Claims (2)
Изобретение относитс к электронной измерительной технике, а именно к устройствам дл измерени и кодировани электрических сигналов. Известны быстродействующие аналого-ди овые преобразователи, работающие по-принципу поразр дного взвешивани l Однако такие преобразоват ели имеют недостаточновысокую наде°жность.. Известен также аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий управл емый усилитель, подключений через аналоговый сумматор к источнику Исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП устройство управлени , соединенное с perHCTpaivm и управл емым усилителем, цифровое множительное устройство, вы ходами подключенное цифровому сумматору , и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и шифратор В известном преобразователе дл обеспечени надежности измерений пред вл ютс высокие требовани к стабиль ности порогов дискриминаторов, котоpwe трудно выполнить без усложнени V снижени быстродействи устройства Дл повышени надежности измерени аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий управл ег-ий усилитель, подключенный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), ус1ройство управлени , соединенное с регистрами и управл емыми усилителем, цифровое множительное устройство выходами подключенные к цифровому сумматору и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и шифратор дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь и регистр, а также дискриминатор знака и аналоговый ключ , причем выход дополнительного ЦАП соединен с входом аналогового сумматора, а входы соединены с входами цифрового сумматора и входами дополнительного регистра, управл ющий вход которого подключен к выходу устройства управлени , выход детектора знака соединен с входами всех регистров основной вход детектора знака соединен со входом алотлитудных дискриминаторов , стробирующий вход детектора подключен к одному из выходов устройства управлени , а вход управлени порога детектора знака соединен с аналоговым-ключом , управл ющий вход которого подключен к одному из выходов устройства управлени . На чертеже дана структурна электрическа схема предлагаемого АЦП. Он содержит аналоговый сумматор 1, ЦА.П 2, 3, 4, устройство 5 управлени , управл емый усилитель 6, аналоговый ключ 7, детектор 8 знака, амплитудные дискриминаторы 9, шифратор 10, регистры 11, 12, 13, цифровое множительное устройство 14 и цифровой сумматор 15. Выход цифрового сумматора вл етс выходом АЦП. Преобразование исследуемого сигнала в АЦП осуществл етс -за три цикла. Во врем первого цикла коэффициент усилени усилител б равен единице, а уровни дискриминации амплитудных дискриминаторов 9 расположены в середине между уровн ми, определ емыми ЦАП 2. Амплитуда сигнала в течение всего времени преобразовани остаетс посто нной. В первом цикле определ етс наибол ший уровень дискриминации, не превышающий входного сигнала. Затем номер этого уровн преобразуетс в шифраторе 10 в двоичный код, увеличенный на единицу. Этот код фиксируетс в регистре 11 по сигналу с устройства 5 управлени и поступает в ЦАП 2. Выходное напр жение ЦАП 2 вычитаетс в сумматоре 1 из измер емого сигнала, а полученна разность через усилитель б поступает на вход детектора 8 знака. Состо ние детектора знака стробируетс импульсом с устройства 5 управлени . При превЕлшении уровн ЦАП 2 над амплитудой измер емого сигнала от детектора 8 знака на декрементный вход регистра 13 поступает сигнал, который уменьшает зафиксированный в нем код на единицу. Соответственно уменьшаетс на один уровень и выходное напр жение ЦАП 2. В противном случае в регистре 11 сохран етс прежний код. В. результате полученна разность не превышает интервала между соседнигл уровн ми ЦАП The invention relates to electronic measurement technology, namely, devices for measuring and coding electrical signals. High-speed analog-to-wild converters operating according to the principle of bit-weighting are known. However, such converters have insufficient reliability. Connections are also made to an analog-to-digital converter (ADC) containing a controllable amplifier that is connected via an analog adder to the source of the signal under investigation. and outputs of digital-to-analog converters (D / A control unit connected to the perHCTpaivm and controlled amplifier, digital multiplying device, outputs connected digital sum torus and serially connected amplitude discriminator and encoder In the known converter, to ensure reliable measurements, there are high requirements for the stability thresholds of discriminators, which are difficult to perform without complicating the V speed of the device. To increase the reliability of measuring the analog-to-digital converter (ADC) containing control Its amplifier connected through an analog adder to the source of the signal under study and the outputs of digital-to-analog converters (D / A converters), a device control, connected to the registers and controlled by the amplifier, digital duplicating device outputs connected to a digital adder and serially connected amplitude discriminator and encoder additionally introduced a digital-to-analog converter and register, as well as a sign discriminator and an analog key, with the output of the additional DAC connected to the input of an analog adder and the inputs are connected to the inputs of the digital adder and the inputs of the auxiliary register, the control input of which is connected to the output of the device control, the output of the sign detector is connected to the inputs of all registers; the main input of the sign detector is connected to the input of allotrite discriminators, the gate input of the detector is connected to one of the outputs of the control device, and the control input of the threshold of the sign detector is connected to an analog key, whose control input is connected to one of the outputs of the control device. The drawing shows the structural electrical circuit of the proposed ADC. It contains an analog adder 1, TsA.P 2, 3, 4, a control device 5, a controlled amplifier 6, an analog key 7, a detector of 8 characters, amplitude discriminators 9, an encoder 10, registers 11, 12, 13, digital multiplying device 14 and a digital adder 15. A digital adder output is an output of an ADC. The conversion of the signal under investigation into an ADC is carried out in three cycles. During the first cycle, the gain of the amplifier is equal to one, and the discrimination levels of amplitude discriminators 9 are located in the middle between the levels determined by the DAC 2. The signal amplitude remains constant throughout the conversion time. In the first cycle, the highest level of discrimination is determined, not exceeding the input signal. The number of this level is then converted in the encoder 10 into a binary code, incremented by one. This code is fixed in register 11 by a signal from control unit 5 and fed to DAC 2. DAC 2 output voltage is subtracted in adder 1 from the measured signal, and the resulting difference through the amplifier b is fed to the input of the detector 8 characters. The sign detector state is gated with a pulse from control device 5. When the DAC 2 level exceeds the amplitude of the measured signal from the detector of 8 characters, the decrement input of register 13 receives a signal that reduces the code fixed in it by one. Accordingly, the output voltage of the D / A converter 2 is reduced by one level. Otherwise, the same code remains in register 11. B. As a result, the resulting difference does not exceed the interval between neighboring DAC levels.
2. В начале следующего цикла измерений по сигналу с устройства 5 управлени коэффициент усилени усилител 6 устанавливаетс таким, что интервал между соседними уровн ми ЦАП 2 раст гиваетс на величину, несколько мень , Шую всей шкалы дискриминаторов 9. Ма штаб преобразовани ЦАП 3 уменьшен п сравнению с ЦАП 2 соответственно уве личению коэффициента усилени усилител 6. Дальнейшие операции во втором цикле производ тс аналогично первому циклу с той только разницей, что в работе участвует регистр 12. Код в р гистре 11, образованный во врем пер вого цикла, сохран етс . Третий цикл аналогичен второму. К эффициент усилени усилител б увели чиваетс таким образом, чтобы интервал между соседними уровн ми ЦАП 3 был раст нут на величину, несколько меньшую всей шкалы дискриминаторов 9. Соответственно уменьшен масштаб преобразовани ЦАП 4. В этом.цикле в работе участвует регистр 13, а коды на регистрах 11 и 12 сохран ютс , В течение первых двух циклов измерени через нормально-открытый ключ 7 на вход управлени порогом детектора 8 знака подаетс посто нное смещение , которое увеличивает порог детектора знака на величину максимального дрейфа этого порога. Закрывание ключа 7 в третьем цикле производитс по сигналу с устройства 5 управлени . Смещение подаетс - с целью снизить требовани к точности детектора знаков. Величина этого смещени определ ет уменьшение раст жки Изтервалов между соседними уровн ми соответствующих ЦАП во втором и третьем циклах измерени по отношению к полной шкале амплитудных дискриминаторов 9 . Дрейф уровней амплитудных дискриминаторов 9 не оказывает вли ние на точность измерени , если этот дрейф находитс в пределах половины интервала между соседними уровн ми дискриминации за вычетом величины посто нного смещени порога детектора 8 знака. Коды с регистров 11 и 12, в которых хранитс результат первых двух циклов измерени , через множительное устройство 14 подаютс на цифровой сумматор 15. коэффициент умножени дл регистров 11 и 12 равен коэффициенту усилени усилител б соответственно , во втором и третьем циклах измерени . Код с регистра 13 подаетс непосредственно на сумматор 15. Формула изобретени Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий управл емый усилитель , подключенный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) , устройство управлени , соединенное с регистрами и управл емым усилителем, цифровое множительное устройство, выходами подключенное к цифровому сумматору и последовательно Соединенные амплитудный дискриминатор и шифратор, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности, в него введены дополнительно цифро-аналоговый преобразователь и регистр, а также дискриминатор знака и аналоговый ключ, причем выход дополнительного ЦАП соединен с входом аналогового сумматора/ а входы соединены с входами цифрового сумматора и входами дополнительного регистра, управл ющий вход которого2. At the beginning of the next measurement cycle by the signal from the control unit 5, the gain of the amplifier 6 is set such that the interval between adjacent levels of the DAC 2 is stretched by an amount slightly smaller than the entire scale of the discriminators 9. The conversion head of the DAC 3 is reduced by comparison with the DAC 2, respectively, an increase in the gain of the amplifier 6. Further operations in the second cycle are performed similarly to the first cycle, with the only difference being that register 12 is involved. The code in register 11 formed during the first cycle is saved. The third cycle is similar to the second. The gain gain of the amplifier b is increased so that the interval between adjacent levels of the DAC 3 is extended by an amount somewhat smaller than the full scale of the discriminator 9. The scale of the DAC 4 conversion is reduced accordingly. In this cycle, register 13 is used, the registers 11 and 12 are saved. During the first two measurement cycles, a normally-open key 7 is supplied with a constant offset to the control input of the threshold of the sign detector 8, which increases the threshold of the sign detector by the maximum drift th threshold. The closing of the key 7 in the third cycle is effected by the signal from the control device 5. Offset is applied in order to reduce the accuracy requirements of the character detector. The magnitude of this displacement determines the reduction of the Iztaral interval between adjacent levels of the corresponding DACs in the second and third measurement cycles with respect to the full scale amplitude discriminators 9. The drift of amplitude discriminator levels 9 does not affect the measurement accuracy if this drift is within half the interval between adjacent discrimination levels minus the value of the constant shift of the threshold of the detector 8 characters. Codes from registers 11 and 12, in which the result of the first two measurement cycles is stored, are fed through a multiplier 14 to a digital adder 15. The multiplication factor for registers 11 and 12 is equal to the gain of amplifier b, respectively, in the second and third measurement cycles. The code from register 13 is fed directly to the adder 15. Invention Analog-to-digital converter (A / D converter) containing a controlled amplifier connected via an analog adder to a source of the signal under study and outputs of a digital-to-analog converter (D / A converter) a controlled amplifier, a digital duplicating device, outputs connected to a digital adder and, in series, a United amplitude discriminator and an encoder, characterized in that, in order to increase reliability, it is further introduced digital-to-analog converter and the register and the sign of the discriminator and an analog switch, wherein the additional DAC output is connected to the input of the analog adder / are connected to the inputs of a digital adder inputs and an additional register input, the control input of which
подключен к выходу устройства управлени , выход детектора знака соединен с входами всех регистров, основной вход детектора знака соединен со входом ампли,тудных дискриминаторов, стробирующий вход детектора подключен к одному из выходов устройства управлени , а вход управлени порога детектора знака соединен с аналоговым ключом, управл ющий вход которого подключен к одному из выходов устройства управлени .connected to the output of the control unit, the output of the sign detector is connected to the inputs of all registers, the main input of the sign detector is connected to the input of an ampli- which input is connected to one of the outputs of the control device.
Источники информацииf прин тые во внимание при экспертизе: 1 .L В.Robinson,etaE, Nuctear instruments and Methods, .9fr8, 62, p. 237, 1968.Sources of information taken into account in the examination: 1.L.Robinson, etaE, Nuctear instruments and Methods, .9fr8, 62, p. 237, 1968.
2 .R.Kuzz.DSPRA.Nuctear eeectfonic, &-ampo,ium,Euratom l eport EVR 4289, 1969, p. 179.2 .R.Kuzz.DSPRA.Nuctear eeectfonic, & ium, Euratom and eport EVR 4289, 1969, p. 179.
Вых.Out