Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий зарядный бпок, первый вход которого через кпюч соединен с входной шиной., а второй входс шиной начального смещения, конденсатор и разрядный блок, подключенные к выходу зарядного блока, генератор времен№1х интервалов, выход которого подключен к первс лу входу первого элемента И, первый и второй триггеры и первый и второй счетчики, отпичающййс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий счетчик, цифро-аналоговый преобразователь и второй и третий элементы И, первые входы которых подключены к входамустановки нупя первого и второго счетчиков и первого триггера, и к выходу генератора временных интервалов, вход которого соединен с пусковой шиной и управляющим входом ключа, причем выход цифро-аналогового преобразователя соединен с шиной начального смещения, а вход - с выходом третьего счетчика, вычитарэтций и суммирующий входы которого подключены соответственно к выходам второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому выходу первого триггера и инверсному выходу второго СЛ С триггера, при этом выход первого элемента И подключен к входу первого счет чика, выход которого подключен к входу второго счетчика и входу установки единицы Евервого триггера, вход установки нуля которого подключен к выходу второ-го триггера, а вход установки единицы второго триггера соединен с выходом , второгю счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(51) Н 03 К 13/2() ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНЮМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ;ГЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 341 2432/1 8-21 (22) 26.03.82 (46) 07.07.83. Бюл. М 25 (72) О. Н.Мацкевич (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

% 607340, кп. Н 03 К 13/20, 21.09.76.

2. Балакай B.Ã., Крюк И.П., Лукьянов Л.М. Интегральные схемы AUfl u

ЦАП. М., Энергия", 1978, с. 70, рис. 1-22 (прототип). (54) (57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий зарядный блок, первый вход которого через ключ соединен с входной шиной, а второй входс шиной начального смещения, конпенсатор и разрядный блок, попкпюченные к выходу заряпного блока, генератор временных интервалов, выхоп которого подключен к первому входу первого элемента

И, первый и второй триггеры и первый . и второй счетчики, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в sего ввепены третий счетчик, цифро-аналоговый преобразователь и второй и третий элементы И, первые входы которых подключены к входам. установки нуля первого и второго счетчиков и первого триггера, и к выходу генератора временных интервалов, вход которого соепинен с пусковой шиной и управляющим вхопом ключа, причем выхоп цифро-аналогового преобразователя соединен с шиной начального смещения, а вход - с выхопом третьего счетчика, вычита)ощий и суммирующий входы которого подключены соответственно к выхопам второго и третьего элементов И, в орые входы которых цопключены соо1 ветственно к прямому выходу первого ю с триггера и инверсному выходу второго триггера, при этом выход первого элемента И подключен к входу первого счет» чика, выход которого попкпючен к входу второго счетчика и входу установки епи- с нилы первого триггера, вход установки нуля которого подключен к выходу второ-. го триггера, а вход установки епиницы второго триггера соепинен с выхопом, второго счетчика.

1 027818

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено дпя преобразования интегральной ппсщади эпектрических импупьсов в чиспо- . импульсный код. 5

Известен аналого-цифровой преобразоватепь, содержащий зарядный бпок, первый вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а второй — с шиной начапьного смещения, разрядный бпок. 10 соединенный с выходной шиной нреобраэоватепя, и дозирующий конденсатор, соединенный с.выходами зарядного блока и входами разрядного бпока1 1), Его недостатком является пониженная 15 точность, Известен анапого-цифровой преобразоватепь, содержащий зарядный бпок, пер-, вый вход которого через кпюч соединен с входной шиной, а второй вход - с ши- Z0 ной начапьного смещения, конденсатор и разрядный блок, подключенные к выходу зарядного блока, генератор временных интервапов, выход которого подключен к первому входу первого эпемента И, пер- 25 вый и второй триггеры и первый и второй счетчики $ 2).

Недостатком известного устройства явпяется наличие погрешности, вызванной смещением нупя под действием дестабипиэирующих факторов.

Бень изобретения - повышение точно ти преобразования.

Поставпенная пель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий зарядный блок, первый вход которого через кпюч соединен с входной шиной, а второй вход - с шиной начапь ного смещения, конденсатор и разрядный блок, подкпюченные к выходу зарядного бпока, генератор временных интервапов, выход которого подключен к первому входу первого эпемента И, первый и вто- рой триггеры и первый и второй счетчики, введены третий счетчик, цифрс анапоговый преобразоватепь и второй и третий элементы И, первые входы которых подкпючены к входам установки нупя первого и второго счетчиков и первого триггера, и к выходу генератора apeMeHH x HHTep- 50 валов, вход которого соединен с пусковой шиной и управпяющим входом ключа, причем выход цифро-аналогового преобразоватепя соединен с шиной начального смещения, а вход - с выходом третьего счетчика, вычитающий и суммирующий

1 входы которого подкпючены соответствен но и выходам второго и третьего эпементов И, вторые входы которых подкпючены соответственно к прямому выходу первого триггера и инверсному выходу второго триггера, при этом выход первого элемента И подкпючен к входу первого счетчика, выход которого подключен к входу второго счетчика и входу установки единицы первого триггера, вход установки нуля которого подкпючен к выходу второго триггера, а вход установки единицы второго триггера соединен с выходом в второго счетчика.

На чертеже представлена функциональная схема преобразоватепя.

Устройство содержит зарядный блок 1, соединенный с входной шиной 2 через кпюч 3, управпяющий вход которого соединен с шиной 4 запуска. Второй вход зарядного бтюка 1 соединен с шиной 5 начапьного смещения. Конденсатор 6 соединен с выходом зарядного бттока 1 и входом разрядного блока 7, который сое« динен с выходной шиной 8 преобразовате« пя. Выход счетчика 9 соединен с цифроаналоговым преобразователем 10, выход которого соединен с шиной 5 начального смещения. Выходная шина 8 соединена через эпемент И 11 входом счетчика 12, выход которого соединен с входом счетчика 13. Выходы счетчиков 12 и 13 с соединены с входами установки "1 трит геров 14 и 15 соответственно. Прямой выход триггера 15 соединен с входом установки "О"- триггера 14. Прямой выход триггера 14 соединен через эпемент

И 16 с вычитающим входом счетчика 9, а инверсный выход триггера 15 соединен через эпемент И 17 с суммирующим входом счетчика 9. Вход генератора 18 временных интервалов соединен с шиной

4 запуска, Выход генератора 18 соединен с входами элементов И 11, 16 в 17 и с входами установки 0 счетчиков

12 и 13 триггера 15, Преобразоватепь работает следующим образом.

При наличии сигнала "Пуск» на шине

4 кпюч 3 открыт, генератор 18 выкпк чен, При этом сигнап с генератора 18 закрывает .эпемент И 11 и устанавливает в нупевое состоянИе счетчики 12 и

13 и триггер 15. Сигнап с выхода триг гера 15 устанавливает в нулевое состояние триггер 14. Сигнап с трщтера 14 закрывает элемейт И 16. Эпемейт И 17 открыт сигнапами с триггера 15 и генератора 1 8. В счетчике 9 записано некоторое чиспо Hj которому соответсдвует сигнал < на выходе ананого-цифрового преобраэоватепя 10, который но30

3 1027 дается на второй вход зарядного бпока

Ъ» На этот же вход подается начапьное смещение .Зн и по шине 5 (в частности 3и - 0). Суммарный сигнап 7О J +

+ Эн через зарядный бпок 1 поступает .на конденсатор 6. Конденсатор 6 .заря жается до уровня И, при котором сраба тывает разрядный блок 7, при этом на выходной шине 8 цоявпявтся импупьс, процесс перезаряда конденсатора 6, имв- 10 ющего емкость С, повторяется с частотой, равной где 3y - ток утечки через зарядный

-и Разрядный блоки.

За время измерения Т на выходе 8 появится Np импупьсов„причем

М

О о

CU

При поступлении на входную шину 2 импупьсов тока ток заряда конденсатора 6 увепичится, что приведет к 1увепичению количества импульсов на выходе 8 Hà l4y кЙ1

Cli где +» - цпитепьность к-го импульса;

- мгновенное значение тока -ro импупьса.

Всего на выходе 8 эа время измерения Т появится М импульсов

1 35

М=ND+ и .

Наличие начального тока «J0 Н +3 исключает потерю информации при измерении суммарной ппощади редких импуп сов, которая может происходить за счет 40 токов утечек через зарядный и разрядный бпоки..Оцнако и при наличии начального тока - о = 31 + 3 из-за нестабильности из g изменяется начальное чиспо Ио.

С цепью искпючения погрешности, свя-45 заниой с нестабильностью тока Э, производится коррекция вепичины тока Эо путем изменения тока 3 „, Коррекция производится в паузах между измерениями спедуюшим образом. 50

При отсутствии сигнала Пуск" на шийэ 4 кшоч 3 закрыт, генератор 18 вре меиных интервалов включен. Так как кпюч

3 закрыт, сигналы с входами 2 на заряд-! ный блок 1 нв поступают, и частота 55 о опрецвпяется топько током о

Во вкпюченном состоянии генератора 8 сигнап сброса поступает на счетчики 12

818 4 и 13, триггер 15 снят, элемент И 11 открыт, а эпементы И 16 и 17 закрыты.

Импуцьсы с выхода разрядного бпока 7 поступают через открытый апемент И 11 на счетчик 12, а с счетчика 12 — на. счетчик 13. Генератор 18 открывает эле-, мент И 11 на время f.o, эа которое на счетчики 12 и 13 поступит Ио импупьсов, где: N p f o o Счетчики 1 2 и 1 3 имеют емкость И 12 и И 13 соответственно, а их общая емкость И и и .

Емкость счетчиков Yl выбирается такой, чтобы цри номинапьной частоте о.- и выпопнялось соотношение И<Ис И-1- и, .

В атом спучав до окончания временного интервапа 4о на триггер 15 поступит импупьс переполнения счетчика 13. Сит наны с выходов триггера 15 откроют элемент И 17, и снимут бпокировку триг гера 14. Триггер 14 останется в нупевом состоянии, так как пврепопнения счетчика 12 после перепопнения счетчика

13 не происходит (Ио (И + + ), а до пврепопнения счетчика 13 импупьсы переполнения счетчика 12 не опрокидывапи тригтер 14 в связи с напичием сигнапа бпокировки с триггера 15, По окончании временного интервапа о с генератора 18 на элементы И 16 и 1-7 поступает открывающий сигнап. Но так как триггер 14 выключен, а триггер

15 включен, оба эпемента 16 и 17 будут закрыты. На вхоцы счетчика 9 импупьс не поступит - состояние цифрс аналогового преобраэоватепя 10 не иэ— мвнится, в реэупьтате не изменится сит нац 3 . Таким образом, импупьсы на выходе 8 будут сцедовать с прежней частотой

По окончании каждого цикла работы генератора 18 сигнап с его выхода устанавпивавт счетчики 12 и 13 и триггеры

14 и 15 в исходное состояние. При увепичении частоты о за счет изменения токов утечки 3> поспе переполнения счетчика 13 произойдет перепопнвние счетчика 12 (}с, + ю, ). Импульс переполнения счетчика 12 опрокинет триггер 14. По окончании временного интврвала +о сигнап с генератора 18 поступит через открытый элемент И 16 на вычитающий вход счетчика 9. Содержимое

;счетчика 9 уменьшится на единицууменьшится сигнал З °, В Результате уменьшится ток заряда конденсатора 6, что приведет к уменьшению частоты

Умень@ение содержимого счетчика 9 будет происходить и в поспвдуюших цикпах

5 102781 R 6 работы генератора 18, пока частота о держимого счетчика Я будет происходить не уменьшится настолько, что снова бу- и в последующих циклах работы генератодет выполняться условие ИосИ + а ра 18, пока частота не увеличится наПри уменьшении частоты о за счет столько, что снова будет выполняться, изменения токов утечки q в течение g условие И- ио. интервала fо счетчик 13 не переполнит. Итак, частота f будет корректиро- ся {у оС Yl), в результате оба триггера ваться таким образом, что на выходе 8

14 и 15 окажутся в нулевом состоянии. число импульсов Ир эа время +о будет

По окончании временного интервала 4 удерживаться в пределах от И ao H +vI >. сигнал с генератора 18 поступит через 10 Емкость И счетчика 12 выбирается открытый алемент И 17 на суммирующий такой, чтобы отношение И . H не превход счетчика 9. Содержимое счетчика 9 . вышало величины заданной погрешности увеличится на единицу — увеличится сиг- измерения, нал Э . В результате увеличится ток Таким образом, благодаря отличительэаряда конденсатора 6, что приведет к 15 ным признакам изобретения повышается увеличению частоты о . Увеличение со-.- точность преобразования.

Составитель В. Дмитриев

Редактор А. Власенко Техред И.Гайду Корректор В, Гирняк

Заказ 4754/58 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мосжва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4