Изобретение относитс к измерительной технике . Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий дифференциальный датчик, емкостный накопитель, источник стабильного напр жени , ключи, блок управлени ключами , генератор цикла и преобразователь напр жени в код. Разрешающа способность устройства ограничена уровнем собственных шумов усилител . Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь отличаетс от известного тем, что, с целью повышени чувствительности, точности и разрешающей способности, в него введен широтно-импульсный модул тор, вход которого подключен ко входу преобразовател напр жени в код, емкостному накопителю и общему входу дифференциального датчика. Два других входа последнего через ключи соединены с источником стабильного напр жени и общей шиной, управл ющие входы ключей через блок управлени ключами подсоединены к выходу широтно-импульсного модул тора. Схема устройства приведена на чертеже. Генератор цикла 1 формирует в определенной последовательности сигналы управлени , которые подаютс на преобразователь напр жени в код 2. Блок первичного преобразовани 3 преобразуег разность параметров 4 И 5 дифференциального датчика в посто нно напр жение, по вл ющеес па емкостном накопителе 6 после переходного процесса, в ходе которого накопитель периодически зар л аетс током, определ емым величиной параметра 4 дифференциального датчика, а разр жаетс током, определ емым величиной параметра 5 дифференциального датчика, под действием э.д.с. источника стабильного напр жени 7. Ключи 8 к 9 обеспечивают режимы зар да и разр да емкостного накопител . Сигнал с емкостного накопител подаетс на широтноимпульсный модул тор 10, который в зависимости от величины и пол рности этого сигнала измен ет скважность пр моугольного напр жени , формируемого блоком // управлени ключами. Это пр моугольное напр жение управл ет ключами S и Я обеспечива изменение длительности циклов зар да и разр да емкостного накопител 6 при изменении разности параметров 4 н 5 дифференциального датчика. При равенстве параметров 4 и 5 датчика ток зар да емкостного накопител 6 и ток его разр да одинаковы, напр жение на емкостном накопителе равно нулю, скважность напр жени , формируемого блоком 11, равна единице. При этом длительности зар дных н разр дных циклов одни и те же. При уменьшении параметра 4 и при увеличении параметра 5 зар дный ток нарастает, а разр дный уменьшаетс . На емкостном накопителе по вл етс напр жение полол ительной пол рности , измен ющее скважность управл ющего напр жени таким образом, что зар дные циклы удлин ютс , а разр дные укорачиваютс . Это приводит к росту напр жени на накопителе. В результате чувствительность схемы может быть повыщена на два-три пор дка по сравнению с обычными мостовыми или дифференциальными схемами. Чувствительность схемы, определ ема крутизной характеристики щиротно-импульсного модул тора , может быть определена как дл обычной системы с положительной обратной св зью. Сигнал, по вл ющийс на емкостном накопителе , преобразуетс в цифровой эквивалент одним из известных методов с помощью преобразовател напр жени в код.This invention relates to a measurement technique. A analog-to-digital converter is known, comprising a differential sensor, a capacitive drive, a stable voltage source, keys, a key control unit, a cycle generator, and a voltage to code converter. The resolution of the device is limited by the noise level of the amplifier. The proposed analog-to-digital converter differs from the well-known in that, in order to increase sensitivity, accuracy and resolution, a pulse-width modulator is introduced in it, the input of which is connected to the input of a voltage converter in code, a capacitive drive and a common input of a differential sensor. The other two inputs of the latter are connected via keys to a stable voltage source and a common bus, the control inputs of the keys are connected to the output of a pulse-width modulator via a key management unit. Diagram of the device shown in the drawing. The cycle generator 1 generates control signals in a certain sequence, which are applied to the voltage converter in code 2. The primary conversion unit 3 converts the difference between the parameters 4 and 5 of the differential sensor into a constant voltage, which appears in the capacitive memory 6 after the transient, during which the drive is periodically charged with current, determined by the value of parameter 4 of the differential sensor, and discharged by current, determined by the value of parameter 5 of the differential sensor, under the influence of wiem emf source of stable voltage 7. Keys 8 to 9 provide modes of charge and discharge of a capacitive drive. The signal from the capacitive storage device is fed to a pulse width modulator 10, which, depending on the magnitude and polarity of this signal, changes the duty cycle of the rectangular voltage generated by the key management unit. This square voltage controls the keys S and I providing a change in the duration of the charge and discharge cycles of capacitive storage 6 when the difference of parameters 4 and 5 of the differential sensor is changed. If the parameters 4 and 5 of the sensor are equal, the charge current of the capacitive storage 6 and its discharge current are the same, the voltage on the capacitive storage is zero, the duty cycle of the voltage generated by unit 11 is one. At the same time, the duration of charge and discharge cycles is the same. As parameter 4 decreases and parameter 5 increases, the charging current increases and the discharge current decreases. Polar polarity voltage appears on the capacitive drive, changing the duty cycle of the control voltage in such a way that the charge cycles are lengthened and the discharge cycles are shortened. This leads to an increase in voltage on the drive. As a result, the sensitivity of the circuit can be increased by two to three orders of magnitude compared to conventional bridge or differential circuits. The sensitivity of the circuit, determined by the slope of the pulse-width modulator, can be defined as for a normal positive feedback system. The signal appearing on the capacitive drive is converted to a digital equivalent by one of the known methods using a voltage to code converter.
Предмет изобретени Subject invention
Аналого-цифровой преобразователь, содержащий дифференциальный датчик, емкостный накопитель, источник стабильного напр жени , ключи, блок управлени ключами, генератор цикла, преобразователь напр жени в код, отличающийс тем, что, с целью повыщени чувствительности, точности и разрещающей способности устройства, в него введен щиротно-импульсный модул тор, вход которого подключен ко входу преобразовател напр жени в код, емкостному накопителю и общему входу дифференциального датчика, другие два входа которого через ключи соединены с источником стабильного напр жени и общей шиной, управл ющие входы ключей через блок управлени ключами подсоединены к выходу щиротно-импульсного модул тора.An analog-to-digital converter containing a differential sensor, a capacitive drive, a source of stable voltage, keys, a key management unit, a cycle generator, a voltage converter into a code, characterized in that, in order to increase the sensitivity, accuracy and resolution of the device, into it a pulse-width modulator is inputted, the input of which is connected to the input of a voltage converter in a code, a capacitive drive and a common input of a differential sensor, the other two inputs of which are connected via keys with a stable source of voltage and the common bus, control inputs of keys through key control unit connected to the output schirotno-width modulator.