RU2231922C1 - Analog-to-digital converter - Google Patents
Analog-to-digital converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231922C1 RU2231922C1 RU2003102419/09A RU2003102419A RU2231922C1 RU 2231922 C1 RU2231922 C1 RU 2231922C1 RU 2003102419/09 A RU2003102419/09 A RU 2003102419/09A RU 2003102419 A RU2003102419 A RU 2003102419A RU 2231922 C1 RU2231922 C1 RU 2231922C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- counter
- analog
- frequency
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля, сбора и обработки информации с помощью вычислительной техники.The invention relates to electrical and computer technology and can be used in control systems, collection and processing of information using computer technology.
Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь напряжение-частота и блок выбора диапазона преобразования (см. патент US 4357999, Н 03 М 1/00, 1982 г.). Недостатком устройства является малое быстродействие.Known analog-to-digital Converter containing a voltage-frequency Converter and the block selection of the conversion range (see patent US 4357999, H 03 M 1/00, 1982). The disadvantage of this device is its low speed.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является аналого-цифровой преобразователь с преобразованием напряжения в частоту, содержащий преобразователь напряжение-частота, на вход которого подается измеряемое напряжение, а выход подключен к входу счетчика, который находится в режиме счета фиксированный интервал времени, задаваемый формирователем фиксированного интервала времени, выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика. Структурная схема прототипа приведена на фиг.1 (Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC. /Под ред. У.Томпкинса, Дж.Уэбстера. М.: Мир, 1992, с.205-206).Closest to the proposed device is an analog-to-digital converter with converting voltage to frequency, containing a voltage-frequency converter, the input of which is the measured voltage, and the output is connected to the input of the counter, which is in counting mode, a fixed time interval specified by the shaper fixed time interval the output of which is connected to the counter resolution input of the counter. The structural diagram of the prototype is shown in figure 1 (Pairing sensors and input devices with IBM PC computers. / Ed. By W. Tompkins, J. Webster. M .: Mir, 1992, p.205-206).
Данный метод преобразования характеризуется низким быстродействием, но хорошей помехоустойчивостью.This conversion method is characterized by low speed, but good noise immunity.
Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении быстродействия аналого-цифрового преобразователя или точности измерений.The task of the invention is to increase the speed of the analog-to-digital Converter or measurement accuracy.
Поставленная задача достигается тем, что в известный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий преобразователь напряжение-частота, на вход которого подается измеряемое напряжение, а выход подключен к входу счетчика, который находится в режиме счета фиксированный интервал времени, задаваемый формирователем фиксированного интервала времени (таймером), выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика, введен второй канал преобразования на основе преобразователя напряжение-частота, на вход которого подается измеряемое напряжение, а выход подключен к входу счетчика, который находится в режиме счета фиксированный интервал времени, задаваемый формирователем фиксированного интервала времени, выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика, и сумматор, входы которого соединены с выходами счетчиков, а на выходе формируется результат аналого-цифрового преобразования.The problem is achieved by the fact that in a known analog-to-digital converter (ADC) containing a voltage-frequency converter, the input of which is the measured voltage, and the output is connected to the input of the counter, which is in counting mode, a fixed time interval specified by the shaper of a fixed time interval (timer), the output of which is connected to the counter resolution enable input, a second conversion channel is introduced based on the voltage-frequency converter, the input of which is measured voltage, and the output is connected to the counter input, which is in counting mode, a fixed time interval specified by the shaper of a fixed time interval, the output of which is connected to the counter resolution enable input of the counter, and an adder, the inputs of which are connected to the outputs of the counters, and an analog digital conversion.
Сущность изобретения поясняется фиг.2, где представлена структурная схема предлагаемого изобретения.The invention is illustrated in figure 2, which presents a structural diagram of the invention.
Устройство содержит (см. фиг.2) два преобразователя напряжение-частота 1 и 2, два счетчика 3 и 4, таймер 5 и сумматор 6.The device contains (see figure 2) two voltage-frequency converters 1 and 2, two counters 3 and 4, a timer 5 and an adder 6.
Преобразователи напряжение-частота (ПНЧ) предназначены для преобразования входного измеряемого напряжения в частоту, причем ПНЧ осуществляют преобразование в асинхронном режиме, независимо друг от друга.Voltage-frequency converters (VFDs) are designed to convert the input measured voltage to frequency, and VFDs convert asynchronously, independently of each other.
Счетчики 3 и 4 осуществляют счет импульсов, поступающих с выхода ПНЧ. Причем счетчики находятся в режиме счета в течение времени, задаваемом таймером.Counters 3 and 4 count the pulses from the output of the IF. Moreover, the counters are in counting mode for the time specified by the timer.
Таймер 5 формирует сигнал разрешения счета, поступающий одновременно на счетчики 3 и 4.Timer 5 generates a count resolution signal that arrives simultaneously at counters 3 and 4.
Сумматор 6 осуществляет суммирование результатов счета счетчиков и на своем выходе формирует результат аналого-цифрового преобразования по завершению режима счета импульсов.The adder 6 summarizes the counting results of the counters and at its output generates the result of the analog-to-digital conversion upon completion of the pulse counting mode.
Однако несмотря на то, что введенные блоки являются стандартными узлами аналоговой и цифровой техники, их введение обеспечивает получение нового технического результата - повышение быстродействия устройства или точности измерений. Заявляемое изобретение позволяет уменьшить время преобразования измеряемого напряжения за счет применения второго канала.However, despite the fact that the introduced blocks are standard units of analog and digital technology, their introduction provides a new technical result - increasing the speed of the device or the accuracy of measurements. The claimed invention allows to reduce the conversion time of the measured voltage due to the use of the second channel.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Измеряемое напряжение Uвx поступает одновременно на вход каждого преобразователя напряжение-частота 1 и 2, на выходе которых формируется последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна величине входного напряжения. Преобразователи напряжение-частота (ПНЧ) работают независимо друг от друга с индивидуальным коэффициентом преобразования напряжение-частота.The measured voltage U Vx is supplied simultaneously to the input of each voltage-frequency converter 1 and 2, at the output of which a sequence of pulses is formed, the repetition rate of which is proportional to the value of the input voltage. Voltage-frequency converters (VLF) operate independently of each other with an individual voltage-frequency conversion coefficient.
Таймер 5 формирует управляющие сигналы, с помощью которых обеспечиваются режимы обнуления, счета и хранения для счетчиков 3 и 4.Timer 5 generates control signals, with the help of which the modes of zeroing, counting and storage are provided for counters 3 and 4.
Счетчики 3 и 4 подсчитывают количество импульсов, поступающих с выходов соответствующих преобразователей напряжение-частота за фиксированный интервал времени. С выходов счетчиков результат счета поступает на вход сумматора.Counters 3 and 4 count the number of pulses from the outputs of the respective voltage-frequency converters for a fixed time interval. From the outputs of the counters, the result of the count goes to the input of the adder.
Сумматор 6 осуществляет суммирование результатов счета счетчиков и на своем выходе формирует результат аналого-цифрового преобразования.The adder 6 summarizes the results of the counters and at its output generates the result of analog-to-digital conversion.
Предположим, что крутизна преобразования ПНЧ такова, что при входном напряжении 1 В частота следования импульсов на выходе равна 1 кГц. Счетчик на временном интервале в 1 с зафиксирует 1000 импульсов.Assume that the steepness of the IF conversion is such that, at an input voltage of 1 V, the output pulse repetition rate is 1 kHz. The counter at a time interval of 1 s will record 1000 pulses.
Допустим, что крутизна преобразования ПНЧ каждого канала одинакова. На временном интервале 0,5 с счетчики посчитают по 500 импульсов, а на выходе сумматора будет получен результат суммы от двух счетчиков, равный 1000 импульсов. В данном случае преобразование проведено за меньшее время с той же точностью.Assume that the steepness of the VLF conversion of each channel is the same. At a time interval of 0.5 s, the counters will count 500 pulses, and at the output of the adder, the result of the sum from two counters will be equal to 1000 pulses. In this case, the conversion was carried out in less time with the same accuracy.
Таким образом, в предложенном двухканальном АЦП за вдвое меньшее время получен тот же результат известного аналого-цифрового преобразования.Thus, in the proposed two-channel ADC, the same result of the known analog-to-digital conversion is obtained in half the time.
Если включить параллельно n каналов, содержащих ПНЧ, счетчики, и уменьшить время преобразования в n раз, то на выходе сумматора формируется сумма результатов счета счетчиков всех каналов, при этом быстродействие аналого-цифрового преобразователя повышается при прежней точности.If we parallelize n channels containing IF filters, counters, and reduce the conversion time by n times, then the sum of the results of counting the counters of all channels is formed at the output of the adder, while the speed of the analog-to-digital converter increases with the same accuracy.
Если время преобразования оставить прежним, то введение n каналов позволяет повысить точность аналого-цифрового преобразования.If the conversion time is left unchanged, the introduction of n channels can improve the accuracy of analog-to-digital conversion.
Известно, что возможное отклонение между средним арифметическим значением ряда измерений и истинным значением характеризуется среднеквадратической погрешностью результата из n измерений, откуда следует, что представление результата из серии n измерений в виде среднего арифметического значения позволяет уменьшить среднеквадратическую погрешность в раз.It is known that a possible deviation between the arithmetic mean value of a series of measurements and the true value is characterized by the standard error of the result of n measurements, which implies that presenting the result from a series of n measurements as an arithmetic mean allows reducing the standard error in time.
Данное обстоятельство является одним из важных путей повышения точности измерений и уменьшения случайных погрешностей. Этот способ особенно эффективен при автоматизации процессов измерений или при выполнении операций вычисления непосредственно в блоках измерительных устройств (Повышение точности измерений в технике связи. С.М. Верник, Ф.В. Кушнир, Р.П. Рудницкий. М.: Радио и связь, 1981, с.57).This circumstance is one of the important ways to increase the accuracy of measurements and reduce random errors. This method is especially effective when automating measurement processes or when performing calculation operations directly in the blocks of measuring devices (Improving the accuracy of measurements in communication technology. S.M. Vernik, F.V. Kushnir, R.P. Rudnitsky. M .: Radio and communication 1981, p. 57).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003102419/09A RU2231922C1 (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Analog-to-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003102419/09A RU2231922C1 (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Analog-to-digital converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2231922C1 true RU2231922C1 (en) | 2004-06-27 |
RU2003102419A RU2003102419A (en) | 2004-08-20 |
Family
ID=32846724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003102419/09A RU2231922C1 (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Analog-to-digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231922C1 (en) |
-
2003
- 2003-01-29 RU RU2003102419/09A patent/RU2231922C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC /Под ред. У.ТОМПКИНСА, Дж.УЭБСТЕРА. - М.: Мир, 1992, с.205 и 206. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0058050B1 (en) | Measuring method | |
RU2231922C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
RU58825U1 (en) | ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
SU942044A1 (en) | Device for determining mean power of random signals | |
US10778162B1 (en) | Sensing analog signal through digital I/O pins | |
RU2255366C1 (en) | Device for measuring series of time intervals | |
SU1182433A1 (en) | Pulse parameter meter | |
RU60733U1 (en) | PHASOMETER | |
SU748868A1 (en) | Method of experimental determination of dynamic characteristics of voltage to frequency converters | |
SU759968A1 (en) | Device for measuring orthogonal components of signal | |
SU746435A1 (en) | System for automatic monitoring of parameters | |
JPS608771A (en) | Measuring device of time difference | |
SU901905A1 (en) | Speed ratio meter | |
SU819568A1 (en) | Device for measuring mechanical values | |
SU993159A1 (en) | Device for electric pulse shape digital display | |
SU960845A1 (en) | Distribution law analyzer | |
SU723585A1 (en) | Analogue-digital filter | |
SU1515118A1 (en) | Electronic phase meter | |
RU2146061C1 (en) | Signal-strength meter | |
SU834408A1 (en) | Device for measuring non-staionary temperatures | |
SU838602A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU615429A1 (en) | Period duration digital meter | |
SU1128381A1 (en) | Device for checking analog-to-digital converters | |
SU1008753A1 (en) | Device for determination of signal ratio logarithm | |
SU1633439A1 (en) | Information and measurement system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111124 |