SU1072066A1 - Функциональный аналогоцифровой преобразователь - Google Patents

Abstract

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий интегратор, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, информационный вход первого ключа через первый, масштабный резистор соединен с входом преобразовател , а информационный вход второго кл1рча через второй масштабный резистор - с выходом источника о.порного сигнала, управл ющие входы первого и второго ключей подключены к соотвещ-ствующим выходам триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом старшего разр да счетчика, подключенного счетным входом к выходу тактового генератора, отличающийс  тем, что, с целью повышени ,точности, в него введены неинвертирующий операционный усилитель , регистр, пороговое устройство , и ограничитель, причем вход интегратора подключен к входу неинвертирующего операционного усилит1вл , .выход которого через пороговое устройство подключен к входу записи регистра, информационные входы кототрого подключены к соответствующим цифровым выходам счетчика, выход неинвертирующего операционного усилител  через ограничитель подключен к входу источника опорного сигнат ла, содержащего п потенциометров, два аналоговых мультиплексора и блок формировани  прЬизводной, -первые выводы каждого п-го потенциометра объединены и  вл ютс  аналоговым входом источника опорного , а вторые вывода соединены с шиной нулевого потенциала, выводы подвижных контактов с первого по (п-1)-й потенциометров соединены соответственно с аналоговыми входами первого мультиплексора, а выводы подвижных контактов с второго по п-й потенциометр соединены соответственно с аналоговыми входами второго мультиплексора, соответствующие управл ющие входы первого и второго мультиплексоров объединены и последовательно подключены к первой группе цифровых выходов счетчика, начина  с старшего -разр да счетчика , а выходы первого и второго мультиплексоров подключены к соответствующим аналоговым входам блока формировани  производной, управл ющие входы которого подключены соответст- венно к второй группе цифровых выходов счетчика, выход блока формировани  производной  вл етс  выходом источника опорного сигнала.

Description

Изобретение относитс  к вычисли тельной технике, а именно к преобразовател м аналоговой величины сигнала в код, и предназначено преимущественно дл  компенсации нелинейности измерительных датчиков.

Известен функциональный аналогоцифровой преобразователь, содержащий первый интегратор, вход которого через первый ключ соединен с .первой входной клеммой устройства, выхо первого интегратора через второй ключ соединен с входом второго интегратора , соединенным также -через третий ключ с второй входной клеммой устройства, причем управл ющие входы ключей подключены соответственно к выходу Схемы сравнени , к инверсному выходу триггера и его неинверсному выходу, выход второго интегратора соединен с входом блока сравнени , выход которого подключен к блоку определени  начальных условий первого интегратора, первому входу схемы совпадений и управл ющему входу блока задани  и измерени  интервалов времени, управл ющий выход которого подключен к тактовому входу триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу схемы сравнени , выходы блока задани  и из мерени  интервалов времени  вл ютс  кодовыми выходами устройства ij .

Недостатками устройства  вл ютс  невозможность пр мого программировани  функции линеаризации по Известным значени м входной функции, узкий класс реализуемых.функций, ограниченный чисто степенной зависимостью второго пор дка, а также низка  точность, св занна  с сдвигом и дрейфом обоих интеграторов и особенно входного блока сравнени .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  функциональный аналого-цифровой преобразователб , содержащий интегратор, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, информационный вход первого ключа через первый масштабный резистор соединен с входом преобразовател , а информационный вход второго ключа через второй масштабный резистор соединен с выходом источника опорного сигнала , управл ющие входы первого и второго ключей подключены к соответствующим ныходам триггера, вход синхронизации которого соединен с шлходом старшего разр да счетчика, подключенного счетным входом к выходу тактового генератора 2 .

Недостатком известного преобразовател   вл етс  сложность регулировки коэффициентов делени , при этом точность.преобразовател  ограничена

кусочно-линейной аппроксимацией и дискретностью установки коэффициентов делени  соответствующих счетчиков .

Цель изобретени  - повышение точности .

.Поставленна  цель достигаетс  тем, что в функциональный аналогоцифровой преобразователь, содержащий интегратор, вход которого соеди нен с выходами первого и второго ключей, информационный вход первого ключа через первый масштабный резистор соединен с входом преобразовател , а информационный вход второго ключа через второй масштабный резистор соединен с выходом источника опорного сигнала, управл ющие входы первого и второго ключей подключены к соответствующим выходам триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом старшего разр да счетчика, подключенного сченым входом к выходу тактового генератора , введены неинвертирующий операционный усилитель, регистр, порогхэвое устройство и ограничитель, причем выход интегратора подключен к входу неинвертирующего операционного усилител , выход которого через пороговое устройство подключен к входу записи регистра, информационные входы которого подключены к соответствующим цифровым выходам счетчика, выход неинвертирующего операционного усилител , через ограничитель подключен к входу источника опорного сигнала, содержащего п потенциометров, два аналоговых мультиплексора и блок формировани  производной, первые выводы каждого п-го потенциометра объединены и  вл ютс  аналоговым входом источника опорного сигнала, а вторые вывода) соединены с шиной нулевого потенциала , выводы подвижник контактов с первого по (п-1)-й потенциометров соединены соответственно с аналоговыми входами первого мультиплексора а выводы подвижных контактов с второго по п-й потенциометр соединены соответственно с аналоговыми входами второго мультиплексора, соответствующие управл ющие входы первого и второго мультиплексоров объединены и последовательно подключены к первой группе цифровых выходов счетчика; , начина  с старшего разр да счетчика, а выходы первого и второго мультиплексоров подключены к со ответствукицим аналоговым входам блока формировани  производной, управл ющие входы которого подключены соответственно к второй группе цифровых выходов счетчика, выход блока формировани  производной  вл етс  выходом источника опорного сигнала. На фиг. 1 приведена функциональ на  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 - схема источника опорного сигнала. функциональный аналого-цифровой преобразователь содержит интегратор 1, первый и второй масштабные резисторы 2 и 3, первый и второй ключи 4 и 5, неинвертирующий операционный усилитель 6, триггер 7, источник 8 опорного сигнала, счетчик 9, тактовый генератор 10, регистр 11, ограничитель 12, пЪроговое устройство 13, программный блок 14, содержащий п потенциометров, первый и второй мультиплексоры 15 и 16, блок 17 фop шpoвaни  ароизводной, 1Греобразователь работает следую щим образом. В первом такте интегрируетс  нап р жение, поступающее на вход интег ратора 1 через первый масштабный резистор 2 и замкнутый первый ключ 4, управл емый триггером 7. Так как неинвертирующий операционный усилитель обладает большим коэффициентом усилени , то при поступлении тока на вход интегратора -1 он попадает в режим насыщени , при э-том фазы интегратора 1 и неинвертирующего операционного усилител  6 выбраны таким образом, что напр жение насыщени  на выходе неинвертирующего операционного усилител  6 всегда имеет противоположную пол рность по отношению к входному сигналу пре образовател . С помощью ограничител  12 формируетс  опорное напр жение необходимой пол рности, которое подаетс  на вход источника 8 оп ного напр жени  сигнала. Счетчик 9 непрерывно производит подсчет импульсов тактового генератора 10 и в моменту возвращени  в нулевое состо ние переключает триггер 7. При этом размыкаетс  первый ключ 4 и за мыкаетс  второй ключ 5, подключа  К входу интегратора 1 через второй масштабный резистор 3 источник 8 опорного сигнсша. Разр д интегратора 1 продолжаетс  до возвращени  его в исходное состо ние. Второй ключ 5 остаетс  замкнутым, а интегратор 1 и неинвертирующий операцион ный усилитель 6 оказываютс  охвачен ными через ограничитель 12, источник 8 опорного сигнала и второй мас штабный резистор 3 отрицательной обратной св зью, котора  позвол ет исключить цепь разр да емкости интегратора 1 и обеспечить независимость точности преобразовани  от сдвига-на входе неинвертирующего операционного усилител  6. Импульс записи, поступающий в регистр 11, соответствует моменту времени восстановлени  в интеграторе 1 начального состо ни , после чего информсщи , прин та  от счетчика 9, сохран етс  до окончани  следующего цикла преобразовани . Дл  обеспечени  линейной св зи между входным сигналом и выходным кодом в преоб- разователе осуществл етс  нелинейное преобразование, причем функци  линеаризации задаетс  источником 8 опорного сигнала. Функци  передачи блока 17 формировани  производной имеет вид tlUrM где Ujy - выходное напр жение блока 17 формировани  производ . ной; U;, jUj- напр жени  соответственно на первом и втором входах; тах Эквивалент максимального значени  кода на входах управлени  блока 17 фор- мировани  производной) m - эквивалент текущего значени  кода внутри блока 17 формировани  производной, причем ,т 0. Управл ющие входы мультиплексоров 15 и 16 соединены с выходами счетчика 9 таким образом, что смена замкнутых каналов осуществл етс  каждый аз посхпе подсчета младшими разр ами счетчика 9. С учетом этого, ункци  передачи источника 8 опор-, ого сигнала имеет вид где Up - напр жение ограничени  ограничител  12, коэффициенты делени  двух соседних потенциометров программного блока 14, Выходное напр жение источника 8 опорного сигнсша интегрируетс  во втором такте преобразовани , вследствие чего разр д интегратора 1 осуществл етс  в соответствии с выражением .1-гК-, , 4-5 m 2 «maxV ««,ах М где Up - функци  разр да интегратора 1; посто нна  времени интегрировани , Сд - посто нна , определ ема  состо нием интегратора т началу i-ro участка, аппроксимации .

Claims (1)

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий интегратор, вход которого соединен с выходами первого и второго ключей, информационный вход первого ключа через первый, масштабный резистор соединен с входом преобразователя, а информационный вход второго ключа через второй масштабный резистор - с выходом источника опорного сигнала, управляющие входы первого и второго ключей подключены к соответствующим выходам триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом старшего разряда счетчика, подключенного счетным входом к выходу тактового генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения.точности, в него введены неинвертирующий операционный усилитель, регистр, пороговое устройство ., и ограничитель, причем вход интегратора подключен к входу неинвертирующего операционного усилителя, .выход которого через пороговое устройство подключен к входу записи регистра, информационные входы кото·* рого подключены к соответствующим цифровым выходам счетчика, выход неинвертирующего операционного усилителя через ограничитель подключен к входу источника опорного сигнаг ла, содержащего η потенциометров, два аналоговых мультиплексора и блок формирования производной, -первые выводы каждого η-го потенциометра объединены и являются аналоговым входом источника опорного сигнала, а вторые вывода соединены с шиной нулевого потенциала, вывода подвижных контактов с первого по (п-1)-й потенциометров соединены соответственно с аналоговыми входами первого мультиплексора, а вывода подвижных контактов с второго по п-й потенциометр соединены соответственно с аналоговыми входами второго мультиплексора, соответствующие управляющие входа первого и второго мультиплексоров объединены и последовательно подключены к первой группе цифровых выходов счетчика, начиная с старшего разряда счетчика, а выхода первого и второго мультиплексоров подключены к соответствующим аналоговым входам блока формирования производной, управляющие входа которого подключены соответственно к второй группе цифровых выходов счетчика, выход блока формирования производной является выходом источника опорного сигнала.

   -»SU 1072066