг.2).2).
Процесс преобразовани кодов N- и AN, выполн емый в рассматриваемом устройстве при ., описываетс алгоритмом:The process of converting the N- and AN codes, performed in the device under consideration with., Is described by the algorithm:
IdMlIdml
N Nj -entU sign N ENj-sign/iNent j ,N Nj -entU sign N ENj-sign / iNent j,
где N - результат преобразовани ; D - емкости реверсивных счетчиков 13, 20 и 25.where N is the result of the conversion; D - capacities of reversive counters 13, 20 and 25.
Учитыва , что при вычитаемое выражение в квадратных скобках этой формулы много меньше величины N, получают N d-iN/D).Taking into account that when the expression to be subtracted in square brackets of this formula is much less than the value of N, N d-iN / D are obtained.
Дл вы снени , какой характерис- тике преобразуемого напр жени отвечает полученный код N, стро т оценку производной обрабатываемого сигнала :To find out which characteristic of the voltage to be converted corresponds to the obtained code N, an estimate is made of the derivative of the signal being processed:
dU(t) U(tt) -U(tO Nt-N,dU (t) U (tt) -U (tO Nt-N,
dt , D ,+D dt, d, + d
где . Наход т оценку U(f) величины сигнала U(t) при where Find the estimate U (f) of the magnitude of the signal U (t) at
u(t)u(t,)- (t,-)u (t) u (t,) - (t, -)
dtdt
UmNt ,, ЛК.UmNt ,, LK.
D D
5, five,
Следовательно: Nc(D/U)U() . Таким образом, код N пропорционален оценке OCf) мгновенного значени пробразуемого напр жени в фиксированный и известный заранее момент времени t t. Аргумент результата кодировани не мен етс при произвольно изменении промежуточных результатов преобразовани - величин N и Nj.Therefore: Nc (D / U) U (). Thus, the code N is proportional to the estimate OCf) of the instantaneous value of the voltage being generated at a fixed and known in advance moment of time t t. The encoding result argument does not change when the intermediate conversion results are changed arbitrarily — the values of N and Nj.
На фигi3 сплошными лини ми представлены зависимости относительной погрешности (1 )/U(1) кодировани мгновенного значени напр жени U(t/ ir)l i /4095)a+b(t/)+c(t/ t )3, измен ющегос во времени по параболическому закону от величины коэффициента b дл заданного набора значений коэффициента с, вынесенных в шифр кривых при и . Путирными лини ми на фиг.З изображены зависимости относительной погрешности .e/ jj -1+NjU /DU(1) известного устройства прототипа дл аналогичных условий кодировани . Графики фиг«3 показывают, что предлагаемое устройство характеризуемс существенно меньшей динамической погрешностью, чем прототип Тах при и c 0j18% против ,78% дл прототипа . Если и ,, то с/ «0,022%, тогда как погрешность устройства-пртотипа в этих услови х; т.д.In Fig. 3, solid lines show the relative error (1) / U (1) for encoding the instantaneous value of the voltage U (t / ir) li / 4095) a + b (t /) + c (t / t) 3, which changes in time, according to the parabolic law, of the value of the coefficient b for a given set of values of the coefficient c, put into the cipher of the curves with and. The broken lines in FIG. 3 are the dependences of the relative error .e / jj -1 + NjU / DU (1) of the known prototype device for similar coding conditions. The graphs of FIG. 3 show that the proposed device has a significantly lower dynamic error than the prototype Tach at and c 0j18% versus, 78% for the prototype. If and, then with / "0,022%, whereas the error of the prototype device under these conditions; etc.
сУ; 1,49% иSU; 1.49% and
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864008826A SU1317660A1 (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Voltage-to-number converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864008826A SU1317660A1 (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Voltage-to-number converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1317660A1 true SU1317660A1 (en) | 1987-06-15 |
Family
ID=21216815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864008826A SU1317660A1 (en) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Voltage-to-number converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1317660A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467371C1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-11-20 | Учреждение Российской Академии Наук (УРАН) Петербургский ин-т ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Direct coding interpolator for measurement of time intervals |
-
1986
- 1986-01-16 SU SU864008826A patent/SU1317660A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Орнатский П.П. Автоматические измерени и приборы. - Киев: Вища школа, 1980, с.471. Шл ндин В.М. Цифровые измерительные устройства. - М.: Высша школа, 1981, с.186, рис.3.40. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467371C1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-11-20 | Учреждение Российской Академии Наук (УРАН) Петербургский ин-т ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Direct coding interpolator for measurement of time intervals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1317660A1 (en) | Voltage-to-number converter | |
FR2461957A1 (en) | PHASE COMPARISON CIRCUIT | |
US4598375A (en) | Time measuring circuit | |
JPS59152723A (en) | Analog-digital converting circuit | |
SU1239618A1 (en) | Method of measuring pulse repetition frequency with respect to fixed time interval | |
SU1314457A1 (en) | Integrating analog-to-digital converter | |
SU842894A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU603914A1 (en) | Digital watt-hour meter | |
SU412678A1 (en) | ||
SU926764A1 (en) | Ac voltage-to-number converter | |
SU1095392A1 (en) | Analog-to-discrete converter | |
SU892334A1 (en) | Low frequency digital meter | |
SU1228029A1 (en) | Method of measuring frequency | |
SU1166010A1 (en) | Digital autocompensating phasemeter | |
SU1132240A1 (en) | Pulse voltmeter | |
SU1449953A1 (en) | Apparatus for measuring induction of varying magnetic field | |
SU1444951A1 (en) | Voltage digitizer | |
SU1478333A1 (en) | Frequency transducer characteristic linearizer | |
SU1140054A2 (en) | Ac voltage effective value measuring method | |
SU1053285A1 (en) | A.c.-voltage-to-code converter | |
RU1824588C (en) | Method of determining average value of periodic signals | |
RU1784924C (en) | Low frequency digital phase meter | |
RU1781625C (en) | Device for measurement of rms value of signal | |
SU881764A1 (en) | Digital function generator | |
SU905872A1 (en) | Method of converting frequency into analogue signals |