Способ аналого-цифрового преобразования с интегрированием

Способ аналого-цифрового преобразования с интегрированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. те ам .„., 1 эл

О П И С А Н И E 23I234

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социзлистическив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗО.Н!!.! 966 (№ 1102286/26-24) Кл. 42птз, 5100 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.Х!.1968. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания З.IV.1969

МПК, G 061

УДК 621.325(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Заявитель

И. М. Вишенчук и h. И. Швецкий

Львовский политехнический институт

СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАН ИЯ

С H HT EI Ð H ОВАН И ЕМ

Предлагаемый способ усредняющего аналого-цифрового преобразования может использоваться в вычислительной технике, автоматике и контрольно-измерительной технике.

Автоматическое управление производственными процессами связано с получением и переработкой большого объема информации.

Автоматические цифровые вольтметры позволяют, благодаря своему быстродействию, производить измерение напряжения в многоканальных системах с потенциальными датчиками. Однако большое количество датчиков, например, термопары, устройства для контроля производства транзисторов и пленочных схем имеют низкий уровень выходного напряжения и не могут обслуживаться серийными цифровыми вольтметрами. Повышение чувствительности цифровых вольтметров ставит проблему помехо стойчивости.

Известны интегрирующие цифровые вольтметры, в которых входное напряжение преобразуется в частоту. Электронный счетчик подсчитывает количество периодов этой частоты в определенном образцовом интервале времени. Показание счетчика пропорционально среднему значению измеряемого напряжения, полученному за интервал измерения. Если этот интервал выбрать равным периоду промышленной сети, то влияние помех промышленной 30 частоты и ее гармоник на результат измерения почти полностью исключается.

Недостатко;i известных устройств является ассиметрпя шкалы прибора относительно нулевого показания при биполярном преобразовании.

В предлагаемом способе аналого-цифрового преобразования отработка при л|обой полярности производства в одном канале и нулевое показание ничем не выделяется, ибо оно получается совершенно аналогично любому другому показанию. Поэтому устраняется необходимость удлинения измерительного цикла при изменении полярности сигнала, исключается наличие двух различных шкал для разных полярностей и необходимость отдельной калибровки для каждой полярности сигнала.

На чертеже приведен"б,лок-схема аналогоцифрового преобразователя.

УстройсIBQ содержит нуль-орган 1, триггер

2, датчик > ооббррааззццооввоогго опапряжения Eó, импульсно-измерительное устройство 4. Входное напря>кение У„приложено к резистору 5.

Нуль-орган 1, триггер 2 и датчик 3 опорного напряжения образуют компенсирующее устройство, которое поддерживает напряжение на входе нуль-органа 1 равным нулю с точностьто до некоторого порога чувствительностн, который может быть выбран с учетом задан231234 ной погрешности. Поэтому ток, проходящий через резистор 5, будет равен х

Ix =

R где R — величина сопротивления резистора 5.

Компенсирующий ток имеет два дискретных уровня:

Ел

1 ivâ

10 где R — величина сопротивления резистора 6.

Сумма токов I, и I,y заряжает конденсатор С. Нуль-орган 1 вырабатывает напря>кение, указывающее, какую полярность имеет напряжение на конденсаторе. Если напряжение на конденсаторе положительно, триггер подготавливается нуль-органом к перебросу в состояние 1, при котором датчик 8 вырабатывает отрицательное напряжение. Если напряжение на конденсаторе отрицательно, триггер подготавливается к сбросу на нуль, и при этом состоянии будет выработано положительное образцовое напряжение. Переброс триггера осуществляется от генератора с частотой farv.

Пусть в некотором интервале времени Т содержится 2N периодов частоты few; причем в N случаях триггер 2 находится в состоянии 1, а в N< случаях — в состоянии О. Заряд, поступивший в конденсатор С в течение этого интервала от источника входного напряжения, равен д„= dt = З„41.

Заряды, поступившие в конденсатор от цепей компенсации в тсостояниях 1 и О, равны соответственно

qI= — N, Т л

40 гю

T E

Чо — Ло

2/V Rg

Так как устройство компенсации поддер>к и 45 вает напряжение на конденсаторе практически равным нулю, то д. +gs+ go =0 т

Р хй: 2У Т

Р, ° " 2М р откуда т

Левая часть последнего равенства представляст собой среднее значение входного напряжения за время Т. Если выбрать Т = 20 мсек, то при усреднении получается эффект подавления помех, когерентных с питающей сетью.

Для построения аналого-цифрового преобразователя нужно разбить интервал Т на 2 N равных тактов (N будет показанием на пределе шкалы) и вычислить с цомощью ревер> — о сивного счетчика разность . Этим за2 нимается импульсно-измерительное устройство

4. Ясно, что если У,=ЖО, то среднее значение входного напряжения равно нулю, а реверсивный счетчик по окончании интервала T окажется в нулевом состоянии. Если N> —— 21Ч, то

Np — — О, а среднее значение входного напряжения равно

Ux + — Ем.

Rs

Из этого соотношения выбираются параметры, определяющие предел измерения. При

Уо — — 2N получается та же величина, но с обратным знаком.

Предмет изобретения

Способ аналого-цифрового преобразования с интегрированием разности входной и компенсирующей величины, отлича ощийся тем, что, с целью упрощения сопряжения шкал поло>кительных и отрицательных входных величин, в каждом такте преобразования выбирают одну и ту >ке компенсирующую величину в положительной или отрицательной полярности при количестве тактов, равном количеству квантов в полной шкале, и фиксируют разность между количествами тактов с поло>кительной и отрицательнои полярностью компенсирующей величины.

231234 (оставитсль В, Д. Махнанов

Техред Л, К; Малова Корректор Т. ф. Старостина

Редактор Е. В. Семанова

Типография, пр. Сапунова, 2 лаказ 301, 5 Гирахк 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Цен1р, пр. Серова, д, 4