SU1251324A1 - Analog-to-digital integrating converter with automatic selection of conversion range - Google Patents
Analog-to-digital integrating converter with automatic selection of conversion range Download PDFInfo
- Publication number
- SU1251324A1 SU1251324A1 SU853845637A SU3845637A SU1251324A1 SU 1251324 A1 SU1251324 A1 SU 1251324A1 SU 853845637 A SU853845637 A SU 853845637A SU 3845637 A SU3845637 A SU 3845637A SU 1251324 A1 SU1251324 A1 SU 1251324A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- outputs
- decoder
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к импульсной технике. Цель изобретени - повышение быстродействи устройства. Это достигаетс тем, что в устройство, содержащее два ключа 1,2, операционный усилитель 3, конденсатор 5, ключ 6 обратной св зиJ Два блока сравнени 7,8, блок 4 опорных напр жений , два RS-триггера 10,11, элемент И, генератор 15 тактовых импульсов , два счетчика 12,13, введены п-1 дополнительных (накопительных) элементов, выполненных на конденсаторах 16, n-l дополнительных клю- чей 17 обратной св зи, два дешифратора 18,19, п-1 дополнительных ключей . 2 ил. (С (Л С taa д СП jThe invention relates to a pulse technique. The purpose of the invention is to increase the speed of the device. This is achieved in that a device containing two switches 1.2, an operational amplifier 3, a capacitor 5, a switch 6 key. Two comparison units 7.8, a reference voltage block 4, two RS-flip-flops 10.11, And element , a clock pulse generator 15, two counters 12,13, p-1 additional (accumulative) elements made on the capacitors 16, nl additional feedback keys 17, two decoder 18,19, n-1 additional keys. 2 Il. (C (L S taa d SP j
Description
ii
Изобретение относитс ной технике и может быть но в адаптивных измеритествах с цифровым выходом в цифровых вольтметрах с ческим выбором пределов The invention relates to the technique and can be but in adaptive measurements with a digital output in digital voltmeters with a practical choice of limits
На фиг. 1 приведена фна схема устройства; на временные диаграммы рабоства .FIG. 1 shows the fna scheme of the device; on the timing charts
Устройство содержит п+1 ключей 1, токоограничивающий элемент, выполненный на резисторе 2, операционный усилитель 3, блок 4 опорных напр жений , накопительный элемент, выполненный на конденсаторе 5, ключ 6 обратной св зи, блоки 7 и 8 сравнени , источник 9 порогового напр жени , первый 10 и второй 11 RS-триггеры, первый 12 и второй 13 счетчики, элемент И 14, генератор 1 5 тактовых импульсов , дополнительные п-1 накопительны элементы, выполненные на конденсаторах 1 fS, дополнительные п-1 ключи 1 7 обратной св зи, второй 18 и первый 19 дешифраторы.The device contains n + 1 keys 1, a current-limiting element made on a resistor 2, an operational amplifier 3, a block 4 of reference voltages, a cumulative element made on a capacitor 5, a feedback key 6, blocks 7 and 8 of the comparison, a source 9 of a threshold voltage first 10 and second 11 RS triggers, first 12 and second 13 counters, element 14, generator 1 5 clock pulses, additional p-1 accumulation elements made on capacitors 1 fS, additional p-1 keys 1 7 feedback zi, second 18 and first 19 decoders.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
В исходном состо нии первый 11 и второй 12 В.5-триггеры наход тс в нулевом состо нии, ключи 6 и 17 замкнуты, чему соответствуют высокие урРЬвни напр жений на управл ющих входах этих ключей (фиг, 2), ключи 1 разомкнуты. Напр жение на выходе операционного усилител 3 и конденсаторах 5,16 равно 0. На выходах первого 12 и второго 13 счетчиков имеютс сигналы, соответствующие коду выбранного диапазона и коду преобразуемого напр жени , полученные в результате последнего перед этим преобразовании.In the initial state, the first 11 and second 12 V.5-triggers are in the zero state, keys 6 and 17 are closed, which corresponds to high levels of voltage on the control inputs of these keys (Fig 2), keys 1 are open. The voltage at the output of the operational amplifier 3 and the capacitors 5.16 is equal to 0. At the outputs of the first 12 and second 13 counters, there are signals corresponding to the code of the selected range and the code of the voltage being converted, obtained as a result of the last one before this conversion.
В момент времени t,, (фиг. 2) на вход Пуск приходит импульс запуска АЦП, который сбрасывает в О счетчики 12 и 13. По окончании импульса в момент времени t йервый RS-триггер 10 устанавливаетс в 1 состо ние, при этом сигналом с инверсного выхода закрываетс ключ 6, а сигналом с выхода элемента И 14 открываетс первый ключ 1, и преобразуемое напр жение Uj подаетс на вход операционного усилител 3. На входе разрешени счета второго счетчика 13 по вл етс сигнал, позвол ющий этому счетчику подсчитыAt the moment of time t ,, (Fig. 2), the Start impulse of the A / D converter arrives at the Start, which resets counters 12 and 13 to О. At the end of the pulse at time t, the first RS flip-flop 10 is set to 1 state, with the signal the inverse output closes the key 6, and the signal from the output of the element 14 opens the first key 1, and the converted voltage Uj is fed to the input of the operational amplifier 3. At the counting resolution input of the second counter 13 there appears a signal allowing this counter to count
5five
00
вать число импульсов, приход щих на счетнь Й вход с выхода генератора 15. При этом емкость счетчика 13 выбрана, таким образом, что его полное заполнение импульсами генера- тора 15 до переполнени производитс за врем Т , равное базовому времени интегрировани преобразуемого сигнала Uj , На второй вход второго дешифратора 18 приходит сигнал Лог. 1, а на первые входы поступает с выхода первого счетчика 12 код нул . В соответствии с таблицей истинности на всех выходах дешифратора 18 по вл етс сигнал Лог. О и все дополнительные ключи 17 размыкаютс . Таким образом, в момент времени t, в обратную св зь операционного усилител 3 включен только один конденсатор 5 и напр жение на выходе операционного усилител 3 начнет измен тьс по закону 1 U (t) The number of pulses arriving at the counting input from the output of the generator 15. In this case, the capacity of the counter 13 is chosen so that its full filling with the pulses of the generator 15 before overflow occurs during a time T equal to the base integration time of the converted signal Uj, Na the second input of the second decoder 18 receives the signal Log. 1, and the first inputs come from the output of the first counter 12 code zero. In accordance with the truth table, a signal Log appears on all outputs of the decoder 18. O and all additional keys 17 are opened. Thus, at time t, in the feedback of the operational amplifier 3, only one capacitor 5 is switched on and the output voltage of the operational amplifier 3 begins to change according to the law 1 U (t)
Rc7 JRc7 j
и, dt.and dt.
(I)(I)
где R - сопротивление резистора 2;where R is the resistance of the resistor 2;
С - емкость конденсатора 5.C - capacitor capacitance 5.
В течение времени (t,-t) производитс интегрирование с наименьшей посто нной времени. В момент времени t (фиг. 2) напр жение Uj(t) достигнет величины напр жени источника 9, При этом на выходе блока 8 по витс сигнал 1 и содержимое первого счетчика 12 .увеличит-; с на единицу. Изменение кода на выходе счетчика 12 вызовет по вление сигнала 1 на первом выходе дешифратора 18 и замыкание первого дополнительно ключа 17. При этом параллельно конденсатору 5 подключитс первый дополнительный конденсатор 16 (емкостью С,, ). Напр жение на выходе операционного усилител 3 из-за перераспределени зар дов на емкост х уменьшитс скачком до величины Over a period of time (t, -t), integration is performed with the shortest time constant. At time t (Fig. 2), the voltage Uj (t) reaches the value of the voltage of the source 9, At the same time, at the output of block 8, the signal 1 and the contents of the first counter 12 increase. with per unit. Changing the code at the output of the counter 12 will cause the occurrence of signal 1 at the first output of the decoder 18 and the closure of the first additional switch 17. At the same time, the first additional capacitor 16 (with capacitance C ,,) is connected in parallel with capacitor 5. The voltage at the output of the operational amplifier 3 due to the redistribution of the charges on the capacitances decreases abruptly to
u,(t,,,(v )u, (t ,,, (v)
Со y(t)Co y (t)
с +с.with + with.
ыs
(2)(2)
где Where
Со With
с„+с,with „+ s,
II к II to
- коэффициент переключени диапазонов;- range switching factor;
индекс - при t, означает, что .этот момент времени t до срабатывани первого дополнительного ключа 17;the subscript, at t, means that this is the time t before the first additional key 17 triggers;
индекс + соответствует моменту времени после срабатывани ключа 17.The subscript + corresponds to the time after the operation of the key 17.
Так как напр жение Uj (t ) i , блок 8 приходит в исходное состо ние.Since the voltage Uj (t), block 8 returns to the initial state.
33
Если подставить (1) в (2), то получим| .If we substitute (1) in (2), we get | .
(Ч --R(C:TcT) l4,dt. (3)(H --R (C: TcT) l4, dt. (3)
г.е. напр жение на выходе операционного усилител в момент времени t имеет значение, соответствующее интегрированию напр жени U с посто нной R-(, ) с момента времени ty . Напр жение на выходе интегратора начнет измен тьс по закону 1 г fu the voltage at the output of the operational amplifier at the time t has a value corresponding to the integration of the voltage U with a constant R- (,) since time t. The voltage at the integrator output will begin to change according to the law of 1 g.
з (t) - RccJTc, J м Р«s (t) - RccJTc, J m P "
t., t t . i . (4)t., t t. i. (four)
Таким образом, преобразователь переходит на второй диапазон преобразовани .Thus, the converter goes to the second conversion range.
В момент «времени t напр жение на выходе операционного усилител 3 снова достигнет значени , что приведет к срабатыванию блока 8 и в счетчик 12 запишетс уже число 2. При этом замкнетс второй дополнительный ключ 17 и напр жение на вы- ходе операционного усилител 3 начнет измен тьс таким образом 1At the time “time t, the voltage at the output of the operational amplifier 3 will again reach the value, which will trigger the block 8 and the counter 12 will write the number 2. The second additional switch 17 will close and the voltage at the output of the operational amplifier 3 will begin to change. in this way 1
з() -Ё() J ,W () -Y () J,
при ц t t.j , (5) at t t t.j, (5)
т.е. преобразователь перешел на третий диапазон. . ,those. The converter has moved to the third range. . ,
Подобное же переключение произойдет и в момент времени t, (фиг. 2). К моменту окончани импульса Т (мо- мент времени t) на выходе операционного усилител 3 будет напр жение A similar switch will occur at time t, (Fig. 2). By the time the pulse T ends (time t), the output of the operational amplifier 3 will be
з( -(с:т5,s (- (s: t5,
УхЛUhl
RCCo+C, +С,+С., )(6)RCCo + C, + C, + C.,) (6)
в первом счетчике 10 будет записано число 3 и он будет вьщавать код, соответствующий четвертому диапазону преобразовани .in the first counter 10, the number 3 will be written and it will show the code corresponding to the fourth conversion range.
В момент времени tj (фиг. 2) импульс с выхода переполнение счетчика 13 установит в единичное состо ние второй RS-триггер 11, при этом сигналом с выхода элемента И 14 за- кроетс первый ключ I-, а на второй вход первого дешифратора 19 с пр мого выхода RS-триггера 11 приходит единичный сигнал и на выходе дешифратора 19 соответствующему выбран- ному в результате преобразовани диапазону (коду с вьпсода счетчика 9) по вл етс сигнал, открывающий соAt time tj (Fig. 2) the pulse from the output, the overflow of the counter 13 will set the second RS flip-flop 11 into one state, with the signal from the output of the And 14 element closing the first I- key, and the second input of the first decoder 19 s the direct output of the RS flip-flop 11 receives a single signal and the output of the decoder 19 corresponding to the range selected as a result of the conversion (the code from the output of the counter 9) appears a signal opening
3244 3244
ответствующий ключ 1. Таким образом к интегратору подключаетс блок 4. В рассматриваемом примере, так как был выбран четвертый диапазон черезthe corresponding key is 1. Thus, block 4 is connected to the integrator. In this example, since the fourth range was selected through
оОьoo
резистор 2 потечет ток, равный .resistor 2 will flow current equal to.
Опорное напр жение имеет знак, обратный знаку преобразуемого напр жени . Поэтому напр жение на выходе операционного усилител 3 начнет падать The reference voltage has a sign opposite to the sign of the voltage being converted. Therefore, the voltage at the output of the op amp 3 will begin to fall.
Uj(t)Uj (t)
иand
R(CO +с +с +с,)R (CO + s + s + s,)
+ 5(t-t J при t t t.+ 5 (t-t J at t t t.
(7)(7)
J - -5 / f -g X -5J - -5 / f -g X -5
Как только напр жение на выходе операционного усилител 3 станет равным О, напр жение на выходе блока 7 упадет до низкого уровн и переведет RS-триггеры 10 и 11 в нулевое состо ние .As soon as the voltage at the output of the operational amplifier 3 becomes equal to 0, the voltage at the output of the block 7 drops to a low level and sets the RS-flip-flops 10 and 11 to the zero state.
При этом на вторые входы дешифраторов 18 и. 19 придет сигнал О, дешифратор 19 закроет соответствующий ключ 1, на вход операционного усилител 3 прекратитс подача опорного напр жени с выхода блока 4. На вход Разрешение счета второго счетчика 3 с пр мого выхода RS-триг- гера 10 придет сигнал, запрещающий подсчет этим счетчиком импульсов с генератора 15. Код на выходе счетчика 3 соответствует длительности импульса на пр мом выходе второго триггера 11, котора пропорциональна преобразуемому напр жению U , как видно из следующего выражени , получаемого из (7)In this case, the second inputs of the decoders 18 and. 19, the signal O comes, the decoder 19 closes the corresponding switch 1, the input voltage of the output of the block 4 stops at the input of the operational amplifier 3. At the input The counting resolution of the second counter 3 from the direct output of the RS flip-flop 10 comes a signal that prohibits counting a pulse counter from generator 15. The code at the output of counter 3 corresponds to the pulse duration at the direct output of the second trigger 11, which is proportional to the voltage U to be converted, as can be seen from the following expression derived from (7)
4040
У11.ТЛY11.TL
и. and.
(8)(eight)
Таким образом, на выходе АЦП (выходах первого 12 и второго 13 счетчиков ) по окончании времени преобразовани образуетс код, соответствующий величине U, , при этом на выходах счетчика 12 будет код номера диапазона преобразовани , а на выходах счетчика 13 - код величины U внутри этого выбранного диапазона.Thus, at the output of the ADC (outputs of the first 12 and second 13 counters), at the end of the conversion time, a code corresponding to the value U, is formed, while the outputs of the counter 12 will have the code of the conversion range number, and at the outputs of the counter 13 there will be a code of the value U inside selected range.
На фиг. 2 показан также процесс преобразовани напр жени И меньшего , чем и , начина с момента времени t. В этом случае преобразование производитс на третьем диапазоне , при этомFIG. Figure 2 also shows the process of converting voltage And less than and starting from time t. In this case, the conversion is performed on the third range, while
гg
г.year
и, and,
(9)(9)
Таким образом, в аналого-цифровом преобразователе с автоматическим выбором диапазона преобразовани выбор диапазона происходит одновременно с преобразованием, что повышает быстродействие устройства.Thus, in an analog-to-digital converter with automatic selection of the conversion range, the selection of the range occurs simultaneously with the conversion, which improves the speed of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853845637A SU1251324A1 (en) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | Analog-to-digital integrating converter with automatic selection of conversion range |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853845637A SU1251324A1 (en) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | Analog-to-digital integrating converter with automatic selection of conversion range |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1251324A1 true SU1251324A1 (en) | 1986-08-15 |
Family
ID=21159260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853845637A SU1251324A1 (en) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | Analog-to-digital integrating converter with automatic selection of conversion range |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1251324A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2077489A2 (en) * | 1992-10-27 | 1995-11-16 | Univ Pais Vasco | Wide range fast conditioner for digital electrical signals. |
-
1985
- 1985-01-24 SU SU853845637A patent/SU1251324A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 3772683, кл. Н 03 К 13/02, опублик. 1975. Коломиец О. М. Автоматический выбор диапазона измерений в цифровых приборах. М.: Наука, 1980, с. 97- 100, рис. 49. -S, &ta3 ,(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ с АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫБОРОМ ДИАПАЗОНА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2077489A2 (en) * | 1992-10-27 | 1995-11-16 | Univ Pais Vasco | Wide range fast conditioner for digital electrical signals. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE452229B (en) | CIRCUIT FOR TRANSMISSION BETWEEN PCM SIGNS AND ANALOG SIGNS | |
SU1251324A1 (en) | Analog-to-digital integrating converter with automatic selection of conversion range | |
US4574271A (en) | Multi-slope analog-to-digital converter | |
GB2201057A (en) | Multi-slope analogue to digital converters | |
US5298902A (en) | Analog-to-digital converter employing multiple parallel switching capacitor circuits | |
SU1239730A1 (en) | Analog integrator | |
SU1035643A1 (en) | Analog memory | |
SU1403355A2 (en) | Adaptive multiplier of pulse recurrence rate | |
SU1112373A1 (en) | Device for taking logarithm of signal ratio | |
SU1486952A1 (en) | Adjusting resistor resistance-to-motion converter | |
SU1394415A1 (en) | Sawtooth voltage generator | |
RU2038694C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
SU608186A1 (en) | Adaptive telemetering device | |
SU1368990A1 (en) | A-d converter | |
SU1142888A1 (en) | Synchronous rejection filter | |
SU1254584A1 (en) | High-speed analog-to-digital converter | |
SU434593A1 (en) | FOLLOWING INTEGRATING ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
SU1233270A2 (en) | Delaying device | |
SU479246A1 (en) | Device for measuring the duration of the transition process | |
SU1377878A1 (en) | Device for multichannel interpolation of a function | |
SU748135A1 (en) | Signal-to-its mean value converter | |
SU1048572A1 (en) | Code/frequency converter | |
SU801244A1 (en) | Analogue-digital converter | |
RU2028721C1 (en) | Converter of pulse sequence | |
SU1338080A2 (en) | Device for regenerating telegrapf pulses |