SU894861A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

/ Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и предназначено дл  преобразовани  действующего значени  переменного напр жени  низких и инфранизких частот в цифровую форму.

Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом первого модул тора и.через инвертор - с первым входом второго модул тора, вторые входы модул торов соединены с выходом генератора растущего напр жени , а выходы через формирователи импульсов соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетчиком .

Недостатки этого устройства низкое быстродействие и ограниченный диапазон преобразовани .

Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий блок сравнени  , вход которого через полупарабо

лический функциональный преовразова- . тель соединен с выходом генератора . линейно-измен ющегос  двухпол рного опорного напр жени , пр мой и инверсный выходы блока сравнени  соединены через блок логики со входом ключа, импульсный вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а выход - со входом отсчетного устройства, а управл ющие входы

10 генератора линейно-измен ющегос  двухпол рного опорного напр жени  и блока логики соединены с выходами блока управлени .

Однако в известном устройстве так15 же низкое быстродействие и ограниченный диапазон преобразовани .

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и расширение диапазона преобразовани .

20

Claims (1)

1. Указанна  цель достигаетс  тем, что в аналогогцифровой преобразователь , содержащий первый блок сравнени , первый вход которого соединен 38 с выходом функционального генератора напр жени  полупараболической формы,, ключр вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а выход - со входом цифрового отсчетного устройства, введены сумматор, источник напр жени  смещени , дополнительный блок сравнени , четыре триггера , четире дополнительных ключа, три счетчика управл емый делитель частоты,,блок сравнени  кодов, элемент ИЛИ5 реверсивный счетчик, формирователь шага квантовани , формирователь периода,.причем выход формировател  периода соединен со входом формировател  шага квантовани , первым входом первого триггера, с первыми входами первого, второго и третьего дополнительных ключей, вторые входы которых и управл ющий вход четвертого дополнительного ключа соединены с выходом генератора эталонной частоты , третьи входы первого и второго дополнительных ключей соединены с выходами второго и третьего триггеров, а первый вход четвертого дополнительного ключа соединен с выходом первого триггера, первые входы второго и третьего триггеров соединены с выходом формировател  шага квантовани  и со входом функционального генератора напр жений полупараболической формы , а вторые входы - с выходами первого и дополнительного блоков сравнени , первый вход дополнительного блока сравнени  соединен с выходом функционального генератора напр жени  полупараболической формы, второй вход первого блока сравнени  через сумматор соединен с шиной измер емого напр жени , котора  подключена ко входу формировател  периода, а второй вход дополнительного блока сравне ни  соединен с выходом источника напр жени  смещени  и со вторым входом сумматора, выход первого дополнительного ключа соединен со входом первого счетчика,, выход второго дополнительного ключа через элемент ИЛИ соединен со входом второго счетчика, Выходы этих счетчиков соединены со входами блока сравнени  кодов, выход которого соединен со вторым входом первого и первым входом четвертого триггеров , выход четвертого дополнительного ключа соединен со вторым входом элемента ИЛИ и с суммирующим входом реверсивно.о счетчика, выход которого через четвертый триггер подключен ко 1 второму входу ключа, выход третьего дополнительного ключа через третий счетчик соединен с управл ющими входами управл емого делител  частоты, вшход п того ключа соединен со входом управл емого делител  частоты, выход которого подключен к вычитающему входу .реверсивного счетчика. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства. Аналого-цифровой преобразователь содержит сумматор 1, блок 2 сравне- . НИЛ, триггер 3, ключ 4, счетчик 5, источник 6 напр жени  смещени , блок 7 сравнени , триггер 8, ключ 9, элемент ИЛИ 10, блок 11 сравнени  кодов , счетчик 12, формирователь 13 периода , формирователь 1A шага квантовани , функциональный генератор 15 напр жени  полупараболической формы, триггер 16, ключ 17, реверсивный счетчик 18, генератор 19 эталонной частоты , ключ 20, счетчик 21, триггер 22, ключ 23, управл емый делитель 2А частоты , цифровое отсчетное устройство 25. Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом. Измер емое напр жение U(t) поступает на входы формировател  13 и сумматора 1, на другой вход которого подаетс  посто нное напр жение смещени  УО от источника 6. На входе блока 2 действует однопол рное напр жение Щ (t) Uo - U(t), (1) а на входе блока 7 - посто нное напр  чение смещени  U Q . На другие входы блоков 2 и 7 поступает напр жение полупараболической формы UA(t) от функционального генератора 15 (где k0 коэффициент полупараболического напр жени ) , запускаемого с помощью формировател  И в моменты времени t| - kT/M, где Т - период измер емого напр жени , М - число измерений мгновенны.х значений напр жени  за период, k 1-М - индекс, показывающий моменты измерени  мгновенных значений. В течение шага квантовани  i.t Т/М на выхоДе триггеров 3 и 8 получают сигналы длительностей Т,, и т , равные интервалам времени между моментами запуска функционального генератора 15 и срабатываний блоков 2 и 7, которые заполн ютс  импульса ( ми частоты fp генератора 19 с помощью ключей h и 9. Формирователь 13 формирует импуль длительность которого равна периоду измер емого напр жени . На это врем  открываютс  ключи 4,9 и 20. Число су мированных за один период импульсов на счетчике 5 будет N,o)2M(tK) (2) K-iI a на счетчик 12 в течение этого же периода через элемент ИЛИ 10 проходит число импульсов, равное За это врем  с выхода ключа 20 на вх счетчика 21 поступают импульсы с ген ратора 19 f(j. По окончании периода Т ключи 4,9 и 20 закрываютс , триггер 16 устанав ливаетс  в положение, отпирающее ключ 17, и через элемент ИЛИ 10 на вход счетчика 12 поступают импульсы эталонной частоты f до момента равенства числа импульсов, записанных на счетчиках 5 и 12, который фиксируетс  блоком 11 кодов. Одновременно импульсы с частотой f через ключ 17 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 18. В момент равенства числа импульсов выход ной сигнал блока 11 возвращает триггер 16 в исходное состо ние и перебрасывает триггер 22 в положение, от пирающее ключ 23. При этом поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 прекращаетс ,а на входы управл емого делител  24 и цифрового отсчетного устройства 25 начинают поступать импульсы с частотой fjjOT генератора 19. Число импульсов , поступивших на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 будет (4) а интервал времени t между моментами окончани  периода Т и срабатыв ни  блока 11 определ етс  из услови  равенства числа импульсов,посту пивших на входы счетчиков 5 и 12, от куда получаем . 1 V.li ф K-l а следовательно - .). N,Частота импульсбв, поступающих с выхода управл емого делител  24 на вычитающий вход реверсивного счетчика 18, равна V-lfj T o Импульсы частоты fg, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 18 до момента его обнулени , когда соответствующий импульс возвращает триггер 22 в исходное состо ние , закрыва  тем самым ключ 23. Врем , в течение которого ключ 23 открыт , равно Д-С-гНзНа или после подставки выражений (6) и (7) .f,, (9) В течение этого времени на цифровое отсчетное устройство 25 поступает число импульсов эталонной частоты, равное /1 I W Np-% :-j|-4-su : ,).(o) Таким образом, код, записанный на цифровом отсчетном устройстве, пр мо пропорционален квадрату действующего значени  переменного напр жени . Цифровой эквивалент действующего значени  не зависит от частоты и измер емого напр жени  и определ етс  лишь стабильностью коэффициента полупараболического напр жени . Врем  преобразовани  определ етс  одним периодом измер емого напр жени . Устройство может быть использовано дл  построени  цифровых вольтметров переменного напр жени ,а также дл  преобразовани  и кодировани  информации в измерительных информационных системах. Формула изобретени  Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый блок сравнени , первый вход которого соединен с выходом функционального генератора напр жени  полупараболической формы, ключ, вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а выход со входом цифрового отсчетного устройства , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и расширени  диапазона преобразовани , введены сумматор, источник напр жени  смещени , дополнительный блок сравнени , четыре триггера , четыре.дополнительных ключа, три счетчика, управл ешй делитель частоты , блок сравнени  кодов, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, формирователь шага квантовани , формирователь периода, причем выход формировател  периода соединен со входом формировател  шага квантовани , первым входом первого триггера, с первыми входами первого, второго и третьего дополнительных ключей, вторые входы которых и управл ющий вход четвертого дополнительного ключа соединены с выходом генератора эталонной частоты , третьи входы первого и второго дополнительных ключей соединены с вы дами второго и третьего триггеров, а первый вход четвертого дополнитель ного ключа соединен с выходом первого триггера, первые входы второго и третьего триггеров соединены с выходом формировател  шага квантовани  и со входом функционального гёне|эато ра напр жени  полупараболической фор мы, а вторые входы - с выходами первого и дополнительного блоков сравн и ,первый вход дополнительного бпоа сравнени  соединен с выходом функионального генератора напр жени  поупараболической формы,второй вход первого блока сравнени через сумматор соединен с шиной измер емого напр жени , котора  подключена ко входу формировател  периода, а второй вход дополнительного блока сравнени  соединен с выходом источника напр жени  смещени , и со вторым входом сумматора , первого дополнительного ключа соединен со входом первого счетчика , а выход второго дополнительного ключа через элемент ИЛИ соединен со входом второго счетчика, выходы этих счетчиков соединены со входами блока сравнени  кодов, выход которого соединен со вторым входом первого и первым входом четвертого триггеров, выход четвертого дополнительного ключа соединен со вторым входом элемента ИЛИ и с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход которого через четвертый триггер подключен ко второму входу ключа, выход третьего дополнительного ключа через третий счетчик соединен с управл ющими входами управл емого делител  частоты, выход п того ключа соединен со входом управл емого делител  частоты, выход которого подключен к вычитакндему входу реверсивного счетчика .