SU1053286A1 - Двухканальный интегрирующий аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и примен етс  при построении цифровых измерительных приборов и ансшого-цифровых комплек сов . Известен интегрирующий аналогоцифровой преобразователь(АЦП/, содержащий двухвходной интегратор, один вход, .которого подключаетс  к источнику преобразуемого напр жени  а второй через ключ подключен к неточнвку образцового напр жени  (одн или двухпол рн.ого ), а выходи -интегра тора и генератора линейно измен юще гос  напр жени  через сумматор подключены к входу компаратора, выход которого соединен с входом триггер управл ющего работой клк1ча G13. Недостатком данного устройства  вл етс  низкое быстродействие. Известен также двухканальный интегрирующий аналого-цифровой преобраз-оаатёль , содержащий первый интегратор , первый вход которого сое динен с входной шиной, а второй вход - с выхрдом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом первого источника образцового напр жени , а управл ющий вход с выходом первого триггера, с первым входом первого цифрового измерител  временного интервала и управл ющим входом генератора линейно-измен юще гос  напр жени , информационный вход которого соединен с выходом интегра тора , а выход - с первым входом пер вого компаратора, второй вход которо го соединен с общей шиной, а выход - с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов j второй выход которого соеди ней с вторад входом первогсз цифровог измерител  временного интервала С23 Целью изобретени   вл етс  пошдшение быстродействи . Поставленна цель достигаетс  тем, что в двухканальный интегрируюВД1Й аналого-цифровой преобразователь , содержащий первый инте1ратор первый вход которого соединен с вход ной шиной, а второй вход - с выходом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом пер вого источника образцового напр жени , а управл н ций вход - с выходом первого триггера, с первым входом первого цифрового измерител  временного интервала и управл ющим входом генератора линейно измен ющегос  напр жени , информационный вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход - с пер вым входом первого компаратора. Второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с первым входом первого триггера/ второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом первого цифрового измерител  временного интервала, введены второй интегратор, второй и третий ключи, второй источник образцового напр жени , второй компаратор, второй триггер, второй цифровой измеритель временного интервала и блок формировани  старших разр дов, первый йход которого соединен с вь1ходом первого триггера, второй вход - с вторым выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с управл ющим входом второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом первого источника образцового напр жени , а выходс первым входом второго интегратора, второй вход которого соединен с входной шиной, а третий вход - с выходом третьего ключа, информационный вход которого соединен с выходом второго источника образцового напр жени , а управл ющий вход - с выхрдом второго триггера и первым входом второго цифрового измерител  временного интервала, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, тр етии выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом вторрго компаратора, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а втсфой вход - с выходом втсфого интегра.тсча. На чертеже представлена блоксхема АЦП. Преобразователь содержит интегратор 1, источник 2 образцового напр жени , первый ключ 3, генератор 4 линейно измен р цегос  напр жени  с ключом начальной установки , компаратог 5, первый триггер б, генератор 7 тактовых импульсов, первый цифровой измеритель 8 временного интервал а, блок 9 формировани  старших разр дов, второй источник 10 образцового напр жени , вторсй ключ 11, третий ключ 12, Второй интегратор 13, второй сомпаратОр 14, второй триггер 15, второй цифровой измеритель 16 временного интервала. Первый вход интегратора 1 соединен с входным зажимом и первым входом интегратрра 13, выход которого соединен с входом компаратора 14, второй вход которого соединен с выходом интегратрра 1 и входом генератора 4 линейно измен ющегос  напр жение, выход которого соединен с входом компаратора 5, выход которого соединен с входом триггера 6, выход которого соединен с блоком 9 . формировани  старших разр дов, цифровым измерителем В временного интервала , управл ницим входом ключа

начсшьной установки генератора 4 линейно измен ющегос  напр жени , управл ющим входом ключа 3, выход которого соединен с входом интегратор , 1, а вход соединен с выходом источника 2 образцового напр жени  и входом ключа 11, выход которого соединен с вторым входом интегратора 13, а управл ющий вход соединён с выходом блока 9 формировани  старших разр дов, второй вход которого соединен с генератором 7 импульсов тактовых и цифровых измерител ми 8 и 16. Выход компаратора 14 соединен с входом триггера 15, второй вход которого соединен с выходом генератора 7 тактовых импульсов, а .выход триггера 15 соединен с входом цифрового измерител  16 временных интервалов и управл ющим входом ключа 12, информационный вход которого соединен с выходом источника 10 образцового напр жени , а выход ключа 12 соединен с третьим входом интегратора 13. Второй вход триггера 6 соединен с гене|ратором 7 тактовых импульсов . Второй вход компаратора 5 соединен с общей ишной.

Двухканальный аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

К моменту времени Т триггеры 6, 15 и блок 9 формировани  наход тс  в исходном состо нии и напр жение на их выходах соответствует О, ключи 3, 11 и 12 разомкнуты и не пропускают выходное напр жение источников 2 и 10 опорного напр жени  на входы интеграторов 1 и 13; Интеграторы 1 и 13 интегрируют входной сигнал, при этом генератор 4 повтор ет напр жение на выходе интегратора 1. В момент времени Т (где Т период преобразовани  задаетс  генератором 7 тактовых импульсов) триггер 6 устанавливаетс  импульсом с выхода генератора 7 тактовых импульсов в состо ние И, на цифровой измеритель 8 временных интервалов поступают счетные импульсы, формируетс  код старших разр дов и начинаетс  линейный разр д конденсатора генератора 4 от уровн  напр жени  интегратора 1 в момент времени Т равный и(Т) до уровн  onopiного напр жени  (о компаратора 5. Ключ 3 засллкаетс  и на второй вход интегратора 1 поступает опорное напр жение UQ с выхода источника 2 образцового напр жени  и интегратор 1 начинает интегрировать сумму входного и образцового напр жени . Блок формировани  старших разр дов 9 вырабатывает импульс длительностью С. , на величину которого ключ 11 замыкаетс  и интегратор 13 интез;рирует сумму входного напр жени  и опорного напр жени  UQ-,. К моменту времени ЗТ/2 напр жение на выходе интегратора 1

Т/2 U,(t..,(t,./-:J-j U(tWt-U , 01

,а а напр жение на выходе интегратора 13

-.

; )M2(t.;- j tV( . (2)

10

при этом

Т-- ilililfL .-Ч- I

где Т - посто нна  времени входной

цепи интеграторов 1 и 13j i2 - посто нна  времени цепи : компенсации интеграторов 1

и 13j

5 - скорость разр да конденсатора генератора 4 линейно измен ющегос  напр жени ; Jf-- опорный ток разр да кон0 денсатора ГЛИН} tf. - емкость конденсатора

ГЛИН- 4,

При JP/PJ. «Up/Tg к моменту времени ЗТ/2 . напр жение на выходе интеграто5 ра 1 равно fi2

U,(VT/2j- jU,,(t,dt,

О . . а напр жение на выходе интегратора 13

0

равнот/2

U2{3T/2) 0(tMt + U,,,

где

45

fc . l(i)r)

-i(i)

(

T;

-t

сч

dlT - интервал времени соответствующий младшим разр дам преобразуемого сигнала.

В момент времени ЗТ/2 импульс управлени  с выхода генератора 7 тактовых импульсов опрокидывает триггер 15 в состо ние 1, на цифровой измеритель временных интервалов йлгш- ших разр дов начинают поступать счетные импульсы, ключ 12 замыкаетс  и на вход интегратора 13 поступает опорное напр жение }(,2 К:1хода источника .10. Интегратор 13 интегрирует сумму вводного напр жени  и Uo2. i э интегратор 1 в это врем  интегрирует только входной сигнал. Длительность интервала f равна интервалу времени, -в течение которог напр жение на выходе интегратора 13 достигает уровн  напр жени  иа выход интегратора 1. iРазность напр жений на выходах интеграторов в ккэмент ЗТ/ равна . U,(5T/2)-U2(3r/2| -Oo,, при этом длительность интервала , В момент мени равна г времени ЗТ + Т, , когда напр жение на выходе генератора ГЛИН 4 сравн етс  с уровнем опорного напр жени  (О) на входе компаратора 5, импульс с выхода компаратора 5 опрокидывает триггер б в. исходное состо ние О, а в момент времени ЗТ/2 ( Z срабатывает компаратор 14, ко горый опрокидывает триггер 15 в исходное состо ние, ключ 12 размыкаетс , на цифровом измерителе временного интервгша 16 образуетс  koд младших разр дов Лм v Таким образом, в течение одного периода предлагаекодй АЦП отработает в интервале itCb-T/2 ) старшие разр ;Ф1, а в интервала {Т/2-Т) младшие разр ды цифрового эквивалента аналогового, сигнала. Кроме того, йлстродействие предлагаемого устройства выи1е,так как при одинаковой частоте счетных импульсов период преобразовани  у известного устройства равен ,.u а у т /2+1+ г редпа аемого пр Леи г где ,п количество разр дов ци(йэового эквивалента.

Claims (1)

1. ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый интегратор, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход - с выходом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом первого источника образцового напряжения, а управляющий вход — с выходом первого триггера, с первым входом первого цифрового измерителя временного интервала и управляющим входом генератора линейно изменяющегося напряжения, информационный вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход - с первым входом первого компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, а : выход --с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом цифрового из мерителя временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, в него введены второй интегратор, второй и третий ключи., второй источник образцового напряжения, второй компаратор, второй триггер, второй цифровой измеритель временного интервала, блок формирования старших разрядов, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход - с вторым выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с управляющим входом второго ключа, информационный вход -которого соединен с выходом первого источника образцового напряжения, а выход - с первым входом второго .интегратора, второй вход которого соединен с входной шиной, а третий вход - с выходом третьего ключа, информационный вход которого соединен с выходом второго источника образцового напряжения ·, а управляющий вход - с выходом второго триггера и первым входом второго цифрового измерителя временного интервала, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, третий выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй с выходом второго интегратора.

   I