RU119960U1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents
Аналого-цифровой преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU119960U1 RU119960U1 RU2012106085/08U RU2012106085U RU119960U1 RU 119960 U1 RU119960 U1 RU 119960U1 RU 2012106085/08 U RU2012106085/08 U RU 2012106085/08U RU 2012106085 U RU2012106085 U RU 2012106085U RU 119960 U1 RU119960 U1 RU 119960U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- analog
- integrator
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый вход которого является входом преобразователя, а выход соединен со входом интегратора, выход которого соединен с первым аналоговым входом первого сравнивающего устройства, второй аналоговый вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с первым входом микропроцессора и с управляющим входом переключателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а его входы подключены к выходам источника образцовых напряжений, кроме того, цифровые выходы микропроцессора являются выходами преобразователя, а его второй вход связан с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что в него введены делитель частоты и второе сравнивающее устройство, первый аналоговый вход которого соединен с выходом интегратора, второй аналоговый вход подключен к общей шине, а его вход синхронизации соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом делителя частоты, выход которого связан со входом синхронизации первого сравнивающего устройства, кроме того, выход второго сравнивающего устройства соединен с третьим входом микропроцессора.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для построения аналого-цифровых преобразователей (АЦП) постоянного напряжения.
Известен интегрирующий аналого-цифровой преобразователь на основе однополярного сигма-дельта модулятора, содержащий (Б.В.Чувыкин, Э.К.Шахов, В.Н.Ашанин, ∑Δ-АЦП: Синтез одноконтурных структур. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион, Технические науки, №1, 2007. Стр 95, рис.2 а) сумматор (Сум), интегратор (Инт), сравнивающее устройство (СУ), генератор тактовых импульсов (ГТИ), микропроцессор (МП), ключ и однополярный источник образцового напряжения. Входное напряжение подается на первый вход сумматора, выход сумматора соединен со входом интегратора, выход интегратора соединен с первым аналоговым входом СУ, на второй аналоговый вход СУ подается опорное напряжение. Выход СУ соединен с МП и ключом, вход ключа соединен с источником образцового напряжения, а его выход связан со вторым входом сумматора. Выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации СУ.
Однако указанный преобразователь может работать только с 11 однополярным входным напряжением.
Кроме того, известен АЦП (Б.В.Чувыкин, Э.К.Шахов, В.Н.Ашанин, ∑Δ-АЦП: Синтез одноконтурных структур. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион, Технические науки, №1, 2007. Стр.92, рис.1 а) являющийся прототипом предлагаемой полезной модели. Он содержит сумматор, интегратор, сравнивающее устройство, микропроцессор, генератор тактовых импульсов, переключатель и двуполярный источник образцовых напряжений (ИОН). Входное напряжения подается на первый вход сумматора, выход сумматора соединен со входом интегратора, выход интегратора соединен с первым аналоговым входом СУ, второй аналоговый вход СУ подключен к общей шине, выход ГТИ соединен со входом синхронизации СУ и вторым входом МП, выход СУ соединен с первым входом МП и управляющим входом переключателя, входы переключателя соединены с выходами источника образцовых напряжений, а выход соединен со вторым входом сумматора.
Однако в указанном преобразователе существует большая максимальная методическая абсолютная погрешность дискретности преобразования, обусловленная тем, что момент начала измерения определяется случайным образом, а момент конца измерения - через определенное время. Максимальное значение разности выходного напряжения интегратора в начале и конце интервала измерения равна четырем единицам дискретности преобразователя (Б.В.Чувыкин, Э.К.Шахов, В.Н.Ашанин, ∑Δ-АЦП: Синтез одноконтурных структур. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион, Технические науки, №1, 2007. Формула 6 стр.93).
Задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение максимальной методической абсолютной погрешности дискретности преобразования.
Поставленная задача достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый вход которого является входом преобразователя, а выход соединен со входом интегратора, выход которого соединен с первым аналоговым входом первого сравнивающего устройства, второй аналоговый вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с первым входом микропроцессора и с управляющим входом переключателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а его входы подключены к выходам источника образцовых напряжений, кроме того, цифровые выходы микропроцессора являются выходами преобразователя, а его второй вход связан с выходом генератора тактовых импульсов, введены делитель частоты и второе сравнивающее устройство, первый аналоговый вход которого соединен с выходом интегратора, второй аналоговый вход подключен к общей шине, а его вход синхронизации соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом делителя частоты, выход которого связан со входом синхронизации первого сравнивающего устройства, кроме того, выход второго сравнивающего устройства соединен с третьим входом микропроцессора.
На ФИГ.1 приведена функциональная схема предлагаемого аналого-цифрового преобразователя.
Предлагаемый АЦП содержит:
1 - вход АЦП;
2 - сумматор (Сум);
3 - интегратор (Инт);
4 - сравнивающее устройство первое (CУ1);
5 - сравнивающее устройство второе (СУ2);
6 - делитель частоты (ДЧ);
7 - генератор тактовых импульсов (ГТИ);
8 - источник образцовых напряжений (ИОН);
9 - переключатель (П);
10 - микропроцессор (МП);
11 - цифровой выход АЦП.
Первый вход сумматора 2 является входом преобразователя 1, выход сумматора 2 соединен со входом интегратора 3. Выход интегратора 3 соединен с первыми аналоговыми входами СУ1 4 и СУ2 5, вход синхронизации СУ1 4 соединен с выходом делителя частоты 6, а вход синхронизации СУ2 5 соединен с выходом ГТИ 7, выходы СУ1 4 и СУ2 5 соединены с первым и третьим входом МП 10, соответственно. Выход ГТИ 7 соединен со входом делителя частоты 6 и со вторым входом МП 10. Вторые аналоговые входы CУ1 4 и СУ2 5 подключены к общей шине. Выход СУ1 4 соединен с управляющим входом переключателя 9, входы переключателя 9 соединены с выходами источника образцовых напряжений 8, выход переключателя 9 соединен со вторым входом сумматора 2.
Сумматор выполнен на резисторах, которые включены на входе интегратора. Интегратор может быть выполнен на операционном усилителе, например, AD711, в цепь обратной связи которого включен конденсатор. В качестве сравнивающего устройства может быть использован компаратор, например, AD8564. Генератор тактовых импульсов - кварцевый резонатор ADR510. В качестве двухпозиционного переключателя могут быть использованы два ключа в одном корпусе, например, ADG721BRM. В качестве микропроцессора может быть применен микроконтроллер ATmega8L. В качестве источника опорных напряжений может быть использована микросхема AD1580. Делитель частоты может быть выполнен на двоичном счетчике импульсов SN74LS292.
Предлагаемый АЦП (Фиг.1) работает следующим образом. Сумматор 2 складывает напряжение с выхода переключателя 9 (UП, Фиг.2) и входное напряжение, поступающее на вход АЦП 1. Выходные напряжения сумматора 2 интегрируются интегратором 3. Напряжение с выхода интегратора 3 (UИ, Фиг.2) подается на CУ1 4, где сравнивается с нулем. Сравнение происходит в моменты синхронизации, которые задаются импульсами с выхода делителя частоты 6. Первое сравнивающее устройство (CУ1 4) управляет переключателем 9 своими выходными напряжениями (UCY1, Фиг.2) следующим образом: если напряжение на выходе интегратора 3 (UИ, Фиг.2) в момент прихода импульса с делителя частоты 6 больше нуля, то переключатель 9 подключает ко входу сумматора 2 выходное напряжение ИОН минус Е0, если же напряжение в момент прихода импульса с делителя частоты 6 на выходе интегратора 3 меньше нуля, то переключатель 9 подключает ко входу сумматора 2 выходное напряжение ИОН плюс Е0. Напряжение UИ с выхода интегратора 3 также подается на СУ2 5, где сравнивается с нулем. Сравнение происходит в моменты синхронизации, которые задаются импульсами с выхода ГТИ 7. Причем, на выходах СУ1 4 и СУ2 5 (UCУ2, Фиг.2) напряжение будет соответствовать логической 1, если напряжение на выходе интегратора 3 будет больше нуля, в моменты прихода импульсов с выхода ДЧ 6 и ГТИ 7, соответственно. Напряжение на выходах СУ1 4 и СУ2 5 будет соответствовать логическому 0, если напряжение на выходе интегратора 3 будет меньше нуля, в моменты прихода импульсов с выхода ДЧ 6 и ГТИ 7, соответственно. Логические единицы и нули с выхода CУ1 4 и СУ2 5 подаются на первый и третий входы МП 10, соответственно. Микропроцессор 10 задает начало такта преобразования при переходе выходного напряжения СУ2 5, например, из 1 в 0 в момент времени t1н (Фиг.2). В течение такта преобразования МП 10 считает выходные имульсы ГТИ 7, положительными, когда на выходе СУ1 4 находится 1, и отрицательными, когда на выходе CУ1 4 находится 0. Причем в момент запускания начала такта преобразования МП 10 считает показания положительных и отрицательных импульсов и сбрасывает в ноль предыдущие показания положительных и отрицательных импульсов. Окончание такта преобразования МП 10 осуществляет при переходе СУ2 5, например, из 1 в 0 в некоторый момент времени t2к (Фиг.2). Таким образом МП 10 подсчитывает импульсы с выхода ГТИ 7 как положительные, если они соответствовали логической 1 на выходе СУ1 4, и - как отрицательные, если они соответствовали лоническому 0 на выходе СУ1 4. Кроме того МП 10 осуществляет подсчет импульсов с выхода ГТИ 7 в течение такта преобразования. Следующий такт преобразования может начаться в момент конца предыдущего такта. Результатом преобразования, который выдается на цифровом выходе АЦП 11, и вычисляется микропроцессором 10, является образцовое напряжение умноженное на разность положительных и отрицательных импульсов, деленое на сумму положительных и отрицательных импульсов. Максимальная методическая абсолютная погрешности дискретности преобразования в предложенной полезной модели равна двум, деленным на коэффициент деления делителя частоты 6.
Таким образом, за счет введения в состав АЦП делителя частоты и второго сравнивающего устройства, в предлагаемом АЦП происходит уменьшение максимальной методической абсолютной погрешности дискретности преобразования в число, равное коэффициенту деления делителя частоты. При выборе коэффициента деления, например, равным 128, во столько же раз уменьшается максимальная абсолютная методическая погрешность дискретности преобразования предлагаемого АЦП по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый вход которого является входом преобразователя, а выход соединен со входом интегратора, выход которого соединен с первым аналоговым входом первого сравнивающего устройства, второй аналоговый вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с первым входом микропроцессора и с управляющим входом переключателя, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а его входы подключены к выходам источника образцовых напряжений, кроме того, цифровые выходы микропроцессора являются выходами преобразователя, а его второй вход связан с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что в него введены делитель частоты и второе сравнивающее устройство, первый аналоговый вход которого соединен с выходом интегратора, второй аналоговый вход подключен к общей шине, а его вход синхронизации соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом делителя частоты, выход которого связан со входом синхронизации первого сравнивающего устройства, кроме того, выход второго сравнивающего устройства соединен с третьим входом микропроцессора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106085/08U RU119960U1 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Аналого-цифровой преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106085/08U RU119960U1 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Аналого-цифровой преобразователь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU119960U1 true RU119960U1 (ru) | 2012-08-27 |
Family
ID=46938379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012106085/08U RU119960U1 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Аналого-цифровой преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU119960U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535481C1 (ru) * | 2013-06-06 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ синхронизации аналого-цифровых преобразователей с избыточной частотой дискретизации |
RU2602396C1 (ru) * | 2015-10-09 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВО ЮЗГУ) | Цифро-аналоговый преобразователь |
-
2012
- 2012-02-20 RU RU2012106085/08U patent/RU119960U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535481C1 (ru) * | 2013-06-06 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ синхронизации аналого-цифровых преобразователей с избыточной частотой дискретизации |
RU2602396C1 (ru) * | 2015-10-09 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВО ЮЗГУ) | Цифро-аналоговый преобразователь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017517974A (ja) | 遅延のない比較器に基づくrc発振器 | |
TWI496422B (zh) | 差量調變裝置 | |
CN105007079A (zh) | 逐次逼近型模数转换器的全差分增量采样方法 | |
EP2706666A1 (en) | Circuit for digitizing a sum of signals | |
TW201914227A (zh) | 類比數位轉換器 | |
CN109889199A (zh) | 一种带斩波稳定的σδ型和sar型混合型adc | |
TWI532323B (zh) | 數位脈波寬度產生器及其產生方法 | |
Kościelnik et al. | Time-to-digital converters based on event-driven successive charge redistribution: A theoretical approach | |
RU119960U1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь | |
WO2015043020A1 (zh) | 一种高精度电压检测电路及方法 | |
JP2008092387A (ja) | アナログ・デジタル変換回路、タイミング信号発生回路および制御装置 | |
Park et al. | 1-1 MASH ΔΣ time-to-digital converter with differential cascode time integrator | |
JP2014200116A5 (ru) | ||
CN106788345B (zh) | 利用电阻结构的斜坡信号发生器 | |
TWI650955B (zh) | 三角積分調變器與其信號轉換方法 | |
JP2014207569A (ja) | ランプ波生成回路 | |
CN102948078A (zh) | 德尔塔-西格玛调制器 | |
Jung et al. | An all-digital PWM-based ΔΣ ADC with an inherently matched multi-bit quantizer | |
RU114248U1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь | |
CN109792499B (zh) | 模数转换电路、图像传感器和模数转换方法 | |
JPH02184119A (ja) | オーバーサンプリング形デジタル―アナログ変換回路 | |
CN108055040B (zh) | 一种基于多相位时钟的adc结构及其模数转换方法 | |
WO2015090181A1 (zh) | 一种动态单元匹配的方法和装置 | |
CN109412598B (zh) | 一种逐次逼近式模数转换装置 | |
Lu et al. | A 1-1 MASH 2-D vernier time-to-digital converter with 2 nd-order noise shaping |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140221 |