Циклический аналого-цифровой преобразователь

Циклический аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

B. А. Окружнов и А. К. Леонтьев (71) Заявитель (54) БИКЛИЧЕСКИЙ АНАЛОГО -БИфРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислитель ной технике и -автоматике и может быть использовано в автоматических системах управления, Известен циклический аналого-цифровой преобразователь, содержащий входное уст5 ройство, .выход которого через первый ключ, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления, соединен с неинвертирующим вхо«, 1О дом усилителя и выходом ключа, управляющий вход которого соединен с пятым . выходом устройства управления, два клю:ча, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами устройства

15 управления, источник опорных напряжений, выходные напряжения которого через четвертый и пятый ключи подключены ко второму резистору резистор, второй и треmR ключи, вых ды которых Соединены, соответственно, со входами первого и второго буферных усилителей и с соответствующими первыми обкладками конденсато- . ров, вторые обкладки которых соединены с общей шиной, регистр, второй вход которого подключен к выходу устройства, управления (1 )

Недостатком данного циклического ,аналого-цифрового преобразователя является низкая точность преббразования.Бель данного изобретения — повьпцение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в циклический аналого-цифровой преоораэо ватель, содержащий входное устройство, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого Соединен с первым выходом блока управления, а выход - с неинвертирующим входом усилителя, выход которого соединен с первым входом регистра и с первыми . входами второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены со вторым и третьим выходами блока управления, а выходы — с первыми обкладками nepsoro и второго конденсаторов соответственно, вторые обкладки которых соединены с обшей шиной и входами первого и второеь! х "sx „ о,, з 8756 го буферных усилителей, при этом выход первого буферного усилителя соединен с первыми входами четвертого и пятого ключей, вторые входы которых соединены с четвертым и пятым выходами блока управления, при этом выход четвертого ключа через первый резистор соединен с первым выводом второго резистора и инвертирующим входом усилителя, а выход пятого ключа соединен с инвертирующим входом усилителя; выход второго буферного усилителя соединен с первым входом шестого ключа, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления, а выход соединен с неинвертирующим входом усилителя, седьмой выход блока управления соединен со вторым

ВхОдОм регистра, истОчник oIIopRopo напряжения, первый выход которого соединен с первым входом седьмого ключа; второй выход - с первым входом восьмого ключа, выходы которых соединены со вторым выводом второго резистора, дополнительно введены формирователь команд, девятый и десятый ключи, при этом первый вход девятого ключа соединен с выходом второго буферного усилителя, второй вход - с первым выходом формирователя команд, а выход - с выходом четвертого ключа, первый вход десятого ключа соединен с

30 общей шиной, второй вход — со вторым выходом формирователя команд, а выходI с выходом восьмого ключа, третий и четвертый выходы формирователя команд соединены со вторыми входами седьмого и восьмого ключей соответственно, а первый и второй входы формирователя команд соединены, соответственно, с седьмым выходом блока управления и выходом регистра.

На чертеже представлена. структурная схема циклического аналого-цифрового

40 преобразователя.

Схема преобразователя содержит входное устройство 1, блок управления 2, подключенные через ключ 3 к неинвертирующему входу усилителя 4, выход которого 45 через ключи 5 и 6 соединен, соответственно, с первым 7 и вторым 8 конденсаторами и с первым 9 и вторым la буферными усилителями, выходы которых, СООТВЕТСтвеино, СоедИНекы с первымИ 50 входами ключей 11-14, первый резистор

15, соединенный с инвертирующим входом усилителя 4 и через второй резистор 16 выходами 17-19 ключей, источник опорных напряжений 20, выходы которого под- gs ключены к первым входам 17 и 18 ключей, регистр 21, выход первого разряда которого соединен с формирователем команд

23 4

22, выходы которого 23-26 соединены со вторыми входами ооответственно 17 и 18, 11 и 19 ключей, выходь1 блока управления 2 27-31 соединены со вторыми входами, соответственно, 5 и 6, l2-14 ключей.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 3 и 19 замкнуты, а остальные разомкнуты. Напряжение от входного устройства 1 поступает на неинвертирующий вход усилителя

4, включенного в этом цикле преобразования в режиме компаратора, при этом состояние "1 соответствует или отсутствию напряжения или присутствию положительного напряжения на неинвертирующем входе усилителя 4, состояние "О" — отрицательного. Состояние усилителя 4 записывается в первый разряд регистра 21, указывая на полярность напряжения входного устройства 1, при этом, если напряжение входного устройства 1 положительно результат преобразования выводится с регистра 21 в прямом коде, если отрицательно — тО В доПЛНИтелЬНом; На этоМ завершается первый цикл работы — определение знака входного напряжения.

Во втором цикле в соответствии с состоянием первого разряда регистра 21, с выхода которого информация записывается в формирователь команд 22, содержащий дешифратор и регистр, последний вырабатывает соответствующие команды управления, поступающие на управля."ощие входы ключей 11 и 17-19 при э том подавая на один иэ ключей 17 или 18 разрешающий сигнал. Установка ключей осуществляется по сигналам устройства управления 2.

При установке первого разряда регистра 2l. в состояние "1", что соответствует положительному напряжению на неинвертирующем входе усилителя 4, замыкаются ключи 3, 5 и 13 при этом коэффициент передачи устройства, содержащего последовательно соединенные усилитель 4, ключ 5 с конденсатором 7, буферный усилител 9, резисторы 15 и 16, становится равным двум, так как номиналы резисторов 15 и 16 одинаковы.

Входное напряжение запоминается на конденсаторе 7, и на выходе буферного усилителя 9, в нечетных циклах устанавливается напряжение

Циклический аналого-цифровой преобразователь, содержащий входное устройство, выход которого соединен о первым входом первого ключа, второй вход кото« рого соединен с первым выходом блока управления, а выход — с неинвертируюшим входом усилителя, выход которого соединен с первым входом регистра и с первыми входами второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены со вторыми и третьими выходами. блока управз ления, а выходы - с первыми обкладками иены с обшей шиной и входами первого и второго буферных усилителей, при этом выход первого буферного усилителя соединен с первыми входами четвертого и пятого ключей, вторые входы которых соединены с четвертым и пятым выходаМи блока управления, при этом выход четвертого ключа через первый резистор соедивыход пятого ключа соединен с инвертирующим входом усилителя; выход второГо буферного усилителя соединен с первым входом шестого ключа, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления, а выход соединен с неинвертируюшим входом усилителя, седьмой выход блока управления соединен со вторым входом регистра, источник опорного на40 пряжения, первый выход которого соедигде а - код четного разряда преобразоваК теля, принимающего значения

"1" или "0" в зависимости от полярности входного напряжения.

l5

Преобразователь в четных циклах ripe образования содержит конденсатор 8„ буферный усилитель 10, ключи 12 и 17 (при положительном входном напряжении) и 11, регистры 1S и 16.

Число разрядов преобразователя определяется алгоритмом функционирования блока управления 2, а смена кода о результатах преобразования в регистре 21 производится в моменты перевода усилителя ss

4 в компараторный режим.

Совмещение во входном усилителе функции компаратора и усилителя записи обеснен с первым входом седьмого ключа, второй выход - с первым входом восьмого ключа, выходы которых соединены со вторым выводом второго- регистра, о т —. л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены формирователь команд, девятый и десятый ключи, при этом первый вход девятого ключа соединен с выходом второго буферного усилителя, второй вход с первым выходом формирователя команд, а выход — с выходом четвертого ключа, первый вход десятого ключа соединен с обшей шиной, второй вход — со вторым выходом формирователя команд, а выходс выходом восьмого ключа, третий и четвертый выходы формирователя команд соединены со вторыми входами седьмого

5 875623 6 где Q . - входное напряжение — того печивает повышение точности преобразоВХ4 .цикла преобразования; вания.

- код нечетного разряда преобразователя, принимающего значение "1" или «О» в заФормула изобретения висимости от полярности входного напряжения;

U — абсолютная величина выходОП ного напряжения источника опорных напряжений, 1О

В следующем цикле, преобразования1, при положительном входном напряжении, замыкаются ключи 13, 14 и 17, остальные ключи разомкнуты. Усилитель 4 переводится в компараторный режим, и информа-rs ция о результате преобразования старшего разряда переносится в первый разряд ре гистра 21 и, в соответствии с тем, какой результат "1" или "0" в него записывается, формирователь команд выра аман 22 выраба gp первого и втоРого конденсатоРов соответственно вторые обкладки которых соедитывает соответствующие команды управления ключами 1 L и,17-19. При этом информация о знаке входного напряжения, записанная в первый разряд регистра 21 переписывается во второй разряд регист- 25 ра 21 и хранится в нем до момента определения результата преобразования следующего за старшим разрядом преобразователя. Аналогично происходит процесс нен с первым выводом второго резистора преобразования четных разрядов преобразо-зО и инвертируюшим входом усилителя, а вателя. При этом тракт записи информации включает последовательно соединенные ключ 3, усилитель 4, ключ 6, конденсатор

8, буферный усилитель 10, ключ 11, рези:.сторы 15 и 16, а выходное напряжение

На выходе буферного усилителя 10 в чет- ных циклах преобразования устанавливается с соответствии с выражением

0 =zU

ЭЫХ ВХ1 K, Oil

875623 и восьмого ключей соответственно, а . первый и второй входы формирователя команд соединены,, соответственно, с седьмым выходом блока управления и выходом рюистра.

Источники информации,, принятые- во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 526075, кл. Н 03 К 13/17, 1976

5 (прототип) ..

Составитель A. Кузнецов

Редактор Р. Видика ТехредТ.Маточка Корректор;Л. Бокшан

Заказ 9385/86 Тираж 993. Подписное

BHHHEIH Государственного комитета СССР

-по делам, изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. -Ужгород, ул. Проектная, 4