RU2549114C2 - Функциональный аналогово-цифровой преобразователь - Google Patents
Функциональный аналогово-цифровой преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549114C2 RU2549114C2 RU2013126125/08A RU2013126125A RU2549114C2 RU 2549114 C2 RU2549114 C2 RU 2549114C2 RU 2013126125/08 A RU2013126125/08 A RU 2013126125/08A RU 2013126125 A RU2013126125 A RU 2013126125A RU 2549114 C2 RU2549114 C2 RU 2549114C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- digital
- voltage
- dac
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления электроприводами для преобразования аналогового напряжения в код. Техническим результатом является совмещение в одном устройстве преобразования входного напряжения в цифровой код с выполнением определенной математической операции, ускорение и упрощение обработки информации с различных датчиков, выходной сигнал которых имеет нелинейную зависимость от входной величины. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, компаратор, два набора резисторов, ключи. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналогового напряжения в код в системах управления электроприводами.
Известен аналого-цифровой преобразователь (патент №2441317 от 20.09.2010), содержащий вычитатель, на один вход которого подается входное преобразуемое напряжение, а ко второму входу подключен выход цифроаналогового преобразователя, соединенного с выходом реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами устройства, тактовый генератор, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, и схему переключения направления счета, к входу которой подключен выход вычитателя, а выход соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, согласно изобретению в него введены дополнительный параллельный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) небольшой разрядности, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя (ЦАП), вход подключен к входу устройства, и формирователь импульсов установки реверсивного счетчика, на вход которого подаются импульсы с выхода младшего разряда дополнительного АЦП, а выход подключен к установочному входу реверсивного счетчика. Выходы реверсивного счетчика и дополнительного АЦП являются цифровыми выходами всего устройства.
Недостатком данного аналого-цифрового преобразователя является возможность получения только линейной зависимости между входным напряжением и выходным цифровым кодом.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является аналого-цифровой преобразователь, предложенный в патенте РФ №2359403 с приоритетом от 23.10.2007, содержащий регистр последовательных приближений (РПП), цифровые выходы которого соединены с соответствующими выходами "результирующий код" устройства, ЦАП, первый компаратор, первый вход которого соединен с входом преобразуемого напряжения Uвх устройства, а выход подключен к информационному входу РПП, схему управления, первый логический вход которой соединен с входом сигнала "Пуск" устройства, а выход подключен к управляющему входу РПП, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовому входу РПП, причем ЦАП содержит источник опорного напряжения (отрицательное напряжение), n масштабных резисторов (21R,…,2nR), первые выводы которых подключены к источнику опорного напряжения, а вторые выводы масштабных резисторов через соответствующие ключи (k1…kn) подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя ОУ1, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала устройства, а выход подключен ко второму входу первого компаратора и через первый резистор R к инвертирующему входу первого операционного усилителя ОУ1, при этом управляющие входы ключей (k1…kn) подключены к соответствующим цифровым выходам РПП, (n+1)-й масштабный резистор (2n+1R), который вместе с ЦАП образуют блок суммирования, первый вывод (n+1)-го масштабного резистора (2n+1R) подключен к источнику опорного напряжения, а второй вывод подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя ОУ1, блок вычитания, включающий второй операционный ОУ2 и третий дифференциальный ОУ3 усилители, второй, третий, четвертый, пятый, шестой резисторы (R) и резистор (2n+1-1)R, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя ОУ2 соединен с шиной нулевого потенциала устройства, инвертирующий вход второго операционного усилителя ОУ2 через второй резистор (R) подключен к выходу первого операционного усилителя ОУ1 и через третий резистор (R) к выходу второго операционного усилителя ОУ2, выход второго операционного усилителя ОУ2 через четвертый резистор (R) подключен к инвертирующему входу третьего дифференциального усилителя ОУ3, неинвертирующий вход которого через резистор (2n+1-1)R подключен к источнику опорного напряжения, а через пятый резистор (R) к шине нулевого потенциала устройства, инвертирующий вход третьего дифференциального усилителя ОУ3 через шестой резистор (R) подключен к выходу третьего дифференциального усилителя ОУ3, выход третьего дифференциального усилителя ОУ3 подключен ко второму входу второго компаратора, первый вход которого соединен с входом преобразуемого напряжения Uвх устройства, а выход подключен к первому логическому входу элемента "исключающее ИЛИ-НЕ", второй вход которого подключен к выходу первого компаратора, а выход элемента "исключающее ИЛИ-НЕ" подключен ко входу генератора тактовых импульсов ГТИ.
Недостатком устройства является невозможность получения нелинейной зависимости между входным напряжением и выходным цифровым кодом, описываемой необходимой математической операцией.
Технической задачей изобретения является возможность получения на выходе аналого-цифрового преобразователя цифрового кода, связанного с входным напряжением определенной математической операцией.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетчиком, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), на вход которого поступает цифровой код со счетчика, и компаратор, на вход которого подаются входное напряжение и напряжение с выхода ЦАП, согласно изобретению дополнительно введены два набора резисторов, один из которых через ключи соединен с выводом ЦАП, предназначенным для подачи опорного напряжения, а другой через ключи соединен с выводом ЦАП, предназначенным для соединения с землей.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в функциональном аналогово-цифровом преобразователе (АЦП) совмещаются аналогово-цифровое преобразование и выполнение необходимой математической операции над кодом.
На фиг. 1 представлена схема функционального аналого-цифрового преобразователя. На фиг. 2 поясняется принцип функционального аналого-цифрового преобразования с реализацией логарифмической функции.
Функциональный аналого-цифровой преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, компаратор 3, соединенный со входом опорного напряжения, набор резисторов 4, ключи 5, ЦАП 6, ключи 7 и соединенный с землей набор резисторов 8.
Устройство работает следующим образом.
Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает последовательность импульсов, которая поступает на вход счетчика 2. На выходе счетчика 2 формируется цифровой код N, поступающий на входы ключей 5 и 7, а также на вход ЦАП 6. Опорное напряжение UОП подается на ЦАП 6 через набор резисторов 4, переключение которых осуществляется ключами 5 в зависимости от цифрового кода N. Соединение ЦАП 6 с землей также осуществляется через набор резисторов 8, переключение которых осуществляется ключами 7 в зависимости от цифрового кода N. В результате на выходе ЦАП 6 формируется напряжение, связанное с цифровым кодом N определенной математической операцией. Это напряжение поступает на один из входов компаратора 3, на другой вход которого подается входное напряжение UВХ. Как только напряжение с выхода ЦАП 6 становится больше входного напряжения UВХ, компаратор 3 подает управляющий сигнал на счетчик 2, останавливающий процесс счета импульсов. После останова счета выходной код N функционального АЦП считывается с выхода счетчика.
Принцип функционального аналого-цифрового преобразования с реализацией логарифмической функции поясняется на фиг. 2. При помощи наборов резисторов 4 и 8 устанавливается диапазон выходного напряжения от Ui до Ui+1. Это достигается за счет того, что резистор из набора резисторов 4, сопротивление ЦАП 6 и резистор из набора резисторов 8 образуют делитель напряжения, потенциалы выводов которого соответственно равны Ui+1 и Ui. Резисторы в наборах резисторов 4 и 8 подобраны таким образом, чтобы напряжение на выходе ЦАП 6 воспроизводило требуемую функцию, например логарифмическую, как показано на фиг. 2.
Внутри диапазона напряжений от Ui до Ui+1 осуществляется линейная аппроксимация воспроизводимой функции посредством ЦАП 6.
Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается формирование выходного кода функционального АЦП, связанного с входным напряжением не линейно, а определенной математической операцией. Это позволяет ускорить и упростить обработку информации с различных датчиков, выходной сигнал которых имеет нелинейную зависимость от входной величины.
Claims (1)
- Функциональный аналогово-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетчиком, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), на вход которого поступает цифровой код со счетчика, и компаратор, на вход которого подаются входное напряжение и напряжение с выхода ЦАП, отличающийся тем, что дополнительно содержит два набора резисторов, один из которых через ключи соединен с выводом ЦАП, предназначенным для подачи опорного напряжения, а другой через ключи соединен с выводом ЦАП, предназначенным для соединения с землей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126125/08A RU2549114C2 (ru) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Функциональный аналогово-цифровой преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126125/08A RU2549114C2 (ru) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Функциональный аналогово-цифровой преобразователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013126125A RU2013126125A (ru) | 2014-12-20 |
RU2549114C2 true RU2549114C2 (ru) | 2015-04-20 |
Family
ID=53278074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013126125/08A RU2549114C2 (ru) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Функциональный аналогово-цифровой преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549114C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613843C1 (ru) * | 2016-02-11 | 2017-03-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" (АО "НПО "ПРЗ") | Способ преобразования аналогового сигнала в цифровой квадратурный код и устройство для его осуществления |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4020485A (en) * | 1972-04-03 | 1977-04-26 | Ampex Corporation | Non-linear digital-to-analog converter for servo circuit |
US4544912A (en) * | 1979-09-04 | 1985-10-01 | Fujitsu Limited | Scale switchable digital-to-analog converter |
RU2282937C1 (ru) * | 2004-12-16 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Функциональный аналого-цифровой преобразователь |
RU74022U1 (ru) * | 2007-12-25 | 2008-06-10 | Валерий Михайлович Сапельников | Устройство нелинейного цифроаналогового преобразования сигнала |
RU2359403C1 (ru) * | 2007-10-23 | 2009-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) | Аналого-цифровой преобразователь |
-
2013
- 2013-06-06 RU RU2013126125/08A patent/RU2549114C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4020485A (en) * | 1972-04-03 | 1977-04-26 | Ampex Corporation | Non-linear digital-to-analog converter for servo circuit |
US4544912A (en) * | 1979-09-04 | 1985-10-01 | Fujitsu Limited | Scale switchable digital-to-analog converter |
RU2282937C1 (ru) * | 2004-12-16 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Функциональный аналого-цифровой преобразователь |
RU2359403C1 (ru) * | 2007-10-23 | 2009-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) | Аналого-цифровой преобразователь |
RU74022U1 (ru) * | 2007-12-25 | 2008-06-10 | Валерий Михайлович Сапельников | Устройство нелинейного цифроаналогового преобразования сигнала |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613843C1 (ru) * | 2016-02-11 | 2017-03-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Правдинский радиозавод" (АО "НПО "ПРЗ") | Способ преобразования аналогового сигнала в цифровой квадратурный код и устройство для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013126125A (ru) | 2014-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3059553B1 (en) | Electronic measurement circuit | |
US10720935B2 (en) | Analog-to-digital converter, analog-to-digital conversion method, and displacement detecting apparatus | |
RU2549114C2 (ru) | Функциональный аналогово-цифровой преобразователь | |
RU2546621C1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь в системе остаточных классов | |
RU2359403C1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь | |
CN106130561B (zh) | 自带dac功能的adc积分器及测量方法 | |
Halim et al. | A low power 0.18 μm CMOS technology integrating dual-slope analog-to digital converter | |
CN106130560B (zh) | 应用于具有dac功能的西格玛德尔塔模数转化电路的积分器 | |
US3665457A (en) | Approximation analog to digital converter | |
RU2311731C1 (ru) | Составной быстродействующий аналого-цифровой преобразователь | |
JP2013021439A (ja) | 逐次比較型ad変換方法および装置 | |
US3152249A (en) | Hybrid integrator circuit | |
RU2589771C1 (ru) | Измерительный преобразователь емкость-напряжение | |
SU813478A1 (ru) | Устройство дл считывани графи-чЕСКОй иНфОРМАции | |
WO2022241698A1 (zh) | 模数转换电路、集成芯片、显示装置及模数转换方法 | |
SU720513A1 (ru) | Аналоговое запоминающее устройство | |
RU2602675C1 (ru) | Интегратор постоянного напряжения | |
SU1003332A1 (ru) | Преобразователь напр жение-код | |
RU2638769C1 (ru) | Цифроаналоговый преобразователь | |
UA119390U (uk) | Пристрій для аналого-цифрового перетворення | |
SU594582A1 (ru) | Функциональный аналого-цифровой преобразователь | |
SU947874A1 (ru) | Логарифмический аналого-цифровой преобразователь | |
JP6085525B2 (ja) | 電子回路及びその駆動方法 | |
SU711678A1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь | |
SU1112548A1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150607 |