SU911722A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике , телемеханике, электронной измерительной и вычислительной технике и используетс  в информационно-измерительных системах при опросе датчиков, выходной сигнал которых представл ет собой экспоненциально р11стущее напр жение с большим, значением посто нной времени.

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) кодо-импульсного типа, содержащий усилитель входного сигнала, запоминающее устройство, нуль-орган, цифроаналоговый преобразователь , регистр, блок управлени  и усилитель импульса запуска 1.

Недостатком данного АЦП  вл етс  то, что он измер ет, мгновенное значение входного напр жени  и не в состо нии определить максимальное значение, к которому стремитс  экспоненциально- растущее напр жение.

Цель изобретени ,- повышение быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровой преобразователь , содержащий усилитель входного сигнала, выход которого соединен с первым- входом первого запоминающего устройства, второй

вход которого соединен с выходом усилител  импульса запуска, а выход - с первые входом первого нульоргана , блок управлени , выходы которого соединены с входами регистра , выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразовател , дополнительно введены . второе и третье запоминающие устрой10 ства, два элемента задержки, второй и третий нуль-органы, интегрирующа  КС-цепь, ключ, триггер и блок определени  знака разности временных интервалов, причем первые входы

15 второго и третьего запоминакадих устройств соединены с выходом усилител  входного сигна.па, второй, вход второго запоминающего устройства сое динен с выходом первого элемента

20 задержки и входом второго элемента задержки, второй вход третьего заПоминаницего устройства соединен с вьйодом второго элемента задержки и первым входом блока управлени , вы25 ходы второго и третьего запоминающих устройств соединены с первыми входами второго и третьего нуль-органа соответственно, вторые входы которых соединены со вторым входом пер30 вого нуль-органа, выходом интегрирующей RC-цепи и выходом ключа, первый вход которого соединен с общей шиной, а второй вход - со/вторым вхо домблока управлени , первым входом блока определени  знака разности временных интервалов и выходом триг гера, первый вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, второй вход - с выходом третьего нульоргана при этом выход второго нульоргана соединен со вторь входом 6ло на определени  знака разности временных интервалов, выход которого соединен с третьим входом блока ч управлени , вход первого элемента задержки соединен с выходом усилител  импульса запуска, а вход- интегрируюсцей RC-цепи соединен с выходом цифроаналогового преобразовател . На фиг. 1 представлена структурна  схема аналого-цифрового преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы/ по сн ющие его работу. Аналого-цифровой преобразователь содержит усилитель 1 входного сигнала , запоминающие устройства (ЗУ) 2-4, нуль-органы 5-7, интегрирующую НС-цепь 8, ключ 9, усилитель 10 импульса запуска, элементы 11 и 12 задержки, блок 13 управлени , регистр 14, цифроаналоговый преобразоват ль 15, триггер 16 и блок 17 определени  знака разности временных интервалов. АЦП работает следующим образом. После подачи на первый вход АЦП экспоненциально растущего входного напр жени  Ugy Oyd - ) , на второй его вход подаетс  импульс за пуска, усиливаемый усилителем 10. В момент времеии Ц (фиг. 2)., соответствующий подаче импульса запуска входное напр жение, усиленное усили телем 1 входного сигнаипа, запоминае с  в ЗУ 2 (и, фиг. 2). В момент времени t. (фиг. 2), при котором им пульс запуска.по вл етс  на выходе . элемента 11 задержки, входное напр  жение запоминаетс  в ЗУ 3 (и2,фиг.2 а в момент времени t. (фиг. 2), при котором импульс запуска по вл етс  на выходе элемента 12 задержки входное напр жение запоминаетс  в З 4 (Uj, фиг. 2). После этого блок 13 управлени  устанавливает в единицу все разр ды регистра 14. На выходе ДАП 15 по вл етс  максимальн напр жение и начинаетс  экспонении .альный рост напр жени  на конденсаторе С интёгрирующей RC-цепи 8 от произвольного уровн  через резистор R до значени  напр жени  на выход ЦАП 15, которое поступает на входы нуль-органов 5-7. При достижении этим напр жением усювн , равного на 1}р жвнию из г запомненному в ЗУ 4 нуль-органа 7, устанавливаетс  триг гер 16- в состо ние единица, замыкаетс  ключ 9 и конденсатор разр жаетс  до уровн  напр жени  U , запомненного в ЗУ 2. Нуль-орган 5 (MdMeHTt4 возвращает триггер 16 в состо ние нуль и ключ 9 размыкаетс . При этом блок 13 управлени  устанавливает все разр ды регистра 14 в состо ние нуль, кроме старшего разр да регистра 14. При этом на вьпсоде ЦАП 15 по вл етс  половина максимального значени  напр жени  4-и, конденсатор С начинает зар жатьс  по экспоненте до значени  напр жени  на выходе ЦАП 15. При равенстве значени  напр жени  на конденсаторе С и значени  напр жени  на выходе ЗУ 3 срабатывает нульорган 6, импульс с выхода которого поступает на дход блока 17 определени  знака разности временных интервалов . После зар да конденсатора С до уровн  срабатывани  нуль-органа 7 (момент tc. , фиг. 2) ключ 9 размыкаетс , а блок 13 управлени  устанавливает в состо ние единица следующий после старшего разр д регистра : 14. При этом, если второй временной интервал был длиннее первого , то старший триггер регистра 14 остаетс  в состо нии /единица , а если короче - то возвращаетс  в состо ние нуль.в После разр да конденсатора С до уровн  напр жени  (фиг. 2), поданного на нуль-орган 5, ключ 9 размыка .етс , конденсатор С снова зар жает с  и блоком 17 определени  знака разности, временных интервалов измер етс  нова , разность временных интервалов и определ етс  ее знак. В зависимости от знака этой разности перед следующим UHKIJOM зар да конденсатора С второй (после старшего) разр д регистра Г4 будет либо оставлен в состо нии единица , либо возвратитс  в состо ние нуль, а третий разр д регистра - установлен в состо ние единица . Работа АЦП будет продолжатьс  аналогично описанному вьвае до тех, пор, пока не будут перепробованы все разр ды регистра 14. После окончани  цикла работы в регистре 14 АЦП будет получено в цифровом коде значение напр жени , к которому стремитс  поданное на вход АЦП иапр жение ,измен ющеес  по экспоненциальному закону, задолго до того как Ugj равным ty.i Таким образом, отличие работы : .предлагаемого АЦП от известного АЦП КОДО-ИМПулЬСНОГО типа состоит в ТОМу что в каждом такте преобразовани  вместо определени  соотношени  (больше-меньше) между входным напр жением и напр жением на выходе ЦАП определ ют разницу, ме:

интервалаB ms ми времени ty, - tJjH t - Ц , по которой определ ют соотношение между напр жениемг к которому по экспоненте стремитс  входное напр жение,. и напр жением на выходе ЦАП, к которому стремитс  по экспоненте напр жение , на конденсаторе С. Если |t - t TtJ, - t H-t/ то напс жение на выходе ЦАПа меньше U.

если

j,

и и t,J - trt., то больше.

11редлал:ае(Ф1й АЩ1 за весьма ко - , роткое врем  определ ет конечное значение напр жени ,, к которому стремитс  экспоненциально возрастающее напр жение Uy, задолго до окончани  переходного процесса.

Claims (1)

1. Хлистунов В.Н. Основы цифровой , электроизмерительной техники н цифровые преобразователи. М., Энерги  , 1966, с. 179 (прототип). / t tj t ff isfftffjtjtflftfty ,1