Устройство для аналого-цифровогопреобразования

Устройство для аналого-цифровогопреобразования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()815898

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.05.79 (21) 2768937/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) И.К .

Н 03 К 13/02

Гесударстаеииый комитет

СССР (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 23.03.81. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 28.03.81 ао делам изебретеиий и. открытий (72) Авторы изобретения

Г. Г. Живилов, В. А. Прянишников, Н. М. См

- С. Н. Строкач и А. А. Фремке (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и предназначено для преобразования широкополосных аналоговых электрических сигналов в цифровой двоичный код.

Известен аналого-цифровой преобразователь, в котором для обеспечения минималь. ной ошибки преобразования случайных сигналов адаптивно изменяются параметры аналого-цифрового преобразования, например длительность, такта или число разрядов. Уст- to ройство содержит сравнивающий блок, аналоговый сумматор, первый преобразователь код-напряжение, блок стробирования, блок управления, реверсивный счетчик, второй преобразователь код-напряжение, устройство определения установившегося режима пре- 15 образования, блок сравнения и запоминания состояния реверсивного счетчика, логическую схему, блок управления параметром (1).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы при кодировании широкополосных сигналов и сигналов с быстроменяющимся частотным сйектром, возникающая вследствие большого времении сходи мости ал го ритм а.

Известен аналого-цифровой преобразотель, в котором для увеличения быстродействия используется трехтактная схема аналого-цифрового преобразования, содержащий усилитель с переменным коэффициентом усиления, первый вход которого подключен ко входу устройства, второй вход — к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (2) .

Недостатком известной структуры является низкая точность аналого-цифрового преобразования- шттрокополосных сигналов, возникающая из-за большой погрешности при кодировании высокочастотных составляющих.

Цель изобретения — повышение точности устройства для аналого-цифрового преобразования.

Устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее усилитель с переменным коэффициентом усиления, первый вход которого подключен к входу устройства, второй вход к- выходу первого цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, введены сумматор, первый и вто15898

50 рой компараторы, блок управления,.второй цифроаналоговый преобразователь, блок памяти и сумматор-вычитатель, пе;. ый и второй входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а первый и второй выходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены ко входу устройства, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, выход которого соединен со входом блока памяти, с третьим входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, вторым входом аналого-цифрового преобразователя и с первым выходом сумматора, первый.вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, со входом первого цифроаналогового преобразователя, а второй вход с выходом блока памяти и с входом второго цифроаналогового преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема устройства для аналого-цифрового преобразования.

Он содержит усилитель 1 с переменным коэффициентом усиления, итоговый цифроаналоговый преобразователь 2, аналого-цифровой преобразователь 3, сумМатор 4, блок

5 памяти, второй цифроаналоговый преобразователь 6, сумматор-вычитатель 7, первый и второй компараторы 8 и 9 и блок 10 управления.

Устройство работает следующим образом.

Цикл преобразования входного сигнала разделяют в зависимости от скорости его изменения на К тактов. 3а один такт работы устройства происходит определение N разрядов двоичного кода. Длительность одного такта преобразования определяется временем работы аналого-цифрового преобразователя 3 tÄ1, и временем слежения за изменением входного сигнала t„, которое минимально на первом такте преобразования и последовательно увеличивается на последующих тактах. Времена t задаются блоком 10 управления. В блоке 5 памяти записывают коды уста вок, соответствующие приращению входного сигнала за время tx при различных скоростях изменения входного сигнала.

В начале работы импульсом «Пуск» в усилителе 1 из блока 10 управления устанавливается коэффициент передачи, равный 1, регистры сумматора 4 сбрасываются в «0», в блоке 5 памяти устанавливается код, соответствующий приращению входного сигнала за время t, при максимальной частоте входного сигнала. Затем запускается аналого-цифровой преобразователь 3, который кодирует входной сигнал с числом разрядов N. Этот код записывается в сумматор 4 и подается на вход цифроаналогового преобразователя 2. С его выхода аналоговый сигнал, соответствующий коду N„„

4 подается на второй вход усилителя 1 и на вход сумматора-вычитателя 7, на другой вход которого подается с выхода второго цифроаналогового преобразователя 6 напряжение уставки 11„„„соответствующее коду первой уставки, записанному в блоке 5 памяти.

С выходов сумматора-вычитателя 7 на входы первого и второго компараторов 8 и 9 подается напряжение

1-11 1 1+ 1-!уст:1 и 1-!м„,— - чст.

На другие их входы йодается входное напряжение Ц<. Если за время 11 изменение входного напряжения не превосходит заданной уставки, то следующим импульсом с блока 10 управления, приходящим через время tq от первого импульса в усилителе 1, устанавливается коэффициент передачи К = 2, в блоке 5 памяти устанавливается код следующей уставки и запускается аналого-цифровой преобразователь 3, кока торый кодирует усиленную в К = 2 раз разность U„— Uz„<.

Полученный код сдвигается на п разряда, т. е. делится на 2 записывается в сумматор 4 и суммируется с записанным в нем

КОДОМ И

Уточненньгй таким образом результат преобразуется цифроаналоговым преобразователем 2 в напряжение, которое подается на второй вход усилителя 1 и на вход сумматора-вычитателя 7, на другой вход которого подается напряжение, соответстЬующее коду новой уставки.

Если в течение времени t изменение входного напряжения не превосходит заданной уставки, то следующим импульсом с блока

10 управления производится следующий такт преобразования.

Процесс уточнения результата преобразования происходит до тех пор, пока изменение входного напряжения !1„ за время t, не превосходит заданную уставку !круст.< ..

В этот момент по команде с блока 10 управления цикл преобразования останавливается, код соответствующей уставки переписывается в сумматор, суммируется с хранящимся там кодом уточненного результата преобразования М„; и выдается из сумматора 4 на выход устроиства как результат аналого-цифрового преобразования. При следующем импульсе «Пуск» процесс аналогового преобразования повторяется.

Предлагаемое устройство адаптивно изменяет свои параметры в зависимости от частотного спектра входного сигнала, что позволяет повысить точность аналого-циф рового преобразования широкополосных сигналов за счет уменьшения динамическои погрешности преобразования. При этом снижаются требования к аналого-цифровому преобразователю, так как для получения многоразрядного кода в предлагаемом устройстве используют любой малоразрядный преобразователь с любым алгоритмом работы, что ф15ЩВ

Формула изобретения

Составитель Л. Беляева

Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Тираж 98Ь Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Рогулич

Заказ 695/88 упрощает техническую реализацию устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически повысить точность аналого-цифрового преобразования при кодировании широкополосных быстроменяющихся сигналов, что повышает его техникоэкономические показатели.

Устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее усилитель с переменным коэффициентом усиления, первый вход которого подключен к входу устройства, второй вход к выходу первого цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены сумматор, первый и второй компараторы, блок управления, второй цифроаналоговый преобразо-, ватель, блок памяти и сумматор-вычитатель, первый и второй входы которого соответ-, ственно соединены с выходами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, а первый и второй выходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены ко входу устройства, а выходы подсоединены соответственно к первому и второму входам блока управления, выход которого соединен со входом блока памяти, с третьим входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, вторым входом

1О аналого-цифрового преобразователя и с первым выходом сумматора, первый вход кото рого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя со входом первого цифроаналогового преобразователя, а второй вход с выходом блока памяти и .а входом второго цифроаналогового преобразователя.

Источники ин<рормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 525240, кл. Н 03 К 13/17, 03.06.74.

2. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., «Высшая школа», 1973, с. 239 — 240, рис. 4.29.