RU8548U1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной и выходной выводы устройства, контроллер с встроенным таймером, подключенным первым портом к выходному выводу устройства, первый компаратор, подключенный выходом ко второму порту контроллера, интегратор, подключенный входным выводом к выходу генератора тока, выходным выводом - к прямому входу первого компаратора, управляющим выводом - к третьему порту контроллера, источник питания образцового напряжения, подключенный выходом к инверсному входу первого компаратора, отличающийся тем, что в него дополнительно введен второй компаратор, подключенный прямым входом к выходу интегратора, инверсным входом - к входному выводу устройства, выходом - к четвертому порту контроллера.

Description

АНАЛОГОВО - ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к аналогово-цифровым преобразователям, предназначенным для использования в системах управления техническими объектами.

Известны аналогово-цифровые преобразователи, содержащие компаратор, контроллер, интегратор, источник образцового напряжения 1,2,

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является аналогово-цифровой преобразователь 2, содержащий входной и выходной выводы устройства, контроллер со встроенным таймером, подключенный первым портом к выходному выводу устройства, компаратор, подключенный выходом ко второму порту контроллера, интегратор, подключенный входным выводом к выходу генератора тока, выходным выводом - к прямому входу первого компаратора, управляющим выводом - к третьему порту контроллера, коммутатор, подключенный выходным выводом к инверсному входу компаратора, первым входным выводом - к входному выводу устройства, вторым входным выводом - к источнику напряжения нулевого уровня, третьим входным выводом - к источнику напряжения полной щкалы.

Известный аналогово-цифровой преобразователь имеет недостаток, состоящий в следующем.

Для вычисления измеряемого напряжения в устройстве последовательно выполняются следующие операщ1и:

измерение времени, соответствующего нулевому уровню.

измерение времени, соответствующего напряжению полной шкалы.

измерение времени, соответствующего измеряемому напряжению. Использование принципа последовательного выполнения указанных операций снижает быстродействие аналогово-цифрового преобразователя. Кроме того для обеспечения заданной точности вычисления измеряемого напряжения к стабильности частоты генератора импульсов таймера должны быть предъявлены повышенные требования.

Заявляемая полезная модель направлена на повышение быстродействия устройства и точности вычислений измеряемого напряжения.

Указанный технический результат достигается тем, что в аналоговоцифровой преобразователь, содержащий входной и выходной выводы устройства, контроллер со встроенным таймером, подключенный первым портом к выходному выводу устройства, первый компаратор, подключенный выходом ко второму порту контроллера, интегратор, подключенный входным выводом к выходу генератора тока, выходным выводом - к прямому входу первого компаратора, управляющим выводом - к третьему порту контроллера, источник образцового напряжения, подключенный выходом к инверсному входу первого компаратора, дополнительно введен второй компаратор, подключенный прямым входом к выходу интегратора, инверсным входом - к входному выводу устройства, выходом - к четвертому порту контроллера.

На фиг.1 представлена схема аналогово-цифрового преобразователя.

ства. Первый компаратор 4, подключенный выходом ко второму порту контроллера 3. Интегратор 5, подключенный входным выводом к выходу генератора тока 6, выходным выводом - к прямому входу первого компаратора 4, управляющим выводом - к третьему порту контроллера 3, источник образцового напряжения 7, подключенный выходом к инверсному входу первого компаратора 4, второй компаратор 8, подключенный прямым входом к выходу интегратора 5, инверсным входом - к входному выводу 1 устройства, выходом - к четвертому порту контроллера 3.

Принцип действия устройства состоит в следующем.

По команде «пуск контроллер 3 вырабатывает сигнал, включающий таймер и обнуляющий интегратор 5. С этого момента времени начинается процесс зарядки конденсатора интегратора 5 стабильным током, вырабатываемым генератором тока 6.

Пусть, например, значение образцового напряжения Uo выбрано меньшим значения измеряемого напряжения Ux (фиг.2).

Тогда при линейном возрастании выходного напряжения иных интегратора 5 в момент времени to значения напряжений на прямом и инверсном входах первого компаратора 4 станут равными и на его выходе напряжение примет значение «единицы. По «единице на втором порте контроллер 3 производит запоминание количества импульсов, отсчитанных таймером с момента времени «О до момента времени to . При дальнейшем возрастании выходного напряжения UBMX интегратора 5 в момент времени tx станут равными значения напряжений на прямом и инверсном входах второго компаратора 8 и на его выходе напряжение примет значение «единицы. По «единице на четвертом порте контроллер 3 запоминает количество импульсов, отсчитанных таймером с момента времени О до момента времени tx . После этого по измеренным to и tx контроллер вычисляет текущее значение измеряемого напряжения Ux и вырабатывает следующий управляющий импульс «пуск. Далее процесс вычисления измеряемого напряжения Ux протекает аналогично вышеописанному. При этом изменение емкости интегратора, а также изменение частоты генератора импульсов таймера на ошибку вьиисления текущих значений измеряемого напряжения Ux не влияет, так как указанное изменение пропорционально в одно и то же число раз изменяют как отрезок образцового времени to, так и отрезок времени tx . Кроме того благодаря измерению отрезков времени to и tx за один цикл работы таймера, существенно повышается быстродействие аналогово-цифрового преобразователя.

Таким образом, введение второго компаратора, подключенного прямым входом к выходу интегратора, инверсным входом - к входному выводу устройства, выходом - к четвертому порту контроллера, выгодно отличает заявляемое устройство от известного, так как позволяет существенно повысить его быстродействие и исключить зависимость ошибки измерения от изменения во времени частоты генератора импульсов таймера.

Лабораторные испытания, проведенные АОЗТ «Мега - К и ОАО «Автоэлектроника показали высокие точностные свойства аналоговоцифрового преобразователя, примененного в устройстве управления отопителем автомобилей ВАЗ.

Источники информации:

1.Заявка 4202137 ФРГ, МКИ G 01R 27/02, 1993г. 2.А.М.Мелик-Шахназаров и др. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами. М,: Энергоатомиздат, 1985, стр.44, рис.1.17.

Claims (1)

1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной и выходной выводы устройства, контроллер с встроенным таймером, подключенным первым портом к выходному выводу устройства, первый компаратор, подключенный выходом ко второму порту контроллера, интегратор, подключенный входным выводом к выходу генератора тока, выходным выводом - к прямому входу первого компаратора, управляющим выводом - к третьему порту контроллера, источник питания образцового напряжения, подключенный выходом к инверсному входу первого компаратора, отличающийся тем, что в него дополнительно введен второй компаратор, подключенный прямым входом к выходу интегратора, инверсным входом - к входному выводу устройства, выходом - к четвертому порту контроллера.