SU900443A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в системах св зи управл ющих вычислительных машин с объектами управлени .

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий генератор импульсов, счетчик, генератор пилообразного напр жени  и блок сравнени  {.

Такое устройство имеет недостаточно высокую точность из-за болыиогр вли ни  шумов на входном сигнале, а так как улучшение отношени  сигнал/шум за счет постановки фильтров и коррел торов малоэффективно, поскольку эти устройства сами внос т дополнительную погрешность.

Известен интегрирукнчий ан€шогоцифровой преобразователь, содержачи интегратор, три аналогою1Х юаоча, компаратор, два триггера, счетш к, генератор частоты, одновибратор и источник зталонного напр жени , щжчем входы преобразуемого и эталонного напр жени  через два аналоговых ключа соответственно соединены со входом интегратора, выход которого подключен ко входу компаратора, соединенного своим выходом с нулевыми

входами обоих триггеров, единичный вход первого триггера соединен с выходом переполнени  счетчика, а

е пр мой и инверсньй выходы этого триггера подключены соответственно к управлшэдим входам входных аналоговых ключей; вход сигнала Пуск соединен с нулевым входами счетчика

|п и через одновибратор с единичным входом второго триггера, пр мой выход которого соединен со входом разрешени  счета счетчика, а ннверсньШ выход с управл юмим входом третьего ключа, который подключен

5 параллельно к конденсатору интегратора; счетный вход счетчика соединен с выходом генератора частоты 2. Недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  точность.

0 Целью изобретени   вл етс  повышение точности.

Дл  достижени  поставленной цели в аналого-цифровой преобразователь, содеркащий интегратор, вход которого

25 соединен с выходами аналоговых ключей, первые входы которых соединены соответственно с шиной входного напр жени  и с шиной зталонного напр жени , выход - с первым входом компаратора,

Зв второй вход которого соединен с общей шиной, счетчик,нулевой вход котрого подкда)чен к шине сигнаша Пуск, счетный вход - к выходу генератора частоты, выход переполнени  - к единичному входу триггера, пр мой выход которого соединен с управл ющим входом второго ключа, введены диод,включенный параллельно конденсатору интегратора, два элемента И и два инвертора, причем входы первого элемента И соединены соответственно с выходом компаратор и инверсным выходом триггера, а выход соединен с управл ющим входом первого ключа, первый, второй и третий входы второго элемента И соединены соответственно с шиной сигнала Пуск через первый инвертор, с выходом компаратора через второй инвертор и с инверсным выходом триггера , нулевой вход которого подключен к шине сигнала Пуск, выход второго элемента И подключен ко входу интегратора, при этом разрешающий вход счетчика соединен с выходом компаратора.

На фиг. 1 приведена блок-схема аналого-цифрового преобразовател ; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу преобразовател .

Аналого-цифровой преобразователь содержит шины входного 1 и эталонного 2 напр жений, аналоговые ключи 3 и 4, интегратор 5, диод 6, компаратор 7, генератор частоты 8, триггер 9, счетчик 10, два элемента И 11 и 12, шину сигнала Пуск 13 два инвертора 14 и 15.

Вход интегратора 5 соединен чере аналоговый ключ 3 с шиной 1 входного напр жени , через аналоговый ключ 4 с шиной 2 эталонного напр жени  и с выходом элемента И 12, диод 6 включен параллельно конденсатору интёгратора, выход интегратора соединен со входом компаратора Счетный вход счетчика 10 подключен выходу генератора частоты, нулевые входы счетчика 10 и триггера 9 соедин ютс  с входом сигнала Пуск 13, вход разрешени  счета соедин етс  с выходом компаратора, выхода разр дов счетчика  вл ютс  выходами преобразовател  16, а выход переполнени  соединен с единичным входом триггера 9, пр мой выход которого подключен к управл к чему входу аналогового ключа 4. Входы элемента И 11 соедин ютс  соответственно с выкодом компаратора 7 и инверсным выходом триггера 9, а выход - с управл ющим входом ключа 3. Три входа элемента И 12 подключены соответственно к инверсному выходу триггера, к шине сигнала Пуск 13 через инвертор 14 и выходу компаратора через инвертор .15 .

На фиг.2 прин ты следующие обозначени  : сигнал Пуск - 17, выход 18 инвертора 14, пр мой выход 19 триггера 9, инверсный выход 20 триггера 9, вход 21 интегратора 5, выход 22 интегратора 5, выход 23 компаратора 7.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии триггер 9 находитс  в состо нии i (сигнал 20, фиг.2), счетчик 10 хранит результат предыдущего преобразовани , аналоговый ключ 4 открыт единичным сигналом с пр мого йыхода триггера 9, на вход интегратора 5 с шины 2 поступает эталонное напр жение , имеющее пол рность, обратну пол рности преобразуемого напр жени  (сигнал 21,фиг.2). На выходе интегратора присутствует потенциал, равный падению напр жени  на диоде б (22). Когда на шину сигнала Пуск (сигнал 17, фиг.2) передним фронтом этого сигнала триггер 9 и счетчик

10привод тс  в нулевое состо ние, закрываетс  аналоговый ключ 4 по заднему фронту сигнала Пуск (сигнал 8, фиг.2) элемент И 12 приходит

в состо ние 1 и с его выхода на вход интегратора поступает напр жение перегона 21.Интегратор начинает интегрировать это напр жение и, когда выходное напр жение интегратора станет равным напр жению срабатывани  компаратора 7 (сигнал 22, фиг.2), последний опрокидываетс  (сигнал 23, фиг.2) и единичный сигнал с его выхода поступает на вход разрешени  счета счетчика 10, а также вместе с единичным сигналом с инверсного выхода триггера перевод т элемент И

11в состо ние 1, отк алваетс  аналоговый ключ 3, подключающий; на вход интегратора преобразуемое напр же- ние с шины 1 ( сигнал 21,фиг. 2). Интегратор начинает интегрировать это напр жение, а счетчик просчитывает импульси генератора частоты 8 до момента переполнени  счетчика.

Claims (2)

1. По сигналу с выхода переполнени  счетчика 10, триггер 9 переходит в состо ние 1 { сигнал 19 и 20, фиг.2) нулевой сигнал с инверсного выхода триггера через элемент И 11 размыкае аналоговый ключ 3, а единичный сигнал с пр мого выхода триггера замыкает аналоговый ключ 4, в результате чего на вход интегратора поступает с шины 2 эталонное напр жение противоположной пол рности по отношению к преобразуемому напр жению (сигнал 21, фиг.2). Выходное напр жение интегратора начинает измен тьс  в обратную сторону, а счетчик , начинает второй цикл счета. Когда выходное напр жение интегратора станет равным напр жению срабатывани  компаратора (сигнал 22, фиг.2), последний отключаетс  и прекращает счет импульсов счетчиком 10, Схема приходит в исходное состо ние. На выходах разр дов счетчика будет зафиксирован код, пропорциональный величине преобразуемого напр жени . Таким образом, в предлагаемом г преобразователе и запуск, и останов счетчика осуществл етс  по сигналу с компаратора, в результате чего уменьшаетс  вли ние погрешности порюга срабатывани  и временного дрейфа компаратора, по вл етс  возможность осуществл ть следующий цикл преобразовани  через длительный интервал времени после предыдущего цикла без дополнительной регулировки устройства. Формула изобретени  Аналого-цифровой преобразователь содержащий интегратор, два аналоговых ключа, компаратор, счетчик, три гер и генератор частоты, причем вхо интегратора соединен с выходами ана логовых ключей, первый вход первого из которых подключен к шине входног напр жени , а первый вход второго к шине эталонного напр жени , выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход которо го соединен с общей шиной, нулевой вход счетчика подключен к шине сигнала Пуск , счетный вход - к выходу генератора частоты, выход i переполнени  - к единичному входу триггера, пр мой выход которого соединен с управл ющим входом второго ключа, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности преобразовани , в него введены два элемента И. два инвертора и диод, включенный параллельно конденсатору интегратора, входы первого элемента И соединены соответственно с выходом компаратора и инверсным выходом триггера, а выход соединен с управл квдим входом первого ключа, первый, второй и третий входы второго элемента И соединены соответственно с шиной сигнала Пуск через первый инвертор, с выходом компаратора через второй инвертор и с инверсным выходом триггера, нулевой вход которого соединен с шиной сигнала Пуск, а выход второго элемента И подключен к входу интегратора, при этом разрешающий вход счетчика соединен с выходом компаратора. Источники информгщии, прин тые во внимание при экспертизе 1.Гитис Э.И. Преобразователи информации дл  электронных цифровых вычислительных устройств. М., Энерги  , 1975,с. 295-296.
2. 2.Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы ДЦП и ЦАП.М., Энерги  , 1978, с.62-66.

   IS

   «а to w

   v4ОС

   0

   s,

   i-Sff.

   Г

   A

   V

   Ч

   I -t

   «

   tr

   -d«40

   ei

   л

   IL

   П

   22

   гъ

   фаг. 2