RU2726292C1 - АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи - Google Patents
АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726292C1 RU2726292C1 RU2020101141A RU2020101141A RU2726292C1 RU 2726292 C1 RU2726292 C1 RU 2726292C1 RU 2020101141 A RU2020101141 A RU 2020101141A RU 2020101141 A RU2020101141 A RU 2020101141A RU 2726292 C1 RU2726292 C1 RU 2726292C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- microcontroller
- resistor
- capacitor
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/82—Digital/analogue converters with intermediate conversion to time interval
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям и может быть использовано в цифровых системах для измерения аналоговых величин. Технический результат - повышение точности. АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи содержит (фиг.) микроконтроллер 1, источник опорного напряжения (ИОН) 2, резистор 3, конденсатор 4. Резистор 3 и конденсатор 4 первыми выводами подключены к первому входу аналогового компаратора (АК), встроенного в микроконтроллер 1, (на фиг. АК не показан), выход ИОН подключен к второму выводу резистора 3, второй вывод конденсатора 4 подключен к общей шине питания, второй вывод АК микроконтроллера 1 подключен к первому выходу источника аналогового сигнала, второй выход которого подключен к общей шине питания. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям (АЦП) и может быть использовано в цифровых системах для измерения аналоговых величин.
Уровень техники.
Известен АЦП, содержащий: микроконтроллер и RC-цепь, вход которой подключен к цифровому выходу микроконтроллера, а выход подключен к неинвертирующему входу аналогового компаратора (АК), встроенного в микроконтроллер, к инвертирующему входу АК подключен источник входного напряжения. (Простой аналогово-цифровой преобразователь http://wvvw.rtcs.ru/comp/html/txt/app/Atmel/micros/avr/AVR400.htm AVR400.
Недостаток известного решения - низкая точность.
Известен АЦП, содержащий микроконтроллер, конденсатор, первый, второй и третий резисторы, первые выводы которых подключены к первому входу, встроенному в микроконтроллер АК. Второй вывод второго резистора подключен к плюсу источника питания, вторые выводы третьего резистора и конденсатора подключены к минусу источника питания, первый резистор выполнен управляемым и его управляющий вход подключен к порту микроконтроллера, второй вход АК подключен к источнику входного напряжения (см. пат. РФ №2298872, кл. НО3М 1/38).
Недостаток известного решения - низкая точность преобразования.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятое авторами за прототип является микроконтроллерный АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи, содержащий микроконтроллер, конденсатор, первый, второй и третий резисторы, первые выводы конденсатора и первого резистора подключены к первому входу встроенного в микроконтроллер АК, второй вывод первого резистора подключен к первому дискретному выходу микроконтроллера, введен четвертый резистор, причем первые выводы второго и третьего резисторов подключены ко второму входу АК, вторые выводы второго и третьего резисторов подключены, соответственно, ко второму и третьему дискретным выходам микроконтроллера, второй вывод конденсатора подключен к четвертому дискретному выходу микроконтроллера, первый вывод четвертого резистора подключен к источнику входного сигнала, второй вывод четвертого резистора подключен ко второму выводу третьего резистора (см. пат. РФ №2523208, кл. Н03М 1/38).
Недостаток известного решения - низкая точность преобразования, обусловленная отсутствием в прототипе источника опорного напряжения (ИОН).
Известно, что точность АЦП зависит от точности ИОН (Под ред. Уолта Кестера. Аналого-цифровое преобразование. Москва: Техносфера, 2007. - 1006 с. ISBN 978 -5-94836-146-8).
Раскрытие изобретения.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения сводится к повышению точности преобразования АЦП.
Технический результат достигается тем, что в АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи, содержащего микроконтроллер, конденсатор, резистор, первые выводы конденсатора и резистора подключены к первому входу встроенного в микроконтроллер АК, первый выход источника аналогового сигнала подключен к общей шине питания, введен ИОН, причем второй вывод резистора подключен к выходу ИОН, второй вход АК подключен к второму выходу источника аналогового сигнала.
Краткое описание чертежей.
На фигуре представлена структурная схема АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи.
Осуществление изобретения.
АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи содержит (фиг.) микроконтроллер 1, ИОН 2, резистор 3, конденсатор 4. Резистор 3 и конденсатор 4 первыми выводами подключены к первому входу АК, встроенного в микроконтроллер 1, (на фиг. АК не показан), выход ИОН подключен к второму выводу резистора 3, второй вывод конденсатора 4 подключен к общей шине питания, второй вывод АК подключен к первому выходу источника аналогового сигнала, второй выход которого подключен к общей шине питания.
АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи работает следующим образом.
Преобразования микроконтроллер 1 осуществляет циклами. В начале каждого цикла микроконтроллер 1 настраивает вывод, к которому подключен первый вход АК на выход и выводит логический ноль (лог.0). Конденсатор 4 начинает разряжаться на внутреннюю общую шину микроконтроллера 1 (внутренняя общая шина микроконтроллера 1 на фиг. не показана). Микроконтроллер 1 удерживает лог.0 на данном выводе некоторое время, необходимое для полного разряда конденсатора 4. Затем микроконтроллер 1 переводит этот вывод в высокоомное состояние и запускает внутренний двоичный счетчик тактовых импульсов. Конденсатор 4 начинает заряжаться. Как только напряжение Uc на конденсаторе 4 превысит напряжение Uвх источника входного сигнала, действующего на втором входе АК, последний изменит на своем выходе логический уровень. По этому событию микроконтроллер 1 считывает двоичный код счетчика тактовых импульсов. Двоичный код пропорционален времени t заряда конденсатора. Микроконтроллер 1 определяет Uc, используя известное выражение:
где τ=RC - постоянная времени RC-цепи (известна);
Uref - значение напряжения ИОН (известно).
На этом цикл преобразования закончен.
Таким образом, в каждом цикле преобразования микроконтроллер 1 определяет значение входного напряжения Uвх, которое в форме двоичного кода может сохранять в памяти или передавать, используя стандартные интерфейсы, в измерительные цифровые системы более высокого уровня.
Затем микроконтроллер 1 повторяет цикл преобразования.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - повышена точность преобразования за счет введения ИОН.
Claims (1)
- АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи, содержащий микроконтроллер, конденсатор, резистор, первые выводы конденсатора и резистора подключены к первому входу встроенного в микроконтроллер аналогового компаратора, первый выход источника аналогового сигнала подключен к общей шине питания, отличающийся тем, что него введен источник опорного напряжения (ИОН), причем второй вывод резистора подключен к выходу ИОН, второй вход аналогового компаратора микроконтроллера подключен к второму выходу источника аналогового сигнала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020101141A RU2726292C1 (ru) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020101141A RU2726292C1 (ru) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2726292C1 true RU2726292C1 (ru) | 2020-07-10 |
Family
ID=71510637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020101141A RU2726292C1 (ru) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2726292C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779293C1 (ru) * | 2022-06-01 | 2022-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерный АЦП на основе переходного процесса в RC-цепи |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2298872C1 (ru) * | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет | Аналого-цифровой преобразователь с управляемой чувствительностью на базе микроконтроллера |
RU2523208C1 (ru) * | 2012-12-17 | 2014-07-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный ацп с использованием переходного процесса в rc-цепи |
CN108918974A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-11-30 | 广州赛宝计量检测中心服务有限公司 | 瞬态电阻值测量电路和高速瞬断测试仪 |
CN109728816A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种adc状态检测系统 |
-
2020
- 2020-01-10 RU RU2020101141A patent/RU2726292C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2298872C1 (ru) * | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет | Аналого-цифровой преобразователь с управляемой чувствительностью на базе микроконтроллера |
RU2523208C1 (ru) * | 2012-12-17 | 2014-07-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный ацп с использованием переходного процесса в rc-цепи |
CN108918974A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-11-30 | 广州赛宝计量检测中心服务有限公司 | 瞬态电阻值测量电路和高速瞬断测试仪 |
CN109728816A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种adc状态检测系统 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779293C1 (ru) * | 2022-06-01 | 2022-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерный АЦП на основе переходного процесса в RC-цепи |
RU2787006C1 (ru) * | 2022-09-14 | 2022-12-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерный RC-АЦП с функцией передачи данных по радиоканалу |
RU2790093C1 (ru) * | 2022-11-14 | 2023-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Цифровой сенсор температуры на основе микроконтроллерного RC-АЦП |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9587964B2 (en) | Capacitive proximity detection using delta-sigma conversion | |
TWI445936B (zh) | 支持單點校正之溫度感測系統 | |
WO2018085972A1 (zh) | 电容检测电路及其控制方法 | |
TWI642279B (zh) | 類比至數位轉換器 | |
US20130181111A1 (en) | Light measuring circuit and method | |
Czaja | An implementation of a compact smart resistive sensor based on a microcontroller with an internal ADC | |
RU2726292C1 (ru) | АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи | |
KR970068180A (ko) | 고 샘플링 주파수를 갖는 아날로그 디지털 변환기 및 메모리 셀 | |
CN114336813A (zh) | 充电控制电路、充电芯片及充电设备 | |
RU2698492C1 (ru) | Микроконтроллерное измерительное устройство емкости для встраиваемых вычислительных систем контроля и управления | |
RU2719790C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство измерения емкости для систем контроля и управления | |
RU2779293C1 (ru) | Микроконтроллерный АЦП на основе переходного процесса в RC-цепи | |
US8779954B2 (en) | AD (analog-to-digital) conversion circuit, micro-controller, and method of adjusting sampling time | |
RU2523208C1 (ru) | Микроконтроллерный ацп с использованием переходного процесса в rc-цепи | |
JP2011188250A (ja) | 時定数調整回路 | |
CN109525239B (zh) | 一种数字输出两级双精度生物医学电容传感器接口电路 | |
RU2298872C1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь с управляемой чувствительностью на базе микроконтроллера | |
JPS5986328A (ja) | アナログ/デジタルコンバ−タ | |
Santos et al. | An 8bit logarithmic AD converter using cross-coupled inverters and a time-to-digital converter | |
WO2024001825A1 (zh) | 一种∑-δ模数转换电路、控制方法、芯片及电子设备 | |
CN219935142U (zh) | 感温电路 | |
JP6393669B2 (ja) | センサ装置及びセンシング方法 | |
CN214794975U (zh) | 一种双极性电流测量电路及设备 | |
CN214539779U (zh) | 电压变化触发电路 | |
RU2787006C1 (ru) | Микроконтроллерный RC-АЦП с функцией передачи данных по радиоканалу |