SU706925A1 - Аналого-цифровое устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вь1числительной и измерительной техники.

Известно аналого-лифровое устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь считывани , счетчик-регистр, дифференциальный усилитель, компаратор коррекции, преобразователь кода в напр жение, генератор тактовых импульсов и блок изменени  динамического диапазона точного отсчета 1. Однако это устройствоимеет сложную структуру и низкую надежность.

Известен цифровой вольтметр с комбинированным поразр дным и след щим преобразованием , содержащий блок сравнени , источник опорного напр жени , реверсивный счетчик, блок управлени  и генератор импульсов 2. Этот преобразователь не обладает требуемой точностью нреобразовани , так как а точность преобразовани  существенно вли етнестабильность источника эталонного напр жени .

Цель изобретени  - повышение точности и надежности преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что аналого-цифровое устройство, содержащее блок управлени , цифровой блок сравнени .

генератор тактовых импульсов, выход которого через ключ подключен к счетчику, введены цифровой управл емый делитель, аналого-цифровой преобразователь, блок ключей и множительный блок, причем входна  итна устройства соединена с первым входом цифрового управл емого делител , вторые входы которого соединены с выходами счетчика , и первыми входами блока ключей, а выход подключен к аналого-цифровому преобразователю , (1-т)-выходы которого соединены соответственно с входами множительного блока, а ш-й выход подключен к первому входу цифрового блока сравнени , выход которого соединен с вторым входом ключа , его второй вход соединен с первым входом блока управлени , второй выход которого соединен с вторым входом блока ключей , выходы которого соединены с вторыми входами множительного блока.

На чертеже представлена структурна 

схема аналого-цифрбвого устройства. Устройство содержит цифровой управл емый делитель 1, счетчик 2, ключ 3, генератор 4 тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, множительный блок

б, блок ключей 7, цифровой блок 8 сравнени  и блок 8 управлени .

Устройство работает следующим образом .

Преобразование аналоговой величины в цифровой эквивалент осуществл етс  по следующей формуле

N Nrp ч- NTW,

причем ,

NT04 8Nr,. N - код преобразованного значени 

входного аналогового сигнала

Nrf) - код грубого отсчета аналоговой

величины; код точного отсчета аналоговой

величины;

U)- входное преобразуемое напр жение;

максимальное значение входного преобразуемого напр жени ; ш - разр дность аналого-цифрового

преобразовател  считывани ; & -величина шага дискретизации измен ющегос  коэффициента делени ,

причем 6 1/2, где П - число разр дов счетчика.

N(4 - текущее зиачеиие кода в счетчике. Формирование кода в соответствии с формулой 1 осуществл етс  в два такта. На первом такте определ етс  Nrp с помощью аналого-цифрового преобразовател  считывани  (параллельное преобразование). Напр жение Ux поступает на вход цифрового управл емого делител , который в данном такте делит входной аналоговый сигнал LJ в отношении 1:1, затем U проходит на АЦП считывани , где и преобразуетс  в код Nf},.

С выхода АЦП считывани  код Nt заноситс  в множительный блок в качестве первого сомножител . На этом первый такт преобразовани  заканчиваетс .

На втором такте определ етс  код NTOM (последовательное преобразование). Формирование кода NTOH осуществл етс  изменением состо ни  счетчика. Открываетс  ключ 3, и импульсы с генератора поступают на счетчик. Считчик управл ет цифровым делителем , коэффициент делени  которого определ етс  по формуле

АК I -fKS,

где S величина шага дискрети зации

К -О, 1, 2, 3 ...; п - разр дность счетчика; ДК - коэффициент делени  цифрового

делител  на К-том шаге. 8 - величина шага дискретизации; Uox Цх

Напр жение на выходе цифрового управл емого делител  где Ux - входной аналоговый сигнал.

Изменение состо ни  счетчика будет продолжатьс  до тех пор, пока не пронзойдет изменение в младшем разр де АЦП считывани . Это изменение улавливаетс  (фиксируетс ) цифровым блоком сравнени  как изменение состо ни  младшего разр да аналого-цифрового преобразовател  считывани . Цифровой блок сравнени  посылает при этом сигнал на прекращение счета в счетчике .

В итоге в счетчике сформировалс  код Ntr - Подсчет величины Njor по формуле () осуществл етс  множительным блоком, открываетс  блок ключей 7, и содержимое счетчика заноситс  в множительный блок в качестве второго сомножител . По окончании умножени  на выходе множительного блока оказываетс  код точного отсчета преобразуемойаналоговой величины.

Таким образом, в результате преобразовани  на выходе АЦП считывани  будет код целой части преобразуемой аналоговой величииы, а на выходе множительного блока - код дробной части аналоговой величины . По окончании обработки выходного кода преобразуемой величины АЦП возвращаетс  в исходное состо ние, и процесс преобразовани  повтор етс .

Предлагаемое аналого-цифровое устройство по сравнению с известными имеет более простую структуру, а значит обладает большей надежностью, меньщими аппаратурными затратами. Кроме того, отсутствие источника эталонного напр жени  исключа ет один из основных возмущающих факторов , вли ющих на точность, т. е. нар ду с упрощением структуры, имеет место увеличение точности преобразовани .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Аналого-цифровое устройство, содержащее блок управлени , цифровой блок сравнени , генератор тактовых импульсов, выход которого через ключ подключен к счетчику, отличающеес  тем, что, с целью повыщеии  точности и надежности преобразовани , введены цифровой управл емый делитель, аналого-цифровой преобразователь, блок ключей и множительный,блок, причем входиа  шина устройства соединена с первым входом цифрового управл емого делител , вторыё входы которого соединены с выходами счетчика, и первыми входами блока ключей, а выход подключен к аналого-цифровому преобразователю , (1-ш)-выходы которого соответственно соединены с входами множительного блока, а т-й выход подключен к первому входу цифрового блока сравнени , выход которого соединен с вторым входом ключа, его второй вход соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с вторым входом блока ключей, выходы которого соединены с вторыми входами множительного блока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе № № то 1.Авторское свидетельство СССР 493013, кл. Н 03 К 13/02, 22.05.72.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 225314, кл. Н 03 К 13/02, 07.01.69 (проип ).