SU342296A1

SU342296A1 - ANALOG-DIGITAL CONVERTER

Info

Publication number: SU342296A1
Application number: SU1472203A
Authority: SU
Original assignee: П. М. Аникин, И. А. Бабанов, Э. Г. Баранова , Л. М. Лукь нов; ПДШ ГЕХНЯ лиотгнл

Description

Изобретение относитс к импульсной технике .The invention relates to a pulse technique.

Известен аналого-цифровой преобразователь , основанный на двухтактном интегрировании и содержит интегратор, выполненный на операционном усилителе с резистором на входе и конденсатором в цепи обратной св зи, ключи дл коммутации входного и эталонного напр жений, компаратор, счетчик и устройство управлени .An analog-to-digital converter based on two-stroke integration and contains an integrator made on an operational amplifier with a resistor at the input and a capacitor in the feedback circuit, keys for switching the input and reference voltages, a comparator, a counter and a control unit.

Цель изобретени - повышение помехозащищенности с одновременным исключением вли ни на точность преобразовани как изменени частоты помехи, так и пестабильпости частоты заполн ющих импульсов. Достигаетс она тем, что предлагаемый преобразователь содержит устройство синхронизации, устройство формировани интервала первого такта интегрировани в виде, например, последовательно соединенных фильтра, усилител переменного тока, дифференцирующей ценочки , схемы совпадени и пересчетной схемы, устройство коррекции первого такта интегрировани , состо щее из чейки запоминани аналоговой величины со входным и выходным ключами, причем два выхода устройства синхронизации подключены к двум первым входам устройства управлени , третий выход - ко входу схемы совпадени , входы устройства Синхронизации подсоединены первый - к шине сигнала пуска, второй - к выходу дифференцирующей цепочки устройства формировани интервала первого такта интегрировани , входы фильтра которого подключены к земл ной и входной клеммам нреобразовател .The purpose of the invention is to increase the noise immunity while at the same time eliminating the effect on the conversion accuracy of both the change in the frequency of the interference and the pestability of the frequency of the filling pulses. It is achieved by the fact that the proposed converter contains a synchronization device, a device for forming the interval of the first integration cycle in the form of, for example, a series-connected filter, an alternating current amplifier, a differentiator, a matching circuit and a scaling circuit, a device for correcting the first integration cycle consisting of a memory cell analog value with input and output keys, with two outputs of the synchronization device connected to the first two inputs of the control device, t ety output - to an input of a coincidence circuit whose inputs are connected Sync first device - the bus start signal, the second - to the output of the differentiating circuit device forming integration interval of the first cycle, the filter which inputs are connected to an earth the input terminals and nreobrazovatel.

На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 - time diagrams of his work.

Измер емый входной сигнал а (фиг. 2), содержащий наложенную на него помеху с некоторой частотой, поступает на клеммы / и 2. В начальный момент ключ 3 закрыт. Напр жение б на выходе интегратора равно нулю. Триггеры 4-6 устройства управлени 7 - вThe measured input signal a (Fig. 2), containing the interference imposed on it with a certain frequency, arrives at the terminals I and 2. At the initial moment, the key 3 is closed. The voltage b at the output of the integrator is zero. Triggers 4-6 control devices 7 - in

нулевом состо нии, т. е. с их выходов, подключенных ко входам схемы совпадени 8, выдаютс сигналы высокого уровн . В .результате совпадени этих сигналов на вход инвертора 9 поступает высокое напр жение, котороеthe zero state, i.e., from their outputs connected to the inputs of the coincidence circuit 8, high-level signals are emitted. As a result of the coincidence of these signals, a high voltage arrives at the input of the inverter 9, which

открывает его, и на выходе образуетс нулевой потенциал. Этот потенциал поступает на входы схем совпадени 10, 11 и преп тствует прохождению импульсов от одновибраторов J2, 13, т. е. генератор заполн ющих импульсовopens it and a zero potential is formed at the output. This potential arrives at the inputs of the coincidence circuits 10, 11 and prevents the passage of pulses from single vibrators J2, 13, i.e., a filling pulse generator

не вырабатывает. Ключ 14, а также ключи 15 и 16 устройства 17 коррекции первого такта интегрировани закрыты. С нулевого выхода триггера 18 устройства синхронизации 19 на вход формировател 20 устройства управлеединичного выхода этого же триггера нулевой потенциал поступает на вход схемы совпадени 21 устройства 22 формировани интервала первого такта интегрировани и преп тствует прохождению через него продифференцированных импульсов от дифференцирующей цепочки 23. С выхода одновибратора 24 сигнал, равный нулю, поступает на вход схемы совпадени 25 устройства синхронизации 19 и на вход формировател 26 устройства управлени 7. Поданный на клеммы / и 2 преобразовател измер емый сигнал подводитс к фильтру 27. В результате на выходе фильтра выдел етс переменна составл юща в (фиг. 2), котора is подаетс на вход усилител 28. С выхода этого усилител напр жение г поступает на дифференцирующую цепочку 23, и на ее выходе образуютс импульсы д. Таким образом, на вход схемы совпадени 21 устройства 22 и на вход схемы совпадени 25 устройства синхронизации 19 лостунают импульсы с выхода дифференцирующей цепочки 23. |П0 импульсу е начала преобразовани , по- 25 ступающему через клемму 29, с выхода одновибратора 24 выдаетс сигнал ж высокого уровн ,-длительность которого превышает половину периода присутствующей помехи. Этот сигнал- разрешает прохождение -через схему зо совпадени 25 однопол рного импульса, который , поступа на вход триггера 18, переводит его в состо ние единицы, т. е. на вход схемы совладени 21 устройства 22 поступает снгнал и высокого уровн . В результате продиф- 35 ференцированные однонол рные импульсы с периодом, равным периоду помехи, поступают на вход пересчетного устройства 30 и подсчитываютс им до тех пор, пока число в пересчетном устройстве не станет равным заранее 40 . заданной величине. В тот же самый момент . изменение состо ни триггера 18 приводит к тому, что формирователь 20 устройства управлени 7 выдает импульс, по которому триггер . 4 переходит в состо ние «единица, а на его 45 единичном выходе по вл етс сигнал /с высокого уровн , который открывает ключ 3. Нулевой выход этого триггера запускает одновибратор 12 через схему «ИЛИ 31 и образует на выходе схемы совпадени 8 сигнал, равный 50 нулю, который, попада на вход инвертора 9, закрывает его. Образовавшеес на выходе инвертора высокое напр жение, попада на входы схем совпадени 10 и 11, разрешает прохождение через них выходных импульсов от 55 . одновибраторов 12 и 13. В результате этого генератор заполн ющих импульсов начинает работать. Импульсы л с его выхода поступают на счетный вход счетчика 32 и параллельно через схему «ИЛИ - на вход одновибратора 18. На выходе интегратора напр жение б начинает возрастать. Счетчик 32 подсчитывает им1пульсы заданного интервала первого такта интегрировани . 5 10 20 60 При приеме определенного числа продифференцированных однопол рных импульсов, число которых кр.атно периоду сигнала помехи, пересчетное устройство 30 выдает сигнал малой длительности, по которому открываетс ключ 15 устройства 17, и входной уровень передаетс дл запоминани в чейку 33. По этому же сигналу триггер 4 переключаетс в нулевое состо ние, а триггер 6 - в состо ние «единица. Высокий потенциал м на единичном выходе последнего открывает ключ 16, и чейка 33, хран ща значение аналоговой величины , подключаетс ко входу интегратора. Таким образом продолжаетс первый такт интегрировани коррекцией от измер емого сигнала . При заполнении счетчика 32 он выдает сигнал, IHO которому триггер 5 переводитс в нулевое состо ние, а триггер б - в состо ние «единица, и высокое напр жение н на его единичном выходе открывает ключ 14, подключа тем самым ко входу интегратора посто нный эталонный уровень. С этого момента начинаетс второй такт интегрировани , а напр жение б по линейному закону снижаетс до нул . Триггер 6 своим нулевым выходом удерживает инвертор 9 в закрытом состо нии, .а генератор заполн ющих импульсов продолжает работать. Счетчик 32 подсчитывает число импульсов за период второго такта интегрировани . В момент, когда напр жение на выходе интегратора становитс равным нулю, компаратор 34 выдает сигнал о, по которому триггеры 18 и 6 устанавливаютс в исходное состо ние (нулевое), а генератор прекращает работу в результате по влени нулевого потенциала на выходе инвертора 9. Результат преобразовани в цифровом коде выдаетс с выхода счетчика 32. При отсутствии помехи на входном сигнале преобразование .начинаетс по команде, поступающей через клемму 29. С приходом импульса начала преобразовани срабатывает одновибратор 24, и на его выходе по вл етс сигнал высокого уровн . После возвращени одновибратора в исходное состо ние формирователь 26 устройства управлени 7 выдает импульс , по которому триггер 4 переключаетс в состо ние «единица. Сигнал высокого уровн единичного выхода триггера 4 открывает ключ 3, который подключает измер емое напр жение ко входу интегратора . Изменение потенциала на нулевом выходе триггера 4 приводит к закрыванию инвертора 9 аналогично тому, как было описано ранее, и к запуску одновибратора 12. Генератор заполн ющих импульсов начинает работать, а счетчик 32 подсчитывает импульсы интервала первого такта интегрировани . После заполнени счетчика с его выхода выдаетс сигнал, по которому триггер 4, переход в исходное состо ние, закрывает ключ 3, а триггер 6, переключившись в состо ние «единица, открывает ключ 14, подключа тем самым ко входу интегратора посто нный этан ющих импульсов в режиме генерации. При равенстве нулю напр жени на выходе интегр .атора компаратор 34 выдает импульс окончани преобразовани , который переводит триггер 6 в исходное состо ние, а тот, в свою очередь, останавливает генератор подачи нулевого потенциала на входы схем совпадени W Е 11 с выхода инвертора 9 и закрывает ключ 14. Результат преобразовани выдаегс с выхода счетчика 32.does not work out. Key 14, as well as keys 15 and 16 of the device 17 for correcting the first integration cycle, are closed. From the zero output of the trigger 18 of the synchronization device 19 to the input of the generator 20 of the control unit output of the same trigger, the zero potential enters the input circuit 21 of the device 22 for forming the interval of the first integration cycle and prevents the differentiated pulses from the differentiating circuit 23 from passing through it. From the output of the single-oscillator 24 the signal equal to zero is fed to the input of the coincidence circuit 25 of the synchronization device 19 and to the input of the driver 26 of the control unit 7. Served to the terminals / and 2 converters the measured signal is supplied to filter 27. As a result, a variable component is extracted at the output of the filter (Fig. 2), which is fed to the input of amplifier 28. From the output of this amplifier, voltage r goes to differentiating chain 23, and at its output, pulses are formed. Thus, at the input of the coincidence circuit 21 of the device 22 and at the input of the coincidence circuit 25 of the synchronization device 19, pulses are output from the output of the differentiating chain 23. | P0 the pulse e of the conversion starts, coming through terminal 29, from exit one w vibrator 24 is provided a high level signal, which -Duration exceeds half a period of the interference is present. This signal permits the passage through the circuit to match 25 a unipolar pulse, which, arriving at the input of flip-flop 18, translates it into a state of one, i.e., the input of the condominium 21 of the device 22 enters the high level. As a result, differentiated 35 monolithic pulses with a period equal to the period of the disturbance are fed to the input of the scaling device 30 and are counted by it until the number in the scaling device becomes equal to 40 in advance. given value. At that very moment. a change in the state of the trigger 18 causes the driver 7 of the control device 7 to emit a pulse along which the trigger. 4 goes to the state "unit, and at its 45 unit output, a high level signal appears from the key, which opens the key 3. The zero output of this trigger starts the one-shot 12 through the OR circuit 31 and produces at the output of the coincidence circuit 8 a signal equal to 50 zero, which, falling on the input of the inverter 9, closes it. The high voltage generated at the output of the inverter, falling on the inputs of the coincident circuits 10 and 11, allows the output pulses from 55 to pass through them. one-shot 12 and 13. As a result, the filling pulse generator starts to work. Pulses from its output go to the counting input of counter 32 and in parallel through the OR circuit to the one-shot 18 input. At the output of the integrator, voltage b begins to increase. Counter 32 counts the pulses of a predetermined interval of the first integration cycle. 5 10 20 60 When receiving a certain number of differentiated unipolar pulses, the number of which is red at the period of the interference signal, the counting device 30 generates a short signal, which opens the key 15 of the device 17, and the input level is transmitted to the cell 33 for storage. the same signal, trigger 4 switches to the zero state, and trigger 6 to the state "one. The high potential at the unit output of the latter opens the key 16, and the cell 33, which stores the value of the analog value, is connected to the input of the integrator. Thus, the first integration cycle continues with correction from the measured signal. When the counter 32 is filled, it generates a signal, the IHO to which the trigger 5 is transferred to the zero state, and the trigger b - to the "one" state, and a high voltage on its single output opens the key 14, thereby connecting to the integrator's input a constant reference level. From this point on, the second integration cycle begins, and the voltage b linearly decreases to zero. The trigger 6 with its zero output keeps the inverter 9 in the closed state, and the filling pulse generator continues to operate. Counter 32 counts the number of pulses during the period of the second integration cycle. At the moment when the voltage at the integrator output becomes zero, the comparator 34 generates a signal, according to which the triggers 18 and 6 are reset (zero), and the generator stops working as a result of the appearance of a zero potential at the output of the inverter 9. Result conversion in a digital code is output from the counter 32 output. In the absence of interference on the input signal, the conversion starts upon a command coming through terminal 29. With the arrival of the conversion start pulse, the one-shot 24 is triggered, and on its output by Is a high level signal. After returning the one-shot to the initial state, the driver 6 of the control device 7 generates a pulse, according to which the trigger 4 switches to the state "one". The high level signal of the single output of trigger 4 opens the key 3, which connects the measured voltage to the integrator input. The potential change at the zero output of the trigger 4 causes the inverter 9 to close in the same way as described earlier and to start the one-shot 12. The filling pulse generator starts working, and the counter 32 counts the pulses of the interval of the first integration cycle. After the counter is filled from its output, a signal is issued, by which trigger 4, the transition to the initial state closes key 3, and trigger 6 switches to the state of "one, opens key 14, thereby connecting to the integrator's input constant pulses in generation mode. When the voltage at the integrator output is equal to zero, the comparator 34 outputs a pulse of conversion termination, which triggers the trigger 6 to the initial state, which in turn stops the zero potential supply generator to the inputs of the coincidence circuit W E 11 from the inverter output 9 and closes key 14. The result of the conversion is output from the output of counter 32.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Analog-to-digital converter based on push-pull integration and containing an integrator, for example, performed on an amplifier with an input resistor and a capacitor in the feedback circuit, keys for switching the input and reference voltages, a comparator, a counter and a control device different the fact that, in order to increase the noise immunity while at the same time eliminating the effect on the conversion accuracy of both the change in the interference frequency and the instability of the frequency of the filling pulses, it contains during timing interval of the first cycle forming integration device, for example, configured as a series-connected filter, AC amplifier. A differentiating chain, a matching circuit and a scaling circuit, a device for correcting the first integration cycle, consisting of an analog value memory cell with input and output keys, two outputs of the synchronization device connected to the first two inputs of the control unit, the third output to the input of the coincidence circuit, inputs the synchronization devices are connected first - to the start signal bus, the second - to the output of the differentiating chain of the device for forming the interval of the first integration cycle, the filter inputs to Then they are connected to the ground and 15 input terminals of the converter.

2. The converter according to claim 1, characterized in that, in order to synchronously perform the conversion, both in the presence of interference and in its absence, the synchronization device

0 is designed as a single vibrator and a trigger with a coincidence circuit at a single input, while the single vibrator input is connected to the transform start signal bus, zero trigger input with a comparator output, one

5 of the inputs of the coincidence circuit, with one of the outputs of the interval shaping device of the first integration cycle, the zero output of the trigger and the second input of the coincidence circuit are connected to the two inputs of the control device.

n o

rm