RU2732444C1 - Analogue-to-digital converter for measuring oscillations - Google Patents
Analogue-to-digital converter for measuring oscillations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732444C1 RU2732444C1 RU2020105894A RU2020105894A RU2732444C1 RU 2732444 C1 RU2732444 C1 RU 2732444C1 RU 2020105894 A RU2020105894 A RU 2020105894A RU 2020105894 A RU2020105894 A RU 2020105894A RU 2732444 C1 RU2732444 C1 RU 2732444C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- amplifier
- analogue
- input
- measuring
- 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
- H03M1/10—Calibration or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цифровой техники, в частности к устройствам преобразования аналогового напряжения в цифровой код.The invention relates to the field of digital technology, in particular to devices for converting analog voltage into a digital code.
Известен своим схожим практическим использованием аналого-цифровой преобразователь, принцип работы которого основан на использовании дополнительного узкодиапазонного аналого-цифрового преобразователя, на вход которого подается преобразуемое напряжение, что позволяет повысить точность данного устройства [1].An analog-to-digital converter is known for its similar practical use, the principle of operation of which is based on the use of an additional narrow-range analog-to-digital converter, to the input of which a converted voltage is supplied, which improves the accuracy of this device [1].
Недостатками данных устройств является большое влияние аддитивных помех и относительно невысокое быстродействие.The disadvantages of these devices are the large influence of additive noise and relatively low performance.
Наиболее близким по технической сущности является аналого-цифровой преобразователь [2], принцип работы которого основан на повышении разрядности аналого-цифрового преобразования при сохранении заданного быстродействия и упрощения его архитектуры.The closest in technical essence is an analog-to-digital converter [2], the principle of operation of which is based on increasing the bit depth of the analog-to-digital conversion while maintaining a given speed and simplifying its architecture.
Применение подобных устройств ограничивается отсутствием возможности максимального усиления сигналов и возможностью регистрации аддитивных помех, проявляющихся в виде локальных экстремумов.The use of such devices is limited by the lack of the possibility of maximizing the signal amplification and the possibility of registering additive interference, which manifests itself in the form of local extrema.
Задачей изобретения является создание технического решения, альтернативного известному решению, дополнительно используя в схеме устройства каскодного дифференциального операционного усилителя [3] и устройства для измерения максимального значения импульсного аналогового сигнала [4], что позволяет усилить полезный сигнал, исключить возможность регистрации аддитивных помех, проявляющихся в виде локальных экстремумов и увеличить быстродействие.The objective of the invention is to create a technical solution alternative to the known solution, additionally using a cascode differential operational amplifier [3] and a device for measuring the maximum value of a pulsed analog signal [4] in the circuit, which makes it possible to amplify the useful signal, exclude the possibility of registering additive noise, which manifests itself in the form of local extrema and increase performance.
Требуемый технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство содержит пять ключей, дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления 2, компаратор, усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления, инвертор, 2 аналоговых запоминающих устройства, устройство управления, преобразователь последовательного кода в параллельный, счетчик по модулю М, каскодный дифференциальный операционный усилитель и устройство для измерения максимального значения импульсного аналогового сигнала.The required technical result is achieved by the fact that the proposed device contains five keys, a differential amplifier with a gain of 2, a comparator, a DC amplifier with a gain, an inverter, 2 analog memory devices, a control device, a serial-to-parallel code converter, a counter modulo M, a cascode differential operational amplifier and a device for measuring the maximum value of a pulsed analog signal.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен возможный вариант построения аналого-цифрового преобразователя для измерения колебаний, который в себе содержит:The essence of the invention is illustrated by a drawing, where FIG. 1 shows a possible variant of constructing an analog-to-digital converter for measuring oscillations, which contains:
1 - ключ;1 key;
2 - ключ;2 - key;
3 - ключ;3 - key;
4 - ключ;4 - key;
5 - ключ;5 - key;
6 - дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления 2;6 - differential amplifier with a gain of 2;
7 - компаратор;7 - comparator;
8 - усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления;8 - constant current amplifier with a gain;
9 - инвертор;9 - inverter;
10 - аналоговое запоминающие устройство;10 - analog storage device;
11 - аналоговое запоминающие устройство;11 - analog storage device;
12 - устройство управления;12 - control device;
13 - преобразователь последовательного кода в параллельный;13 - serial-to-parallel code converter;
14 - счетчик по модулю М;14 - counter modulo M;
15 - каскодный дифференциальный операционный усилитель;15 - cascode differential operational amplifier;
16 - устройство для измерения максимального значения импульсного аналогового сигнала;16 - device for measuring the maximum value of the pulse analog signal;
Аналого-цифровой преобразователь для измерения колебаний работает следующим образом: в исходном состоянии устройство управления (12) не работает, потенциалы на его выходах неизменны, причем на первом и третьем выходах они равны единице, на втором нулю. Под действием этих потенциалов третий (3) и пятый (5) ключ будут постоянно замкнуты (открыты), а четвертый ключ (4) - разомкнут (закрыт). Входной аналоговый сигнал поступает на вход счетчика по модулю М (14) и первого аналогового запоминающего устройства (10), в котором он запоминается, и на прямые входы дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 2 (6) и компаратора (7), в которых производится сравнение напряжения этого сигнала с опорным напряжением U0; величина последнего выбирается равной цене старшего разряда (например, половине максимального значения входного напряжения). Если напряжение на входе превысит U0, на выходе компаратора (7) появится логическая (лог.) 1, которая откроет ключ 1 и (через инвертор (9)) закроет ключ 2; таким образом, на инвертирующий вход дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 2 (6) будет подано опорное напряжение U0. Если же напряжение на входе будет меньше U0, на выходе компаратора (7) появится лог.0, который закроет ключ 1 и откроет ключ 2: на инвертирующий вход дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 2 (6) в этом случае будет подано напряжение, равное 0. Таким образом, на выходе компаратора (7) появится значение первого (старшего) разряда выходного кода, а дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления 2 произведет вычитание поданного на его инверсный вход напряжения (U0 или 0) из входного и усилит в 2 раза разность напряжений на прямом и инверсном входе; в любом случае эта разность по величине окажется меньше цены разряда (в предельном случае -равна). Выходное напряжение дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 2 (6) подается через открытый ключ (5) на вход второго аналогового запоминающего устройства (11), где оно запоминается и поступает на вход усилителя постоянного тока с коэффициентом усиления 2 (8), затем оно поступает на вход каскодного дифференциального операционного усилителя (15), где максимально усиливается полезный сигнал, выход усилителя постоянного тока с коэффициентом усиления 2 (8) последовательно соединен со входом каскодного дифференциального операционного усилителя (15), выход каскодного дифференциального операционного усилителя (15) последовательно соединен со входом устройства для измерения максимального значения импульсного аналогового сигнала (16), затем напряжение поступает на вход устройства для измерения максимального значения импульсного аналогового сигнала (16), после чего исключается возможность регистрации аддитивных помех, проявляющихся в виде локальных экстремумов, выход устройства для измерения максимального значения импульсного аналогового сигнала (16) соединен со входом ключа (4), далее через ключ (4) и компаратор (7) оно поступает на вход преобразователя последовательного кода в параллельный (13).An analog-to-digital converter for measuring oscillations works as follows: in the initial state, the control device (12) does not work, the potentials at its outputs are unchanged, and they are equal to unity at the first and third outputs, and zero at the second. Under the influence of these potentials, the third (3) and fifth (5) keys will be permanently closed (open), and the fourth key (4) will be open (closed). The input analog signal is fed to the input of the counter modulo M (14) and the first analog memory (10), in which it is stored, and to the direct inputs of a differential amplifier with a gain of 2 (6) and a comparator (7), in which a comparison is made voltage of this signal with a reference voltage U0; the value of the latter is chosen equal to the price of the most significant bit (for example, half of the maximum value of the input voltage). If the voltage at the input exceeds U0, a logical (log) 1 appears at the output of the comparator (7), which will open key 1 and (through the inverter (9))
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Ru 2168269, 2001 г.1.Ru 2168269, 2001
2. Ru 2245000, 2005 г.2.Ru 2245000, 2005
3. Ru 2640744, 2016 г.3.Ru 2640744, 2016
4. Ru 2063048, 1996 г.4.Ru 2063048, 1996
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020105894A RU2732444C1 (en) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Analogue-to-digital converter for measuring oscillations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020105894A RU2732444C1 (en) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Analogue-to-digital converter for measuring oscillations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2732444C1 true RU2732444C1 (en) | 2020-09-16 |
Family
ID=72516361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020105894A RU2732444C1 (en) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Analogue-to-digital converter for measuring oscillations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2732444C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2540852B2 (en) * | 1987-04-09 | 1996-10-09 | 日本電装株式会社 | Successive approximation type analog-digital converter |
RU2168269C1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-05-27 | Закрытое акционерное общество Научно-техническое предприятие "Гравиметрические технологии" | Analog-to-digital converter |
RU2245000C2 (en) * | 2003-02-11 | 2005-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов разведки океана" (ФГУДП "НИПИокеангеофизика") | Successive-action analog-to-digital converter |
RU2693647C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-07-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | Integrating analog-to-digital converter for measuring small electrical signals |
-
2020
- 2020-02-07 RU RU2020105894A patent/RU2732444C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2540852B2 (en) * | 1987-04-09 | 1996-10-09 | 日本電装株式会社 | Successive approximation type analog-digital converter |
RU2168269C1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-05-27 | Закрытое акционерное общество Научно-техническое предприятие "Гравиметрические технологии" | Analog-to-digital converter |
RU2245000C2 (en) * | 2003-02-11 | 2005-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и проектный институт геофизических методов разведки океана" (ФГУДП "НИПИокеангеофизика") | Successive-action analog-to-digital converter |
RU2693647C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-07-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | Integrating analog-to-digital converter for measuring small electrical signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3936819A (en) | Amplifier for analogue signal samples with automatic gain control, and circuit for digitisation of such samples | |
JPH02223227A (en) | Self-calibrating pipe-lining range dividing analog/digital converter | |
JPH06120827A (en) | A/d converter | |
RU2732444C1 (en) | Analogue-to-digital converter for measuring oscillations | |
US3467958A (en) | Analog to digital converter using a plurality of radix amplifiers | |
US3119105A (en) | Analog to digital converter | |
US8427354B2 (en) | Analog to digital converter and signal processing system | |
RU2245000C2 (en) | Successive-action analog-to-digital converter | |
US3936820A (en) | Analog-to-digital converter | |
US3614777A (en) | Analog-to-digital converter | |
RU2569809C1 (en) | Device of conveyor analogue-to-digital conversion | |
RU2568932C2 (en) | Digitally controlled logarithmic amplifier | |
JPH10163875A (en) | Pipeline analog-to-digital converter | |
SU504248A1 (en) | Analog storage device | |
RU2571916C2 (en) | Method for cascade-pipeline analogue-to-digital conversion | |
RU2549114C2 (en) | Functional analogue-to-digital converter | |
SU733032A1 (en) | Analog memory | |
SU480020A1 (en) | Voltage clamp | |
SU748511A1 (en) | Analogue storage | |
SU1016797A1 (en) | Logarithmic analog-digital converter | |
RU1807559C (en) | Device for digital-to-analog conversion | |
SU378878A1 (en) | Soyu • ^ md N. i. Iopa and G. O. Palamaryukjn, .U4jJf '~ • - "'" '' "- and! ', .. • =" •' '- • • - ^^ Y | |
SU752494A1 (en) | Analogue storage | |
SU566343A1 (en) | A-d converter | |
SU661465A1 (en) | Degital seismic station |