PL227453B1 - Układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe - Google Patents

Abstract

Układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe zawiera moduł sterujący (CM), dwa komparatory (KR, KS), dwa źródła prądowe (IR, IS), dwie szyny (R, S), zestaw kondensatorów (CS) oraz moduł próbkujący (SM), zawierający kondensator próbkujący (Cn). Układ charakteryzuje się tym, że dolne okładki wszystkich kondensatorów (Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0) zestawu kondensatorów (CS) są połączone z masą układu, a górne okładki tych kondensatorów są połączone, odpowiednio, ze stykami ruchomymi przełączników (Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0). Pierwsze styki nieruchome tych przełączników są połączone z szyną sygnałową (S), drugie styki nieruchome są połączone z masą układu, a trzecie styki nieruchome są połączone z szyną referencyjną (R).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe, znajdujący zastosowanie w systemach kontrolno-pomiarowych.

Z publikacji: H. Amemiya, T. Yoneyama „Integrating Analog-to-Digital Converter with Digital Self-Calibration”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Volume: IM-25. Issue: 2,

1976. str. 132 * 138 znany jest układ do pośredniego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe. Napięcie przetwarzane jest podawane na pierwszy styk nieruchomy przełącznika, którego drugi styk nieruchomy jest połączony ze źródłem napięcie odniesienia. Styk ruchomy tego przełącznika jest połączony z wejściem integratora, którego wyjście jest połączone z pierwszym wejściem komparatora. Drugie wejście komparatora jest połączone ze źródłem napięcia progowego, a wyjście komparatora jest połączone z pierwszym wejściem bloku logiki sterującej, zawierającym licznik cyfrowy. Drugie wejście tego bloku jest połączone z wyjściem generatora referencyjny. Blok logiki sterującej jest ponadto wyposażony w wyjście słowa cyfrowego i wyjście ste rujące, połączone z wejściem sterującym przełącznika.

Znany z opisu patentowego PL 220 542 (publikacja zgłoszenia międzynarodowego WO 2011/152745) układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe zawiera kondensator próbkujący oraz zespół kondensatorów o binarnym stosunku ich pojemności. Górna okładka kondensatora próbkującego jest łączona ze źródłem napięcia przetwarzanego poprzez łącznik wejściowy, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym modułu sterującego. Dolna okładka każdego kondensatora jest łączona, za pośrednictwem przełącznika, z potencjałem masy lub napięciem pomocniczym, którego wartość jest odpowiednio większa od wartości napięcia referencyjnego. Z napięciem pomocniczym jest także połączone wejście nieodwracające pierwszego komparatora, służącego do wykrywania całkowitego rozładowania kondensatora pełniącego w danym momencie funkcję elementu źródłowego. Wejście odwracające tego komparatora jest połączone z szyną źródłową. Wejście nieodwracające drugiego komparatora, służącego do wykrywania całkowitego naładowania kondensatora pełniącego w danym momencie funkcję elementu docelowego jest połączone z napięciem referencyjnym, zaś wejście odwracające jest połączone z szyną docelową. Szyna docelowa jest połączona, za pośrednictwem łącznika, z masą układu oraz z wyjściem źródła prądowego, którego wejście jest łączone, za pośrednictwem przełącznika, z szyną źródłową lub ze źródłem napięcia zasilania. Górna okładka każdego kondensatora jest połączona, za pośrednictwem łącznika źródłowego, z szyną źródłową oraz za pośrednictwem łącznika docelowego, z szyną docelową. Wejścia sterujące stanem wszystkich łączników i przełączników są połączone z odpowiednimi wyjściami modułu sterującego, przy czym stan przełącznika i łącznika docelowego danego kondensatora są sterowane za pośrednictwem tego samego wyjścia modułu sterującego, zaś stan łącznika źródłowego jest kontrolowany przez niezależne wyjście modułu sterującego. Z modułem sterującym są także połączone wyjścia obu komparatorów oraz wejście sygnału wyzwalającego. Moduł sterujący jest ponadto wyposażony w wyjście słowa cyfrowego oraz wyjście sygnalizujące zakończenie przetwarzania.

Układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe, według wynalazku, zawiera moduł sterujący wyposażony w wejście sygnału wyzwalającego, wyjście słowa cyfrowego, wyjście zakończenia przetwarzania, wejście referencyjne, połączone z wyjściem komparatora referencyjnego i wejście sygnałowe, połączone z wyjściem komparatora sygnałowego oraz wyjście referencyjne, połączone z wejściem sterującym źródła prądowego referencyjnego, wyjście sygnałowe, połączone z wejściem sterującym źródła prądowego sygnałowego i wyjście próbkowania, połączone z wejściem sterującym modułu próbkującego, a także wyjścia sterujące przełącznikami zestawu kondensatorów. W zestawie kondensatorów pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego. Ponadto wejście nieodwracające komparatora referencyjnego jest połączone z szyną referencyjną oraz wyjściem źródła prądowego referencyjnego, którego wejście jest połączone z napięciem zasilania. Wejście odwracające komparatora referencyjnego jest połączone z napięciem progowym. Moduł próbkujący zawiera kondensator próbkujący i jest połączony z szyną sygnałową i wyjściem źródła prądowego sygnałowego oraz wyposażony w wejście napięcia przetwarzanego.

PL 227 453 B1

Istotą rozwiązania jest to, że wejście nieodwracające komparatora sygnałowego jest połączone z szyną sygnałową oraz wyjściem źródła prądowego sygnałowego, którego wejście jest połączone z napięciem zasilania. Wejście odwracające komparatora sygnałowego jest połączone z napięciem progowym oraz wejściem odwracającym komparatora referencyjnego. Dolne okładki kondensatorów zestawu kondensatorów są połączone z masą układu, a górne okładki tych kondensatorów są połączone, odpowiednio, ze stykami ruchomymi przełączników. Pierwsze styki nieruchome tych przełączników są połączone z szyną sygnałową, drugie styki nieruchome są połączone z masą układu, a trzecie styki nieruchome są połączone z szyną referencyjną.

Korzystne jest, gdy górna okładka kondensatora próbkującego modułu próbkującego jest połączona ze stykiem ruchomym przełącznika górnej okładki, którego pierwszy styk nieruchomy jest połączony z wejściem napięcia przetwarzanego, a drugi styk nieruchomy jest połączony z szyną sygnałową. Dolna okładka kondensatora próbkującego modułu próbkującego jest połączona z masą układu. Wejście sterujące przełącznika górnej okładki jest połączone z wyjściem próbkowania modułu sterującego.

Korzystne jest, gdy źródło prądowe sygnałowe i źródło prądowe referencyjne mają taką samą wydajność, zaś pojemność kondensatora próbkującego modułu próbkującego jest równa podwojonej pojemności kondensatora o największej pojemności w zestawie kondensatorów.

Korzystne jest, gdy źródło prądowe referencyjne ma wydajność regulowaną, której wartość może być równa wydajności źródła prądowego referencyjnego lub p razy od niej mniejsza, zaś pojemność kondensatora próbkującego modułu próbkującego jest p razy mniejsza od podwojonej pojemności kondensatora o największej pojemności w zestawie kondensatorów.

Zaletą rozwiązania jest taktowanie jego pracy za pomocą sygnałów wyjściowych dwóch komparatorów, które wykrywają momenty zakończenia realizowania każdego z etapów procesu przetwarzania. W ten sposób wyeliminowano potrzebę stosowania zewnętrznego źródła przebiegu taktującego, pobierającego znaczne ilości energii, istotnie poprawiając sprawność energetyczną procesu przetwarzania.

Trwałe połączenie dolnych okładek wszystkich kondensatorów zestawu kondensatorów z masą układu eliminuje lub ogranicza wpływ większości pojemności pasożytniczych na dokładność otrzymywanych wyników przetwarzania. Rozwiązanie takie zmniejsza także liczbę przełączników niezbędnych do skonstruowania przetwornika, a także upraszcza proces sterowania jego pracą.

Trwałe połączenie dolnej okładki kondensatora próbkującego z masą układu eliminuje lub ogranicza wpływ pojemności pasożytniczych na dokładność procesu próbkowania.

Zastosowanie źródła prądowego sygnałowego o regulowanej wydajności umożliwia zmniejszenie niezbędnej pojemności kondensatora próbkującego, co pozwała istotnie ograniczyć powierzchnię zajmowaną przez przetwornik wykonany w postaci układu monolitycznego.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, gdzie przedstawiono:

Fig. 1 - układ w stanie próbkowania,

Fig. 2 - moduł próbkujący SM,

Fig. 3 - generowany interwału czasu T oraz zmiany napięcia USM na kondensatorze próbkującym Cn modułu próbkującego SM.

Zgodnie z wynalazkiem w pierwszym przykładowym rozwiązaniu układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe zawiera (fig. 1) moduł sterujący CM wyposażony w wejście sygnału wyzwalającego Trg, wyjście słowa cyfrowego B oraz wyjście zakończenia przetwarzania RDY. Wejście referencyjne Ihr modułu sterującego CM jest połączone z wyjściem komparatora referencyjnego KR, a wejście sygnałowe InR modułu sterującego CM jest połączone z wyjściem komparatora sygnałowego KS. Wyjście referencyjne PR modułu sterującego CM jest połączone z wejściem sterującym źródła prądowego referencyjnego IR a wyjście sygnałowe PS modułu sterującego CM jest połączone z wejściem sterującym źródła prądowego sygnałowego IS. Wyjście próbkowania PSM modułu sterującego CM jest połączone z wejściem sterującym modułu próbkującego SM. Wyjścia sterujące Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0 modułu sterującego CM są połączone, odpowiednio, z wejściami sterującymi przełączników Pn-1, Pn-2, ..., P1, P0 zestawu kondensatorów CS. W zestawie kondensatorów CS pojemność każdego kondensatora Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego. Wejście nieodwracające komparatora referencyjnego KR jest połączone z szyną referencyjną R oraz wyjściem źródła prądowego referencyjnego IR, którego wejście jest połączone z napięciem zasilania UDD. Wejście odwracające komparatora referencyjnego KR jest połączone z napięciem progowym UTH. Wejście nieodwracające komparatora sygnałowego KS jest połączone z szyną sygnałową S oraz wyjściem źródła prądowego sygnałowego IS, którego wejście jest połączone z napięciem zasilania UDD. Wejście odwracające komparatora sy4

PL 227 453 B1 gnałowego KS jest połączone z napięciem progowym UTH oraz wejściem odwracającym komparatora referencyjnego KR. Dolne okładki kondensatorów Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0. zestawu kondensatorów CS są połączone z masą układu, a górne okładki tych kondensatorów Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 są połączone, odpowiednio, ze stykami ruchomymi przełączników Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0. Pierwsze styki nieruchome przełączników Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0 są połączone z szyną sygnałową S, drugie styki nieruchome są połączone z masą układu, a trzecie styki nieruchome są połączone z szyną referencyjną R. Źródło prądowe referencyjne IR i źródło prądowe sygnałowe IS mają jednakową wydajność.

Moduł próbkujący SM zawiera kondensator próbkujący Cn, którego pojemność jest równa podwojonej pojemności kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zestawie kondensatorów CS. Górna okładka kondensatora próbkującego Cn modułu próbkującego SM jest połączona ze stykiem ruchomym przełącznika górnej okładki ST, którego pierwszy styk nieruchomy jest połączony z wejściem In napięcia przetwarzanego UIn, a drugi styk nieruchomy jest połączony z szyną sygnałową S (fig. 2). Dolna okładka kondensatora próbkującego Cn modułu próbkującego SM jest połączona z masą układu. Wejście sterujące przełącznika górnej okładki ST jest połączone z wyjściem próbkowania PSM modułu sterującego CM.

W drugim przykładowym rozwiązaniu układ różni się od przedstawionego w pierwszym przykładzie tym, że źródło prądowe sygnałowe IS ma wydajność regulowaną, której wartość zmienia się za pomocą wyjścia referencyjnego PR moduł sterujący CM Wydajność źródła prądowego sygnałowe IS może być równa wydajności źródła prądowego referencyjnego IR lub osiem razy od niej mniejsza. Ponadto, pojemność kondensatora próbkującego Cn modułu próbkującego SM jest cztery razy mniejsza od pojemności kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zestawie kondensatorów CS.

W poniższym opisie przebiegu przetwarzania przyjęto następujące oznaczenia: x jest indeksem kondensatora ładowanego aktualnie za pomocą źródła prądowego referencyjnego IR.

y jest indeksem kondensatora ładowanego aktualnie za pomocą źródła prądowego sygnałowego IS.

z jest indeksem kondensatora, którego pojemność jest aktualnie największa wśród nie ładowanych jeszcze kondensatorów zestawu kondensatorów CS.

Pośrednie przetwarzanie próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe realizowane, według wynalazku, w pierwszym przykładowym układzie (fig. 1) przebiega następująco. Przed rozpoczęciem procesu przetwarzania moduł sterujący CM, przy pomocy sygnału z wyjścia referencyjnego PR, powoduje wyłączenie źródła prądowego referencyjnego IR, zaś przy pomocy sygnału z wyjścia sygnałowego PS powoduje wyłączenie źródła prądowego sygnałowego IS. Przy pomocy sygnałów z wyjść sterujących Pn-1, Pn-2, ..., P1, P0 moduł sterujący CM powoduje przełączenie przełączników Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0 w drugie położenie i połączenie górnych okładek wszystkich kondensatorów Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 zestawu kondensatorów CS z masą układu, wymuszając całkowite rozładowanie wszystkich kondensatorów Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 zestawu kondensatorów CS. Przy pomocy sygnału z wyjścia próbkowania PSM moduł sterujący CM powoduje przełączenie przełącznika górnej okładki ST w pierwsze położenie i połączenie górnej okładki kondensatora próbkującego Cn modułu próbującego SM z wejściem In napięcia przetwarzanego UIn, wprowadzając moduł próbkujący SM w stan próbkowania (fig 2).

W chwili wykrycia przez modułu sterujący CM początku aktywnego stanu na wejściu sygnału wyzwalającego Trg moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania RDY w stan nieaktywny. Następnie moduł sterujący CM kończy proces próbkowania wielkości napięcia przetwarzanego UIn i jednocześnie rozpoczyna generowanie interwału czasu T (fig. 3). Moduł sterujący CM łączy wówczas górną okładkę kondensatora próbkującego Cn modułu próbkującego SM z wyjściem źródła prądowego sygnałowego IS. W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia próbkującego PSM przełączenie przełącznika górnej okładki ST w drugie położenie. Jednocześnie, przy pomocy sygnału z wyjścia sygnałowego PS moduł sterujący CM powoduje włączenie źródła prądowego sygnałowego IS. Napięcie USM na kondensatorze próbkującym Cn modułu próbkującego SM, ładowanym za pomocą źródła prądowego sygnałowego IS, narasta od wielkości próbki napięcia przetwarzanego UIn (fig. 3). Napięcie to porównuje się za pomocą komparatora sygnałowego KS z napięciem progowym UTH. Następnie moduł sterujący CM rozpoczyna odmierzanie odcinka czasu referencyjnego RT (fig. 3). Moduł sterujący CM łączy wówczas wyjście źródła prądowego referencyjnego IR z górną okładkę kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zestawie kondensatorów CS. W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Pn-1 przełączePL 227 453 B1 nie przełącznika Sn-1 w trzecie położenie. Jednocześnie, przy pomocy sygnału z wyjścia referencyjnego PR moduł sterujący CM powoduje włączenie źródła prądowego referencyjnego IR. Napięcie referencyjne UR narastające na kondensatorze Cx ładowanym za pomocą źródła prądowego referencyjnego IR porównuje się za pomocą komparatora referencyjnego KR z napięciem progowym UTH. Gdy napięcie referencyjne UR osiągnie wielkość napięcia progowego UTH wówczas, na podstawie sygnału wyjściowego komparatora referencyjnego KR, moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego PX, przełączenie przełącznika SX w drugie położenie i połączenie górnej okładki kondensatora CX z masą układu, wymuszając całkowite rozładowanie tego kondensatora. Jednocześnie moduł sterujący CM łączy wyjście źródła prądowego referencyjnego IR z górną okładkę kondensatora Cz, takiego, że jego pojemność jest największa wśród nie ładowanych jeszcze kondensatorów zestawu kondensatorów CS.

W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Pz. przełączenie przełącznika Sz w trzecie położenie. Następnie moduł sterujący CM przypisuje bitowi bz+1 n-bitowego wyjściowego słowa cyfrowego B wartość 0. Napięcie referencyjne UR narastające na kondensatorze CX ładowanym aktualnie za pomocą źródła prądowego referencyjnego IR porównuje się za pomocą komparatora referencyjnego KR z napięciem progowym UTH. Czynności te powtarza się aż do momentu t3 zakończenia odmierzania odcinka czasu referencyjnego RT.

W chwili wykrycia przez modułu sterującego CM, na podstawie sygnału wyjściowego komparatora sygnałowego KS, iż napięcie USM narastające na kondensatorze próbkującym Cn modułu próbkującego SM osiągnęło wielkość napięcia progowego UTH, moduł sterujący CM kończy generowanie interwału czasu T (fig. 3). Moduł sterujący CM łączy wówczas górną okładkę kondensatora próbkującego Cn modułu próbkującego SM z wyjściem In napięcia przetwarzanego UIn, ponownie wprowadzając moduł próbkujący SM w stan próbkowania (fig. 2). W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia próbkującego PSM przełączenie przełącznika górnej okładki ST w pierwsze położenie. Następnie moduł sterujący CM rozpoczyna odmierzanie odcinka czasu sygnałowego ST (fig. 3). Moduł sterujący CM łączy wówczas wyjście źródła prądowego sygnałowego IS z górną okładkę kondensatora Cz, takiego, że jego pojemność jest największa wśród nie ładowanych jeszcze kondensatorów zestawu kondensatorów CS. W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego PZ przełączenie przełącznika SZ w pierwsze położenie. Następnie moduł sterujący CM przypisuje bitowi bz+1 n-bitowego wyjściowego słowa cyfrowego wartość 1. Napięcie sygnałowe US narastające na kondensatorze Cy ładowanym za pomocą źródła prądowego sygnałowego IS porównuje się za pomocą komparatora sygnałowego KS z napięciem progowym UTH. Gdy napięcie sygnałowe US osiągnie wielkość napięcia progowego UTH wówczas, na podstawie sygnału wyjściowego komparatora sygnałowego KS, moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Py, przełączenie przełącznika Sy w drugie położenie i połączenie górnej okładki kondensatora Cy z masą układu, wymuszając całkowite rozładowanie tego kondensatora. Jednocześnie moduł sterujący CM łączy wyjście źródła prądowego sygnałowego IS z górną okładkę kondensatora Cz, takiego, że jego pojemność jest największa wśród nie ładowanych jeszcze kondensatorów zestawu kondensatorów CS. Czynności te powtarza się aż do momentu t3 zakończenia odmierzania odcinka czasu sygnałowego ST.

Odmierzanie odcinka czasu referencyjnego RT i odcinka czasu sygnałowego ST moduł sterujący CM kończy w chwili t3 (fig. 3), gdy podczas ładowania kondensatora C0 o najmniejszej pojemności w zestawie kondensatorów CS wykryje, albo na podstawie sygnału wyjściowego komparatora referencyjnego KR, że napięcie referencyjne UR narastające na kondensatorze Cx ładowanym za pomocą źródła prądowego referencyjnego IR jest równe napięciu progowemu UTH, albo na podstawie sygnału wyjściowego komparatora sygnałowego KS, że napięcie sygnałowe US narastające na kondensatorze Cy ładowanym za pomocą źródła prądowego sygnałowego IS jest równe napięciu progowemu UTH. W pierwszym z przypadków moduł sterujący CM przypisuje najmniej znaczącemu bitowi b0 o wyjściowego słowa cyfrowego B wartość 0, natomiast w drugim z przypadków moduł sterujący CM przypisuje temu bitowi wartość 1. Następnie moduł sterujący CM, przy pomocy sygnału z wyjścia referencyjnego PR powoduje wyłączenie źródła prądowego referencyjnego IR, zaś przy pomocy sygnału z wyjścia sygnałowego PS powoduje wyłączenie źródła prądowego sygnałowego IS. Przy pomocy sygnałów z wyjść sterujących Pn-1, Pn-2, ..., P1, P0 moduł sterujący CM powoduje przełączenie przełączników Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0, Sc w drugie położenie i połączenie górnych okładek wszystkich kondensatorów Cn-1, Cn-2, .... C1, C0 zestawu kondensatorów CS z masą układu, wymuszając całkowite rozładowanie

PL 227 453 B1 wszystkich kondensatorów Cn-1, Cn-2, C1, C0 zestawu kondensatorów CS (fig. 1). Następnie moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania RDY w stan aktywny.

W drugim przykładowym układzie w chwili wykrycia przez modułu sterujący CM początku aktywnego stanu na wejściu sygnału wyzwalającego Trg moduł sterujący CM powoduje dodatkowo, przy pomocy sygnału z wyjścia sygnałowego Ps, ośmiokrotne zmniejszenie wydajności źródła prądowego sygnałowego IS w stosunku do wydajności źródła prądowego referencyjnego IR. W chwili t2 zakończenia generowania interwału czasu T, za pomocą modułu sterującego CM, moduł sterujący CM powoduje dodatkowo, przy pomocy sygnału z wyjścia sygnałowego PS, zwiększenie wydajności źródła prądowego sygnałowego IS do wydajności źródła prądowego referencyjnego IR.

Wykaz oznaczeń na rysunku

In wejście napięcia przetwarzanego,

InS wejście sygnałowe,

InR wejście referencyjne,

Trg wejście sygnału wyzwalającego,

PS wyjście sygnałowe,

PR wyjście referencyjne,

PSM wyjście próbkowania,

RDY wyjście zakończenia przetwarzania,

B wyjście słowa cyfrowego, bn-1, bn-2, ..., b1, b0 bity słowa cyfrowego,

S szyna sygnałowa,

R szyna referencyjna,

IS źródło prądowe sygnałowe,

IR źródło prądowe referencyjne,

KS komparator sygnałowy,

KR komparator referencyjny,

CS zestaw kondensatorów,

CM moduł sterujący,

SM moduł próbkujący,

Cn kondensator próbkujący,

Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 kondensatory zestawu,

Cn-1 kondensator o największej pojemności w zestawie,

C0 kondensator o najmniejszej pojemności w zestawie,

ST przełącznik górnej okładki,

Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0 przełączniki,

Pn-1, Pn-2, ..., P1, P0 Po wyjścia sterujące,

UIn napięcie przetwarzane,

USM napięcie na kondensatorze próbkującym,

UTH napięcie progowe,

US napięcie sygnałowe,

UR napięcie referencyjne,

UDD napięcie zasilania,

T interwał czasu,

ST odcinek czasu sygnałowego,

RT odcinek czasu referencyjnego, t1 chwila rozpoczęcia generowania interwału czasu T, t2 chwila zakończenia generowania interwału czasu T, t3 moment zakończenia odmierzania obu odcinków czasu.

Claims (4)

1. Układ do pośredniego przetwarzania próbki napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe, zawierający moduł sterujący wyposażony w wejście sygnału wyzwalającego, wyjście słowa cyfrowego, wyjście zakończenia przetwarzania, wejście referencyjne, połączone z wyjściem komparatora referencyjnego i wejście sygnałowe, połączone z wyjściem komparatora sygnałowego, oraz wyjście referencyjne, połączone z wejściem sterującym źródła prądowego referencyjnego, wyjście sygnałowe, połączone z wejściem sterującym źródła prądowego sygnałowego i wyjście próbkowania, połączone z wejściem sterującym modułu próbkującego, a także wyjścia sterujące przełącznikami zestawu kondensatorów, przy czym w zestawie kondensatorów pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, a ponadto wejście nieodwracające komparatora referencyjnego jest połączone z szyną referencyjną oraz wyjściem źródła prądowego referencyjnego, którego wejście jest połączone z napięciem zasilania, a wejście odwracające komparatora referencyjnego jest połączone z napięciem progowym, zaś moduł próbkujący zawiera kondensator próbkujący i jest połączony z szyną sygnałową i wyjściem źródła prądowego sygnałowego oraz wyposażony w wejście napięcia przetwarzanego, znamienny tym, że wejście nieodwracające komparatora sygnałowego (KS) jest połączone z szyną sygnałową (S) oraz wyjściem źródła prądowego sygnałowego (Is), którego wejście jest połączone z napięciem zasilania (UDD), a wejście odwracające komparatora sygnałowego (KS) jest połączone z napięciem progowym (UTH) oraz wejściem odwracającym komparatora referencyjnego (KR), zaś dolne okładki kondensatorów (Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0) zestawu kondensatorów (CS) są połączone z masą układu, a górne okładki tych kondensatorów (Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0) są połączone, odpowiednio, ze stykami ruchomymi przełączników (Sn-1, Sn-2, ..., S1, S0), których pierwsze styki nieruchome są połączone z szyną sygnałową (S), drugie styki nieruchome są połączone z masą układu, a trzecie styki nieruchome są połączone z szyną referencyjną (R).

2. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że górna okładka kondensatora próbkującego (Cn) modułu próbkującego (SM) jest połączona ze stykiem ruchomym przełącznika górnej okładki (ST), którego pierwszy styk nieruchomy jest połączony z wejściem (In) napięcia przetwarzanego (UIn), a drugi styk nieruchomy jest połączony z szyną sygnałową (S), natomiast dolna okładka kondensatora próbkującego (Cn) modułu próbkującego (SM) jest połączona z masą układu, zaś wejście sterujące przełącznika górnej okładki (ST) jest połączone z wyjściem próbkowania (PSM) modułu sterującego (CM).

3. Układ, według zastrz. 2, znamienny tym, że źródło prądowe sygnałowe (IS) i źródło prądowe referencyjne (IR) mają taką samą wydajność, zaś pojemność kondensatora próbkującego (Cn) modułu próbkującego (SM) jest równa podwojonej pojemności kondensatora (Cn-1) o największej pojemności w zestawie kondensatorów (CS).

4. Układ, według zastrz. 2, znamienny tym, że źródło prądowe sygnałowe (IS) ma wydajność regulowaną, której wartość może być równa wydajności źródła prądowego referencyjnego (IR) lub p razy od niej mniejsza, zaś pojemność kondensatora próbkującego (Cn) modułu próbkującego (SM) jest p razy mniejsza od podwojonej pojemności kondensatora (Cn-1) o największej pojemności w zestawie kondensatorów (CS).