CS210413B1 - Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit - Google Patents

Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit Download PDF

Info

Publication number
CS210413B1
CS210413B1 CS614278A CS614278A CS210413B1 CS 210413 B1 CS210413 B1 CS 210413B1 CS 614278 A CS614278 A CS 614278A CS 614278 A CS614278 A CS 614278A CS 210413 B1 CS210413 B1 CS 210413B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
capacitor
circuit
voltage
analog
resistor
Prior art date
Application number
CS614278A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jan Kvapil
Vaclav Vit
Original Assignee
Jan Kvapil
Vaclav Vit
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Kvapil, Vaclav Vit filed Critical Jan Kvapil
Priority to CS614278A priority Critical patent/CS210413B1/en
Publication of CS210413B1 publication Critical patent/CS210413B1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Zapojení obvodu analogově digitální­ ho převodníku plovoucího skokového napětí k odstranění parasitníoh addltivníoh slo­ žek snímaného elektrického signálu, které jsou zpravidla Sašově a teplotně nestálé a jejichž dlouhodobá kompensace je obtížná, převodníkem se sériovým obvodem prvého kondensátoru, odporu a druhého kondensátoru, překlenutého spínaoím prvkem, přlpoejním třetího kondensátoru přepínačem k vodiči, který spojuje první kondensátor a odpor.Circuit connection of an analog-to-digital converter of a floating step voltage to remove parasitic additive components of the sensed electrical signal, which are usually Saš and temperature unstable and whose long-term compensation is difficult, by a converter with a series circuit of a first capacitor, a resistor and a second capacitor, bridged by a switching element, connecting the third capacitor by a switch to the conductor connecting the first capacitor and the resistor.

Description

Vynález se týká zapojení obrodu analogově digitálního převodníku plovouoího skokového napětí ee sériový· obvode· prvého kondensátoru, odporu a druhého kondensátoru, překlenutého epínaoín prvkem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a circuit of an analog-to-digital floating step voltage converter and to a series circuit of a first capacitor, a resistor and a second capacitor spanned by an element.

Elektrická měření neelektrických veličin nekladou ofc^ykle vysoké nároky na přesnost difiálníeh měřících přístrojů. Snímaný elektrický signál však vedle komponenty únšrné měřené veličině obsahuje často i parasltní additivní složky, vyvolané například zbytkovým nebo klidový· proude· čidla, jeho temný· odpore· a podobně.Electrical measurements of non-electrical quantities do not impose high demands on the accuracy of the differential measuring instruments. However, the sensed electrical signal often contains, in addition to the component of the measured quantity, also parasltic additive components, caused, for example, by residual or quiescent current flow, its dark resistance and the like.

Tyto parasltní složky snímaného elektrického signálu jsou zpravidla časově a teplotně nestálé a jejich dlouhodobá koupensaee je obtížná. Krátkodobá kompensace může být uplatněna při skoková zněně signálu čidla, pokud její amplituda je úměrná měřené veličině. Skoková změna může být realizována připojením kapacitního čidla, například integrující ionizaSní komory na vstup prvku s vysokou vstupní impedancí, například UOS-transistoru nebo přivedením světelného toku na vstupní okénko fotonky a podobně. Kompenzace pak spočívá v přiřazení nulové vstupní veličiny stavu čidla před příchodem skokové funkee.These parasitic components of the sensed electrical signal are generally time and temperature unstable and their long-term purchasing is difficult. Short-term compensation can be applied to the jump signal of the sensor signal if its amplitude is proportional to the measured quantity. The step change can be realized by connecting a capacitive sensor, for example integrating ionization and Sn chambers to the input of a high input impedance element, for example a UOS transistor, or by applying luminous flux to the input window of the photocell and the like. The compensation then consists in assigning a zero input value to the state of the sensor before the step function arrives.

Jevilo se proto účelným nalézt vhodný analogově digitální převodník, který by umožňoval měření nezávisle na nulové úrovni něřené veličiny*It therefore seemed expedient to find a suitable analog-to-digital converter that would allow measurement independently of the zero level of the unmeasured variable *

Zmíněné nevýhody odstraňuje zapojení obvmdu analogově digitálního převodníku plovouoího skokového napětí so sériovým obvodem prvního kondensátoru, odporu a druhého kondensátoru překlenutého spínacím prvkem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že třetí kondensátor je přepínačem připojen k vodiči, spojujícímu první kondensátor a odpor.The aforementioned disadvantages are avoided by connecting an analog-to-digital floating step voltage converter with a serial circuit of a first capacitor, a resistor and a second capacitor bridged by a switching element according to the invention, characterized in that the third capacitor is connected to a conductor connecting the first capacitor and resistor.

Obvode· podle vynálezu je nožné měřit skokové změny a pravoúhlé impulsy, jejichž doba trvání je delěí než doba konverse převodníku, přičemž tyté skokové změny mohou být superponovány na plovoucím stejnosměrné· napětí.The circuit according to the invention is legally measuring step changes and rectangular pulses whose duration is longer than the converter's conversion time, wherein these step changes can be superimposed on a floating DC voltage.

T další· je vynález blíže vysvětlen a popsán s poaooí připojených výkresů, kde na obr, 1 je znázorněno zjednodušené mapojení, na ebr. 2 je znázorněno nastavení pracovního bodu převodníku pomooí třetího kondensátoru a na obr. 3 je pak znázorněno jako příklad konkrétní možné provedení podle vynálezu.In the following, the invention is explained in more detail and described with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 2 shows the setting of the transducer operating point by means of the third capacitor, and FIG. 3 shows, by way of example, a specific possible embodiment according to the invention.

Na obr. 1 je znázorněno zjednodušené zapojení a je zde zakreslen sériový obvod první kondensátor C^, odpor R, druhý kondensátor 02, přičemž tyto prvky jsou pasivními prvky obvodu. Sále je nakresleno vstupní napětí U_, odpovídající skokové funkoi napětí, bod Uj,, odpovídající napětí v bodě děliče tvořeného prvním kondensátorem CL, odporem R *42 —I· V» a druhým kondensátorem °2» dále bod Uj·, odpovídající napětí na epínaoín px*vku K.Fig. 1 shows a simplified circuit and shows a series circuit of a first capacitor C1, a resistor R, a second capacitor 12 , these elements being passive circuit elements. The input voltage U, corresponding to the jump function voltage, the point Uj, corresponding to the voltage at the point of the divider formed by the first capacitor CL, the resistor R * 42 - I · V »and the second capacitor ° 2». px * age K.

Skoková funkee napětí Ug je definována vztahem:The voltage jump function U g is defined by:

pro t < tQ for t <t Q

Ue - U0+AUe pro kde t je časU e - U 0 + AU e for where t is time

210 413210 413

Činnost ideálního spínacího prvku K je patrna z následující tabulky závislosti impedance Zg spínacího prvku K na napětí lig na tomto spínaoím prvku £:The operation of the ideal switching element K can be seen from the following table of the dependence of the impedance Zg of the switching element K on the voltage of the lig on this switching element 6:

Ug roste: Ug Ug Ug « oo ZgUg is growing: Ug Ug Ug «oo Zg

Ug klesá: Ug > UL Ug 0 ¾Ug falls: Ug> Ug U L 0 ¾

Napětí Ug a U^ charakterizují hysteresi spínacího prvku K . V čase t<tQ musí platit:The voltage Ug and U charakter characterize the hysteresis of the switching element K. At time t <t Q the following shall apply:

UR UK —* % > 1¾ U R U K - *%> 1¾

- o * PL- o * P L

OO pak v čase t tQ s příchodem skokového napětí ae napětí UR zvýší na 4* Ug + hUg a po splnění podmínky UK> Ug dojde k sepnutí prvku £ a částečnému vybití druhého kondensátoru C2· Napětí Ug poklesne u napětí Ug na Up spínaoí prvek £ se uzavře a druhý kondensátor Cg se znovu nabije na hodnotu Ug Ug, a to obvodem první kondensátor Op odpor R, druhý kondensátor Cg. Děj se pak opakuje dokud napští Ug neklesne pod hodnotu UH*OO then at the time tt Q with the arrival of the step voltage and e the voltage U R increases to 4 * Ug + hU g and after meeting the condition U K> Ug the element £ is closed and the second capacitor C 2 is partially discharged. The switch element 6 is closed and the second capacitor Cg is recharged to Ug Ug by the first capacitor Op resistor R, the second capacitor Cg. The process then repeats until the Ug falls below U H *

Po každém rozepnuti splnaoího prvku £ ja obvodem prvního kondensátoru Cp odporu g a druhého kondensátoru Cg přenesen náboj Q (Ug - ρι> σ2, způsobující snížení napští Ug o hodnotuEach time the splitting element 6 is opened, the charge Q (Ug - ρ ι> σ 2 ) is transferred by the circumference of the first capacitor Cp of the resistance g and the second capacitor Cg, causing a decrease in the voltage Ug by the value

AUa,_AUa, _

ΪΪΪΪ

Jestliže spínaoí prvek X při každém rozepnutí navío generuje impuls logioké úrovně, pak lze amplitudě změny vstupního napětí U0 přiřadit poěot n-pulsů podle relaoe:If the switching element X generates a logioccal level pulse each time it opens, then the amplitude of the change in the input voltage U 0 can be assigned to a number of n-pulses according to the relation:

AUg » BAUg a odtud °1 *PS °2AUg »BAUg and thence ° 1 * P N ° 2

Analogově digitální převodník je tudíž zeela nezávislý na veličině UQ, tj. plovoucí základní úrovni skokového napětí. Podmínkou platnosti shora uvedeného vztahu je jednak nastavení napětí Ug před příchodem změny skokového napětí na hodnotu blízkou Ug, přičemž věak musí platit Ug Ug, jednak iapedamoe zdroje vstupního napětí Ug musí být malá ve srovnání a odporem S.Therefore, the analog-to-digital converter is independent of U Q , i.e., the floating baseline of the jump voltage. The condition of validity of the above mentioned relationship is firstly to set the voltage Ug before the change of the step voltage changes to a value close to Ug, but the Ug must be true, and the iapedamoe of the input voltage U g must be small in comparison and resistance S.

Na obr. 2 jo sohematloky znázorněno nastavení pracovního bodu převodníku pomooí třetího kondensátoru 0^ a přepínače S, Na výkrese jo sakroslon sériový obvod prvního kondensátoru Op odporu R a druhého kondensátoru Oo, třetí kondensátor Cg, přepínač S a dále jeou salcresleny důležití body: vstupní napětí Ug, napětí Ug, pomocné napětí a spínaoí prvek K.Fig. 2 shows the setting of the transducer operating point by means of the third capacitor 0 and the switch S. voltage U g , voltage Ug, auxiliary voltage and switching element K.

K nastavení napStí Ug na hodnotu blízkou Ug je použito obvodu pomocného napětí fJJ.An auxiliary voltage circuit fJJ is used to set the voltage Ug to a value close to Ug.

210 413 třetího kondensátoru C^ a přepínače S, připojeného k napětí UR. Při posunutí kontaktu přepínače S do spodní polohy v čase t<t0 dojde nejprve k počáteční redlstribuol náboje na prvním kondensátoru a třetím kondensátoru C^. Velikost pomocného kladného napětí +Π a poměru mezi prvním C1 a druhým Cg kondensátorem nutno volit tak;aby pro předpokládaný obor hodnot Uo’ tj· základní úroveň skokové Zmžhp byla splněna podmínka Ug>Dg.210 413 of the third capacitor C1 and the switch S connected to the voltage U R. When the switch contact S is moved to the lower position at time t <t 0 , the initial charge redlstribuol occurs first on the first capacitor and the third capacitor C1. The magnitude of the auxiliary positive voltage + Π and the ratio between the first C 1 and the second Cg capacitor must be chosen so that the condition Ug> Dg is fulfilled for the assumed range of values U o 'ie · the basic level of the jump Zmhhp.

Tím je aktivována činnost spínacího prvku K a proběhne proces, který byl již popsán při popisu funkoe ve vttfehu k obr· 1, s tím rozdílem, Se druhý kondensátor C2 je dobíjen paralelním obvodem prvního kondensátoru C^ se sériovým obvodem třetího kondensátoru C^, odporu S a druhého kondensátoru C2> Prooes se zastaví při dosažení stavu — %.This is activated by operation of the switching element K and the process takes place, which has already been described in the description funkoe in vttfehu to FIGS · 1, except that the second capacitor C 2 is charged parallel circuit of the first capacitor C ^ with the serial circuit of the third capacitor C Y, resistor S and the second capacitor C 2> Prooes will stop when the -% state is reached.

Po vráoení kontaktů přepínače S do horní polohy se napětí nesmění a obvod je připraven ke konversl skokové změny. Kompensační napětí je zaohováno na prvním kondensátoru C^. Během činnosti sériového «obvodu pomooí stejnosměrného napětí +U, třetího kondensátoru C^ a přepínače S, musí být blokován výstup spínacího prvku K, generujícího impulsy logioká úrovně.When the contacts of the switch S are returned to the upper position, the voltage does not change and the circuit is ready to convert a step change. The compensating voltage is fed to the first capacitor C1. During the operation of the DC + U, the third capacitor C and the switch S, the output of the switching element K generating logic level pulses must be blocked.

Konkrétní příklad provedení zapojení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese na obr. 3, kde je znázomě sériový obvod první kondensátor Cp odpor R, druhý kondensátor Cg, dále třetí kondensátor C^, přepínač S a spínací prvek K, tvořený v tomto případě MOS-tranaistorem 1, křemíkovou diodou 2, čtyřmi logickými hradly 2? S Sj £# proměnným odporem 1 a emitořovým odporem 8,. Základní součástí spínacího prvku K. je Sohmittův klopný obvod, tvořený sériově zapojenou dvojloí logických hradel J, £, překlenutých zpětnou vazbou - proměnným odporem X, umožňujícím nastavení odstupu napětí Ug a U^. Při vzrůstu vstupného napětí Sohmittova obvodu nad hodnotu Ug je na jeho výstupu úroveň log 1, při poklesu podle je na výstupu úroveň log 0. Dalěí hradlo slouží k inversi fáze výstupního signálu a dioda 2 zaručuje vysokou impedanci výstupu na invertoru ve stavu log 1. Sledovač napětí na bázi MOS-transistoru má funkci impedančního přizpůsobení výstupu kapacity druhého kondensátoru Cg a vstupu Sohmittova obvodu. Praoovní bod MOS-transistoru musí být nastaven tak, aby při napětí log 0 + 0,7 V na gate byla splněna podmínka *E * ULA specific embodiment of the circuit according to the invention is shown in the accompanying drawing in Fig. 3, where the series circuit shows a first capacitor Cp resistor R, a second capacitor C g , a third capacitor C 4, a switch S and a switching element K. -transistor 1, silicon diode 2, four logic gates 2? With S £ # variable resistor 1 and emitter resistor 8. The basic part of the switching element K is the Sohmitt flip-flop, consisting of a series-connected bipolar logic gate J, β, bridged by feedback - a variable resistance X, allowing the voltage difference Ug and U U to be set. When the input voltage of the Sohmitt circuit rises above the Ug value, its output is log 1, while the decrease according to the output is log 0. The additional gate serves to invert the output signal phase and diode 2 guarantees high impedance of the output on the inverter in log 1 state. The MOS-based voltage has the function of impedance matching the output capacitance of the second capacitor Cg and the input of the Sohmitt circuit. The working point of the MOS transistor must be set so that at * 0 * 0.7 V at the gate, the condition * E * U L is met

Výstupní hradlo můie být v době připojení pomooné kapacity třetího kondensátoru 0^ blokováno potenoiálem log 0, ovládaným přepínačem S.The output gate can be blocked at the time of the auxiliary capacitance of the third capacitor 0 ^ by a log 0 potential controlled by switch S.

Claims (1)

Zapojení obvodu analogově digitálního převodníku skokového plovoucího napětí ae sériovým obvodem prvního kondensátoru, odporu, druhého kondensátoru, překlenutého spínacím prvkem, vyznačený tím, Se třetí kondensátor <cp je připojen přepínačem (S) k vodiči, spojujícímu první kondensátor (cp a odpor (R).Circuit of an A / D converter and a serial circuit of a first capacitor, a resistor, a second capacitor bridged by a switching element, characterized in that the third capacitor <cp is connected by a switch (S) to a conductor connecting the first capacitor (cp and resistor (R)) .
CS614278A 1978-09-23 1978-09-23 Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit CS210413B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS614278A CS210413B1 (en) 1978-09-23 1978-09-23 Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS614278A CS210413B1 (en) 1978-09-23 1978-09-23 Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS210413B1 true CS210413B1 (en) 1982-01-29

Family

ID=5407776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS614278A CS210413B1 (en) 1978-09-23 1978-09-23 Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS210413B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4806846A (en) High accuracy direct reading capacitance-to-voltage converter
KR830009489A (en) High precision AC electric energy measuring system
JPS5815982B2 (en) Analog ↓-digital conversion circuit
US3786350A (en) Linear input ohmmeter
US3436756A (en) Voltage to time-interval converter
GB1067734A (en) Improvements in digital voltmeters
KR910004656B1 (en) Circuit for integrating analog aignal and converting it into digital signal
CS210413B1 (en) Circuit of analog-to-digital floating jump voltage converter circuit
US4694277A (en) A/D converter
US4058808A (en) High performance analog to digital converter for integrated circuits
SE8104874L (en) PROCEDURE AND ELECTRICAL SOURCE Saturation Device
US4384257A (en) Storage stabilized integrator
US3772535A (en) Accurate monostable multivibrator
US4939519A (en) Apparatus for method and a high precision analog-to-digital converter
SU374618A1 (en) ELECTRONIC INTEGRATOR
SU123611A1 (en) Digital automatic bridge
SU402984A1 (en) DEVICE FOR FIXING ELECTRIC VALUES
SU900217A1 (en) Digital resistance meter
SU1454218A1 (en) Precision threshold device
SU1541517A1 (en) Electricity meter
SU1024938A1 (en) Periodic drift-corrected operational amplifier
SU453793A1 (en) VOLTAGE CONVERTER INTO THE FREQUENCY OF FOLLOWING PULSES •:?: &#39;•: T be
SU1104440A1 (en) Method and device for measuring resistance
KR950006886Y1 (en) Checking circuit for condensor
SU572919A1 (en) Voltage-to-frequency signal converter