SU1027810A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий аналоговое запоминающее устройство, выход которого соединен с первым входом первого.усилител  разности и входом первого амплитудного анализатора, выход которого соединен с входом первого цифро-аналогового преобразовател , выход которого соединен с вторым входом первого усилител  разности, выход котоВСЕГОШ31ДЯ I рого соединен с входом второго амплитудного анализатора, о т л и ч а iro щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены -второй цифро-аналоговый преобразователь , второй усилитель разности , два регистра, три сумматора, первый вход первого из которых соединен с выходом первого амплитудного анализатора, а выход - с первым входом второго сумматора и входом первого регистра, первый выход которого соедин1ен с первым входом третьего сумматора, а второй выход - с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго реQ S гистра, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и вхоО ) дом второго цифро-аналогового преобразовател  , выход которого соединен с первым входом второго усилител  разности , второй вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом аналогового запоминающего устройства, о ю при этом второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго амплитудного анализатора. X)

Description

11 Изобретение относитс  к измерител ной и вычислительной технике и используетс  дл  получени  количествен ной информации о .быстропротекающих процессах. Известен аналого-цифровой преобра йователь (АЦП) с аналоговым запомина ющим устройством (АЗУ) поразр дного уравновешивани  с двухступенчатой по следовательной коррекцией динамической погрешности, который состоит из АЗУ,. сравнивающего устройства, цифро аналогового преобразовател  (ЦАП), двух источников образцового напр жени , -триггерных регистров и схемы управлени . Принцип работы АЦП основан на фиксации мгновенного значени  измер емого напр жени  и его поразр дного уравновешивани , причем схема коррекции дин-амической погрешност сокращает врем  преобразовани  в 2,7 раза {1 . . Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий аналоговое запоминаюа1ее устройство, первый амплитудный анализатор, цифро-аналого . вый преобразователь, усилитель разности , второй амплитудный анализатор 2 . Недостатком данных устройств  вл етс  низка  точность преобразовани Цель изобретени  - повышение точности преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем что в аналого-цифровой преобразователь , содержащий аналоговое запоминающее устройство, выход которого со единен с первым входом первого усилител  разности и входом первого амп литудного анализатора, выход которого соединен с входом первого цифро-ана- логового преобразовател , выход :которого соединен с вторым входом первого усилител  разности, выход которого соединен с входом второго амплитудного анализатора, в него введен второй цифро-аналоговый преобразователь , второй усилитель разности, два регистра, три сумматора, первый вход первого из которых соединен с выходом первого амплитудного анализатора, а выход - с первым входом второго сумм . тора и входом первого регистра, первый выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а второй выход - с вторым входом второго сумматора , выход которого соединен с входом второго регистра, выход кото0 рого соединен с вторым входом первого сумматора и входом второго цифро-аналогового преобразовател , выход которого соединен с первым входом второго усилител  разности, второй вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом аналогового запоминающего устройства, при этом второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго амплитудного анализатора . На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого аналого-цифрового преобразовател . Устройство содержит .усилитель 1 разности, аналоговое запоминающее устройство 2, первый амплитудный анализатор 3 первый цифро-аналоговый преобразователь 4, усилитель 5 разности, второй амплитудный анализатор 6, второй цифро-аналоговый преобразователь 7, второй регистр 8, сум матор 9| первый регистр 10, сумматоры 11 и 12. К первому входу усилител  1 разности подключено измер емое напр жение DX, к второму - выход цифро-аналогового преобразовател  7, выход усилител  1 разности через аналоговое запоминающее устройство 2 соединен с входом амплитудного анализатора 3 и первым входом усилител  5 разности, выход которого через второй амплитудный анализатор 6 соединен с первым входом сумматора 12, второй вход которого подключен к второму выходу регистра 10, выход первого амплитудного анализатора 3 соединен с первым входом сумматора 11, выход которого подключен к первому входу сумматора 9 и входу регистра 10, первый выхрд которого подключен к второму входу сумматора 9, выход которого подключен к входу регистра 8, выход которого соединен с входом цифро-аналогового преобразовател  7. Амплитудные анализаторы 3 и 5 имеют уровни квантовани , распределенные по равномерному закону Iq., 2q, nq ., где q - наименьша  ступень, квантовани  соответствующего амплитудного анализатора. Точность цифро-аналогового преобразовател  7 соответствует числу разр дов АЦП, хот  число разр дов самого ЦАП преобразовател  7 может быть значительно меньше числа разр дов АЦП. Точность и число разр дов цифротаналогового преобразовател  k соответствует -ТОЧНОСТИ и разр дности амплитудного ёнализатора 3. Часть схемы, обведенна  пунктирно линией и состо ща  из регистров 8-10 и сумматоров 9 и 11, представл ет собой цифровое устройство, которое формирует код компенсирующего напр жени  по грубым оценкам измер емого напр жени , поступающим с амплитудного анализатора 3. Цифровой эквивалент компенсирующего напр жени  преобразуетс  в ЦАП 7 в аналоговую форм На свободный вход сумматора 11 по даетс  код, .соответствующий u(t) U(t) - ..), где Uy(t) чение измер емого напр жени  Uv в мо мент времени (t); U(t ) значение компенсирующего напр жени  с цифроаналогового преобразовател  7. При этом на выходе сумматора 11 формируетс  код, соответствующий квантованному значению измер емого напр жени  uj() ujti) + (tv).« В регистре 10 хранитс  код U(t -т) ( ТГ - длительность такта :преобразовани  АЦП), который подаетс .в дополнительном коде на второй вход сумматора 9. На первый вход сумматора 9 подаетс  удвоенный код сумматора 11. Таким образом, на выходе сумматора 9 формируетс  код экстраполируемого напр жени , соответствующий U(t. +-Г) 2uJ{t.) - Uj( (1 В регистрах 8 и fO записываютс  коды: в регистр 8 - ( ), в № ). реti -г). гистр 10 - код Л Выражение ( 1) описывает линейную экстрапол цию компенсирующего напр жени  цифро-аналогового преобразовател  7 в каждом такте работы АЦП. 1 104 АЦП.работает следующим образом. По управл ющему сигналу в аналоговом запоминающем устройстве 2 фиксируетс  разность Uj((t) - U.(), представл юща  ошибку экстрапол ции напр жени  преобразовател  7. Первый амплитудный анализатор 3 по управл ющему сигналу квантует напр жение ошибки экстрапол ции, зафиксированное в аналоговом запоминающем устройстве 2. Полученный код скорректирует новое значение экстраполируемого напр жени  ЦА - преобразовател  7- Усилитель 5разности выдел ет ошибку квантовани  амплитудного анализатора 3, которую затем квантует с высокой точностью амплитудный анализатор 6. На выходе регистра 10 после его стробировани  будет код, соответствующий напр жению Цу с ошибкой квантовани  /амплитудного анализатора 3. После сложени  в сумматоре 12 кодов регистра 10 и амплитудного анализатора 6получают код U с погрешностью не более наименьшей ступени,квантовани  амплитудного анализатора 6. Главное преимущество предлагаемого устройства заключаетс  в снижении требований более чем на пор док к статической точности аналогового запоминающего устройства. Поэтому применение известных АЗУ с небольшой статической точностью, но высокими динамическими характеристиками( малым апертурным временем 1 не, малым временем выборки, с малой погрешностью недозар да, большой скоростью нарастани  входного напр жени  и т.д.) дает вь1игрыш в расширении частотного спектра измер емых сигналов более чем на пор док, что повышает точность преобразовани .

УК

ммм

UK

10 «J

Claims (1)

1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий аналоговое запоминающее устройство, выход которого соединен с первым входом первого.усилителя разности и входом первого амплитудного анализатора, выход которого соединен с входом первого цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя разности, выход кото- рого соединен с входом второго амплитудного анализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него •введены второй цифро-аналоговый преобразователь, второй усилитель разности, два регистра, три сумматора, первый вход первого из которых соединен с выходом первого амплитудного анализатора, а выход - с первым входом второго сумматора и входом первого регистра, первый выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а второй выход - с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго регистра, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и входом второго цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго усилителя разности, второй вхдд которого соединен с входной шиной, а выход - с входом аналогового запоминающего устройства, при этом второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго амплитудного анализатора.

   >