Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е оивтэетз

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Соеоз Советскмх

Соцмалмстммескмк

Реслублмк

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.75 (21) 2302010/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5l) М. Кл.а

Н 03 «(13/17

Гесударстееннмй кемктет

Савета Мнннстреа СССР ае делам нэобретеннк н еткрмтнй (43) Опубликовано25.09.77.Бюллетень №35 (53) уДК 621 325 (088.8) (45) Дата опубликования описания 21.10.77

А. H. Шербань, А. В. Примак, H. И. Бондаренко и А. Г. Марусов (72) Авторы изобретения

Институт технической теплофизики АН Украинской CCP, (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-БИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в сис темах автоматического контроля и управления.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь грубого преобразования, устройство сравнения, в котором преобррзование осуществляется в два этапа. (11.

Недостатком такого устройства являет ся невысокая точность преобразования аналогового сигнала.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок вычитания, выход которого соединен с первым входом усилителя, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, третий вход соединен с первым выходом блока управления, выход коммутатора через интегратор соединен со входом детектора нуля, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй выход соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен с индикатором, а второй выход через преобразователь код — напряжение соединен с первым входом блока вычисления (2).

Недостатком устройства является большая погрешность преобразования аналоговых сигналов, имеющих переменную составляющую с изменяющимся периодом.

Белью изобретении является повышение точности преобразования.

Это достигается тем, что в аналогоцифровой преобразователь, содержащий блок вычитания, усилитель, коммутатор, источ, ник опорного напряжения, блок управления, интегратор, детектор нуля, генератор опорной частоты, счетчик, индикатор, преобразователь код-напряжение, введены конденсаторный частотомер, операционный усили тель, дополнительный счетчик, дешифратор, дополнительный коммутатор, блок .ступенчатой отрицательной обратной связи, причем второй вход блока вычитания через конден саторный частотомер соединен со входом к операционного усилителя, выход которого

573873 (соединен с третьим входом блока управле;ния, второй выход которого через дополнительный счетчик соединен с дешифратором, выход которого соединен с первым входом дополнительного коммутатора, второй б вход которого через блок ступенчатой от рицательной обратной связи соединен с выходом усилителя, а выход дополнительного коммутатора соединен со вторым входом усилителя. 10

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Аналого-цифровой преобразователь содержит блок 1 вычитания, усилитель 2, комму- д татор 3, источник 4 опорного. напряжения, интегратор 5, детектор 6 нуля, блок 7 управления, генератор 8 опорной частоты, счетчики 9 и 10, индикатор 11, преобразователь 12 код«напряжение, блок 13 сту- 0 пенчатой отрицательной обратной связи, коммутатор 14, дешифратор 15, конденсаторный частотомер 16, операционный усилитель 17.

Аналого-цифровой преобразователь осущесжляет цикл преобразования в четыре такта.

В первый такт преобразуемый аналоговь!й сигнал поступает через. блок 1, усилитель 2 и коммутатор 3 на интегратор 5, 30 где интегрируется. зафиксированный промежуток времени, задаваемый блоком 7. Посл» этого происходит разряд интегратора 5 сигналом от источника 4, подаваемым на интегратор 5 через коммутатор 3. Время 35 разряда интегратора 5 фиксируется детек.тором 6 и определяется посредством счета импульсов генератора 8 счетчиком 10.

За первый такт определению подлежат только старшие разряды входного сигнала. 40

В втором такте цифровое значение старших разрядов с помощью преобразователя 12 снова преобразуют в аналоговую форму и вводят в блок 1, где происходит вычитание его из входного-сигнала. 45

За время первого и второго, тактов конденсаторный частотомер 16 подает íà операционный усилитель 17 напряжение, обратно пропорциональное периоду переменной составляющей аналогового сигнала. 50

Выходное напряжение операционного уси лителя 17 через блок 7 управляет числом подтактав, на которые разделен третий такт, В третьем такте полученный разностный сигнал преобразуется так же, как и в нервом такте, но в этом такте определению подлежат младшие разрядь» входного сигнала, соответствующие удвоенному максимальному значению шума. При этом третий такт. 80 разделен на Л подтактов, количество которых определяется в зависимости от длителт ности периода переменной составляющей преобразуемого сигнала с помощью конденсаторного частотомера 16 и операционного усилителя 17.

Сигнал с блока 7 поступает на коммутатор 14, который в каждый из подтактов подключает ступень блока 13, выбранную дешифратором 15 и счетчиком 9 подтактов в зависимости от числа fl подтактов, ко входу усилителя 2, уменыиая коэффициент передачи по напряжению усилителя 2 в число раз, равное числу подтактов. При этом конденсаторный частотомер 16 проводит оценку длительности эквивалентного периода переменной составляющей преобразуемого аналогового сигнала в виде напряжения, прямопропорционального его обратной величине— частоте, которое поступает на операционный усилитель 17 с выхода которого сигнал, соответствующий минимальной погрешности преобразования аналогового сигнала при различных периодах переменной составляющей, поступает на блок 7 и далее на коммутатор 14 через счетчик 9 и дешифратор 15.

Результаты преобразования каждого подтакта накапливаются в счетчике 10, образуя среднестатическое цифровое значение преобразуемого напряжения, которое поступает на индикатор 11.

В четвертом такте вход аналого-цифрового преобразователя закорачивают.и производят корректировку нуля.

Формула изооретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок вычитания, выход которого соединен с первым входом усилителя, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, третий вход соединен с первым выходом блока управления, выход коммутатора через интегратор соединен со входом детектора нуля, выход которого соединен с первым входом-блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а второй выход соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен с индикатором, а второй выход через преобразователь код-напряжение соединен с первым входом блока вычитания, о т л и. ч а ю шийся тем, что с целью повышения точности преобразования, в него введены конденсаторный частогог ер, операционный усилитель, дополнительный счетчик, дешифратор, дополнитель573873

Составитель А. Титов

Редактор,.О. Стенина Техред M. Левицкая Корректор А. Гриценко

Заказ .3776/4 l Тираж 1065 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035> Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный коммутатор, блок ступенчатой отрицательной обратной связи, причем второй вход блока вычитания через конденсатарный ч. стотомер соединен со входом операционного усилителя, выход которого соединен с третьим входом блока управления, второй выход которого через дополнительный счетчик соединен с дешифратором, выход которого соединен с первым входом дополнительного коммутатора, второй вход которого через блок ступенчатой отрицательной обратной связи соединен с выходом усилителя, а выход допслните;н,ного кол мутатора соединен со вторым входом усилителя.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шляндин В, М, цифровые злектроизмерительные приборы. М., "Энергия, 1972, с. 281-283.

10 2. Авторское свидетельство СССР

% 482890, кл. Н 03 К 13/17, 20.11.72.