CS260882B1

CS260882B1 - Connection of analog-to-digital converter in conjunction with microcomputer

Info

Publication number: CS260882B1
Application number: CS866854A
Authority: CS
Inventors: Martin Liska; Karel Svoboda; Ctirad Pechacek
Original assignee: Martin Liska; Karel Svoboda; Ctirad Pechacek
Priority date: 1986-11-24
Filing date: 1986-11-24
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS685486A1

Abstract

Zapojení analogově-číslicového převodníku obsahuje zesilovač, jehož invertující vstup je přes první odpor uzemněn a přes druhý odpor spojen s výstupem zesilovače a jehož neinvertující vstup je spojen s tranzistorem, přičemž výstup zesilovače je spojen s prvním vstupem komparátoru. Podstata spočívá v tom, že neinvertující vstup zesilovače je spojen přes transformátor s výstupem mikropočítače a přes kondenzátor uzemněn, přičemž na neinvertující vstup je přes třetí odpor připojeno stejnosměrné napětí a na druhý vstup komparátoru je připojeno měřené napětí a výstup z komparátoru je spojen se vstupem mikropočítače.The connection of the analog-to-digital converter includes an amplifier, the inverting input of which is grounded through a first resistor and connected to the output of the amplifier through a second resistor, and the non-inverting input of which is connected to a transistor, while the output of the amplifier is connected to the first input of the comparator. The essence is that the non-inverting input of the amplifier is connected through a transformer to the output of the microcomputer and grounded through a capacitor, while a direct current voltage is connected to the non-inverting input through a third resistor, and the measured voltage is connected to the second input of the comparator, and the output of the comparator is connected to the input of the microcomputer.

Description

Zapojení analogově-číslicového převodníku obsahuje zesilovač, jehož invertující vstup je přes první odpor uzemněn a přes druhý odpor spojen s výstupem zesilovače a jehož neinvertující vstup je spojen s tranzistorem, přičemž výstup zesilovače je spojen s prvním vstupem komparátoru. Podstata spočívá v tom, že neinvertující vstup zesilovače je spojen přes transformátor s výstupem mikropočítače a přes kondenzátor uzemněn, přičemž na neinvertující vstup je přes třetí odpor připojeno stejnosměrné napětí a na druhý vstup komparátoru je připojeno měřené napětí a výstup z komparátoru je spojen se vstupem mikropočítače.The analog-to-digital converter connection comprises an amplifier whose inverting input is grounded through a first resistor and connected via a second resistor to an amplifier output, and whose non-inverting input is connected to a transistor, the amplifier output being coupled to a first comparator input. The principle is that the non-inverting input of the amplifier is connected via a transformer to the microcomputer output and grounded through the capacitor, the DC voltage is connected to the non-inverting input via a third resistor and the measured comparator is connected to the second comparator input. .

Vynález se týká analogově-číslicového převodníku obsahujícího zesilovač, jehož invertující vstup je přes první odpor uzemněn a přes druhý odpor spojen s výstupem zesilovače a jehož neinvertující vstup je spojen s tranzistorem, přičemž výstup zesilovače je spojen s prvním vstupem komparátoru.The invention relates to an analog-to-digital converter comprising an amplifier whose inverting input is grounded through a first resistor and connected via a second resistor to an amplifier output and whose non-inverting input is connected to a transistor, the amplifier output being connected to a first comparator input.

U dosud známých provedení se využívá bud speciálních integrovaných obvodů, které obsahují A/D převodníky pracující například na principu postupné aproximace, nebo se využívá zapojení s vyšší obvodovou složitostí. Ve spojení s mikropočítačem se například používá zapojení s programové řízeným D/A převodníkem a komparátorem. Tímto způsobem je vlastně vytvořen A/D převodník na principu postupné aproximace. Další možností je použít některá zapojení převodníku napětí—kmitočet, přičemž velikost kmitočtu lze vyhodnocovat programově.In the prior art, either special integrated circuits are used which comprise A / D converters operating, for example, on a stepwise approximation basis, or employing circuitry with a higher circuit complexity. In connection with a microcomputer, for example, a wiring with a program controlled D / A converter and a comparator is used. In this way, an A / D converter is created based on the principle of gradual approximation. Another possibility is to use some connections of voltage converter — frequency, while the frequency size can be evaluated programmatically.

Nevýhodou uvedených systémů je v případě použití speciálních integrovaných A/D převodníků jednak jejich vyšší cen, jednak při potřebě rozlišení pouze 3 až 5 bitů jsou tyto převodníky nevyužity, neboť dosud známé A/D převodníky ve formě integrovaných obvodů mají rozlišovací schopnost 8 bitů výjimečně Θ bitů. Ostatní dosud známá zapojení mají buď vyšší obvodovou složitost, nebo nesplňují některý z požadavků, což je například nedostatečná linearita, dlouhá doba převodu, atd.The disadvantage of the above mentioned systems is, if special integrated A / D converters are used, their higher prices and, on the other hand, when only 3 to 5 bits are required, these converters are unused, since the known integrated A / D converters have 8 bit resolution exceptionally Θ bits. Other known circuits have either higher circuit complexity or do not meet any of the requirements, such as insufficient linearity, long conversion time, etc.

Cílem vynálezu je vytvořit jednodušší a levnější zapojení při dosažení dostatečné rozlišovací schopnosti.It is an object of the invention to provide simpler and cheaper wiring while achieving sufficient resolution.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že neinvertující vstup zesilovače je spojen přes tranzistor s výstupem mikropočítače a přes kondenzátor uzemněn, přičemž na neinvertující vstup je přes třetí odpor připojeno stejnosměrné napětí a na druhý vstup komparátoru je připojeno měřené napětí a výstup z komparátorů je spojen se vstupem mikropočítače.SUMMARY OF THE INVENTION The non-inverting amplifier input is coupled via a transistor to a microcomputer output and grounded through a capacitor, wherein a non-inverting input is connected via a third resistor via a third resistor and a measured voltage is connected to the second comparator input. microcomputers.

Zapojením podle vynálezu se dosáhne současně dobré linearity a rychlostí převodu. Další výhodou zapojení podle vynálezu je značná variabilita vlastností převodníku (např. změna vstupní citlivosti nebo počet bitu převodu) změnou programového vybavení mikropočítače bez nutnosti obvodových změn.The circuitry according to the invention achieves at the same time a good linearity and a conversion speed. Another advantage of the wiring according to the invention is the considerable variability of the converter properties (e.g., change in input sensitivity or number of conversion bits) by changing the microcomputer software without the need for circuit changes.

Příklad zapojení podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém obrázku.An example of a connection according to the invention is schematically shown in the attached figure.

Výstup 2 z mikropočítače 3 je spojen s bází tranzistoru T, jehož emitor nebo kolektor je uzemněn a kolektor nebo emitor je spojen s neinvertujícím vstupem zesilovače, který je rovněž spojen s uzemněným kondenzátorem C a přes čtvrtý odpor R4 je spojen s výstupem ze zesilovače.The output 2 of the microcomputer 3 is connected to the base of the transistor T, whose emitter or collector is grounded and the collector or emitter is connected to a non-inverting amplifier input, which is also connected to a grounded capacitor C and connected via the fourth resistor R4.

Na neinvertující vstup zesilovače je přes třetí odpor R3 přiváděno stejnosměrné napětí U_s. Invertující vstup zesilovače je přes druhý odpor R2 spojen s výstupem ze zesilovače A a přes první odpor Rl je uzemněn.The non-inverting input of the amplifier is supplied via a third resistor R3 with a DC voltage U _s . The inverting input of the amplifier is connected via the second resistor R2 to the output of the amplifier A and is grounded through the first resistor R1.

Výstup ze zesilovače A je spojen s prvním vstupem komparátorů K, na jehož druhý vstup je přivedeno měřené napětí 14. Výstup z komparátorů K je spojen se vstupem 1 mikropočítače B.The output of amplifier A is connected to the first input of comparators K, to whose second input the measured voltage 14 is applied. The output of comparators K is connected to input 1 of the microcomputer B.

Měřenou veličinou, která je zpracovávána mikropočítačem 3 je doba mezi hranou startovacího impulsu na výstupu 2 a hranou signálu z komparátorů K, který je přiváděn na vstup 1 mikropočítače 3.The measured quantity that is processed by the microcomputer 3 is the time between the edge of the starting pulse at output 2 and the edge of the signal from comparators K that is applied to the input 1 of the microcomputer 3.

Doba mezi těmito hranami je vyhodnocována programově a je přímo úměrná velikosti měřeného napětí U. S příchodem log 0 na výstup 2 začne lineárně narůstat napětí U„ na výstupu zesilovače.The time between these edges is evaluated programmatically and is proportional to the magnitude of the measured voltage U. With the arrival of log 0 on output 2, the voltage U 'at the amplifier output starts to increase linearly.

Platí vztah:The following applies:

U„ - 2U_c(0, + _R|— / U_sdtU '- 2U _{c (0} , + _R | - / U _with dt

Kde:Where:

U_n napětí na výstupu zesilovače AU _n voltage at amplifier output

U_c(o) = počáteční napětí na kóndenzátoru CU _{c (o)} = initial voltage at capacitor C

R velikost odporu (Rl = R2 = R3 =R resistor size (R1 = R2 = R3 =

R4)R4)

C — kapacita kondenzátoru CC - capacitor capacity

U, = stejnosměrné napětí t — časU, = DC voltage t - time

Napětí na výstupu zesilovače A se porovnává komparátorem K s měřeným napětím U. V okamžiku rovnosti měřeného napětí U a napětí U_o na výstupu zesilovače A se mění stav komparátorů K.The voltage at the output of the amplifier A is compared with the comparator K with the measured voltage U. At the moment of the measured voltage U and the voltage U _o at the output of the amplifier A the state of the comparators K changes.

Zapojení je určeno ke zpracování analogových informací ze snímačů v autoelektronice i v jiných průmyslových aplikacích, které využívají zapojení s mikropočítačem. V oblasti autoeloktroniky se jedná konkrétně o zpracování signálu ze snímače podtlaku v sacím potrubí spalovacích motorů v mikropočítačovém víceparametrickém zapalování. Další využití se předpokládá u elektronického řízení karburátoru, automatické převodovky, event. v řídicí jednotce elektronického vstřikování.The circuit is designed to process analog information from sensors in autoelectronics and other industrial applications that use a microcomputer circuit. In the field of autoelectronics, it is specifically the signal processing from the vacuum sensor in the intake manifold of internal combustion engines in microcomputer multi-parameter ignition. Further use is assumed for electronic control of the carburetor, automatic transmission, event. in the electronic injection control unit.

Claims

SUBJECT

Connection of an analog-to-digital converter comprising an amplifier whose inverting input is grounded through a first resistor and connected via a second resistor to an amplifier output and whose non-inverting input is connected to a transistor, wherein the amplifier output is connected to a first comparator input.

OF THE INVENTION (A) is connected via a transistor (T) to the output (2) of a microcomputer (3j) and grounded via a capacitor (C), with a DC voltage (U _s j) connected to a non-inverting input the measured voltage (U) is connected and the output of the comparators (K) is connected to the input (1) of the microcomputer (3).