SU924858A1 - Analogue-digital converter - Google Patents

Analogue-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU924858A1
SU924858A1 SU802990414A SU2990414A SU924858A1 SU 924858 A1 SU924858 A1 SU 924858A1 SU 802990414 A SU802990414 A SU 802990414A SU 2990414 A SU2990414 A SU 2990414A SU 924858 A1 SU924858 A1 SU 924858A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
keys
reference voltage
voltage
Prior art date
Application number
SU802990414A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Харакозов
Original Assignee
Татарский Филиал Всесоюзного Государственного Проектно-Технологического Института По Механизации Учета И Вычислительных Работ Цсу Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татарский Филиал Всесоюзного Государственного Проектно-Технологического Института По Механизации Учета И Вычислительных Работ Цсу Ссср filed Critical Татарский Филиал Всесоюзного Государственного Проектно-Технологического Института По Механизации Учета И Вычислительных Работ Цсу Ссср
Priority to SU802990414A priority Critical patent/SU924858A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU924858A1 publication Critical patent/SU924858A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(54) ANALOG-DIGITAL CONVERTER

1one

Изобретение относитс  к электроизмерительной и вычислительной технике и используетс  в цифровых вольтметрах, однопредельных широкодиапазонных аналого-гшфровых преобразовател х и информационно-измерительных системах.The invention relates to electrical measuring and computing techniques and is used in digital voltmeters, single-range wide-range analog-digital converters and information-measuring systems.

Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий источник эталонного напр жени , две пары управл емых ключей, резистивный делитель, состо щий из двух последовательгтых резисторов , блок управлени  и последовательно включенные усилитель, преобразователь аналог-код, цифровой счетно-решающий блок и выходной блок, причем входы первой пары управл емых ключей соединены с выводами источника эталонного напр жени , один из которых соединен с входом сигнала, а выходы - с входом резистивного делител , входы второй пары управл емых ключей соединены соответственно с входом и выходом резистивного делител , а выходы - со входом усилител . Управл ющие входыA analog-to-digital converter containing a source of reference voltage, two pairs of controllable switches, a resistive divider consisting of two successive resistors, a control unit and an amplifier connected in series, an analog-to-code converter, a digital calculating unit and an output unit are known. the inputs of the first pair of controllable keys are connected to the terminals of the source of the reference voltage, one of which is connected to the signal input, and the outputs to the input of the resistive divider, the inputs of the second pair of controllable keys connected respectively to the input and output of the resistive divider, and the outputs - to the input of the amplifier. Control inputs

ключей преобразовател  аналог-код и счетно-решающего блока соединены с соответствующими выходами блока управлени  С1 .The keys of the analog-code converter and the calculating unit are connected to the corresponding outputs of the control unit C1.

Недостатком данного аналого-цифрового преобразовател   вл етс  низка  точность преобразовани  в широком динамическом диапазоне изменени  входных сигналов.The disadvantage of this analog-to-digital converter is the low conversion accuracy over a wide dynamic range of variation of the input signals.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  в широком динамическом диапазоне изменени  входных сигналов.The purpose of the invention is to improve the accuracy of conversion in a wide dynamic range of variation of input signals.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный аналого-цифровой преобразователь , содержащий источник эталонного напр жени , первый выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , вто рой выход источника эталонного напр жени  соединен с первым входом второ- то ключа, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, входом третьего ключа и первым выводом первого резистора резнетивного делител , второй вывод которого соединен с первым входом четвертого ключа и с первым выводо второго резистора резнетивного делител  второй вывод которого соединен с общей шиной, вторые входы третьего и четвертого ключа соединены с третьим и четвертым выходами блока управлени  соответственно , п тый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответсгвенно с первыми входами преобразовател  аналог-код, цифрового счетно-решающего блока, выходного блока, второй вход которого соединен с выходом цифрового счетно-решающего блока, второй йход которого соединен с выходом преобразовател  аналог-код, второй вход которого соединен с выходом усиЛител , введены источник, опорного напр жени , три ключа, регулируемый усилитель, и конденсатор, при этом перва  обкладка которого соединена с общей щиной, а втора  - с выходом п того ключа и первым входом регулируемого усилител , второй вход которого соединен с выходами третьего и четвертого ключей, а выход - с входом усилител  и первым входом п того ключа, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока Qуправлени , а выход источника опорного напр жени  соединен с первым входом шестого ключа, второй вход которого соединен с дев тым выходом блока упралени , а выход - с первым входом второго ключа, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход с дес тым входом блока управлени .The goal is achieved in that a known analog-to-digital converter containing a reference voltage source, the first output of which is connected to the first input of the first key, the second input of which is connected to the first output of the control unit, the second output of the reference voltage source the second key, the second input of which is connected to the output of the first key, the input of the third key and the first output of the first resistor of the resistor divider, the second output of which is connected to the first input of the fourth to With the first and the output of the second resistor of the resistor divider, the second output of which is connected to the common bus, the second inputs of the third and fourth switches are connected to the third and fourth outputs of the control unit, respectively, the fifth, sixth and seventh outputs of which are connected to the first inputs of the converter analog-code , digital calculating unit, output unit, the second input of which is connected to the output of the digital calculating unit, the second input of which is connected to the output of the analog-code converter, second input One of which is connected to the output of the amplifier, a source, a reference voltage, three switches, an adjustable amplifier, and a capacitor are entered, the first plate of which is connected to the total width, and the second is connected to the output of the fifth key and the first input of the adjustable amplifier connected to the outputs of the third and fourth keys, and the output to the amplifier input and the first input of the fifth key, the second input of which is connected to the eighth output of the Q control unit, and the output of the reference voltage source connected to the first input of the sixth key, Its input is connected to the ninth output of the control unit, and the output to the first input of the second key, the first input of which is connected to the input bus, and the second input to the tenth input of the control unit.

На чертеже представлена структурна  схема аналого-цифрового преобразовател .The drawing shows a structural diagram of the analog-to-digital converter.

Аналого-цифровой преобразователь содержит регистрируемый усилитель 8, конденсатор 9, усилитель Ю, преобразо вателъ 11 аналог-код, цифровой счетнорешающий бло 12, источншс эталонного напр жени  13, резисторы 14 и 15 ре™ зистивного делител , источник 16 опор™ ного напр жени , выходной блок 17, блок 18 управлени . Блок 18. управлени  осуществл ет синхронизацию работы управл емых ключей 1 7, преобразовател  аналог-код 11 и цифрового счет но-решающего блока 12. Коэффициент усилени  регулируемого усилител  8 регулируетс  так, что при динамическом диапаэойе изменени  входного сигнала в раз, коэффициент усилени  мен етс  в Vft раз. А величийа опорного на92The analog-to-digital converter contains a registered amplifier 8, a capacitor 9, an amplifier Yu, a converter 11 analog-code, a digital computational unit 12, a source of reference voltage 13, resistors 14 and 15 of the resistive divider, a source of 16 voltage suppressors, output unit 17, control unit 18. The control unit 18. synchronizes the operation of the controlled keys 1 7, the analog-code converter 11 and the digital counting of the decisive block 12. The gain of the adjustable amplifier 8 is adjusted so that when the dynamic range of the input signal changes in time, the gain changes Vft times. And greatness support on 92

циент усилени  регулируемого усилител  8 устанавливаетс  в начале первого такта и сохран етс  посто нным в течение последующих тактов за счет сохранени  управл ющего напр жени  на конденсаторе 8. С выхода регулируемого усилител  8 напр жение также поступает на вход последовательно включенных усилител  10 и преобразовател  11 аналог-код . С выхода преобразовател  11 записываетс  в цифровом счетно-реагающем блоке 12 код числаThe gain amplifier of adjustable amplifier 8 is set at the beginning of the first cycle and remains constant during subsequent cycles by maintaining the control voltage on the capacitor 8. From the output of adjustable amplifier 8, the voltage is also fed to the input of the series-connected amplifier 10 and converter 11 analogue code . From the output of the converter 11, a number code is recorded in the digital counting unit 12.

, ,

Claims (1)

где К - коэффициент усилени , установленный в начале такта ; и - напр жение входного сигнала; N0 - смещение нул  градировочной характеристики дл  выбранного аппроксимирующего участка. В течение второго такта ключи 1, 3 и 6 открыты, клЬчи 2, 4,5 и 7 закрыты . Напр жение входного сигнала включено посдедовательно с иапр жением 1«:точника 13 эталонного напр жени  и на вход регулируемого усилител  8 поступает сумма этих напр жений. С выхода преобразовател  11 в цифровое счетно-решающее устройство 12 затитсываето  число 4 пр жени  источника 16 выбираетс  в, Ж раз меньше максимального значени  входного сигнала. В процессе автоматического регулировани  коэффициента усилени  происходит перераспределение динамических диапазонов между входным сигналом и опорным напр жением. Динамический диапазон входного сигнала сужает в ifA раз, а динамический диапазон опорного напр жени  расшир етс  во столько же раз, что и позвол ет восстанавливать динамический диапазон цифрового сигнала, адекватного входному, с помощью делени  в цифровом счетнорешающем блоке 12. Устройство работает следующим образом . В течение первого такта ключи 1-4 открыты, ключи 5, 6 и 7 закрыты. Вход- ной сигнал через открытые кг1ючи. 1, 2 и 3 поступает на вход регулируемого усилител  8. Выходное напр жение регулируемого усилител  В через открытый. ключ 4 поступает на конденсатор 9, ко- торый запоминает его. С конденсатора 9 регулирующее напр жение поступает на регулирующий вход регулируемого усилител  8, при этом, чем больше входное напр жение, тем меньше коэффициент усипени  усилител  8 и наоборот. КоэффиИеЧих + )о, . где Ug - значение напр жени  эталонно источника. В течение третьего такта ключи 1, 2и 7 открыты, ключи 3-6 закрыть. Входной сигнал через открытые ключи 1 и 2 поступает на вход резистивного делител , состо щего из -двух последовательно соединенных резисторов 14 и 15, с выхода которого через открытый ключ 7 поступает на вход регулируемого усилител  8.-В цифровой счетно-решающий блок 12 записываетс  код числ , /где - коэффициент делени  резистив ного делител  на резисторах 14 и 15. В течение четвертого такта ключи 2 3и 5 открыты, ключи 1, 4, 6 и 7 закрыты . На вход регулируемого усилител  8 поступает напр жение с выхода опорного источника 16. В цифровое. счетно-решающее устройство 12 записываетс  код числа . гдеОоп- величина опорного напр жени  Ц0 -смещение Нуль градировочной характеристики дл  выбранного аппрокси мирующего линейного участка. В течение п того такта ключи 3, 5 и 6 открыты, ключи 1, 2, 4 и 7 закры ты. Источники опорвюго и эталонного напр жений включены последовательно и на вход регулируемого усилител  8 поступает сумма двух напр жений. В цифровой счетно-решающий блок 12 записываетс  код числа Hg Ki Ug Oonl+No.. Во врем  шестого такта ключи 2, 5 и 7 открыты, ключи 1, 3, 4 и 6 закры ты. Опорное напр жение поступает на вход регистраторного делител  14 и 15 с выхода которого через открытый ключ на вход регулируемого усилител  8. В цифровой счетно-решающий блок 12 зап сьтаетс  коп числа . После этого цифровой счетно-решающий блок 12 производит обработку данных по мере их поступлени  по следую- щему алгоритму: ( N,-N)( 4) iV)() Результат обработки св зан с входным напр жением следующим соотношением : т. е, не зависит от коэффициента усилени  регулируемого усилител  8 и параметров градуированной характеристики, точности и стабильности эталонного напр жени  и резистивного делител , а определ етс  лишь стабильностью источтзкка опорного напр жени . Результат обработки переписываетс  в конце шосла измерений в выходной блок 17 по команде с блока 18 управлени  и сохран етс  в нем до поступлени  результата следующих вычислений. ИсполЕзЗование дополнительной пары управл емых ключей на входе AUTI с источником опорного напр жени  исключает вли ние нестабильности эталонного напр жени  и коэффициента делени  резистивного делител  на точность преобразовани , что позвол ет получить более высокую точность. Формула изобретени  Аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник эталонного напр жени , первый выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход источнтса эталонного напр жени  соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управлени , а выход соединен с выходом первого ключа, входом третьего ключа и первым выводом первого резистора резистивного делител , второй вывод которого соединен с первым входом четвертого ключа и с первым выводом второго резистора резистивного делител , второй вывод которого соединен с обшей шиной, вторые входы третьего и четвертого ключей соединены с третьим и четвертым выходами блока управлени  соответственно , п тый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с первыми входами преобразовател  аналог-код , цифрового счетно-решающего блока, выходного блока, второй вход которого соединен с выходом цифрового счетно-решающего блока, второй вход которого соединен с выходом преобразовател  аналог-код, второй вход которого соединен с выходом усилител ,- о т л и - ч а ю ш и и с   тем, что, с целью по792 вьЕ ений точности преобразовани  в широком дикам51ческом диапазоне изменени  входных сигналов, введены источник опорного напр жени , три ключа, регулируемый усилитель к конденсатор, перва  обкладка Которого соединена с общей шиной, а втора  с выходом п того ключа и первым входом регулируемого усилител , второй вход которого соединен с выходами третьего и четвертого ключей, а выход с входом усилител  и первым входом п того ключа, второй вход которого соединен , с восьмым выходом блока управлени , .а выход источника опорного напр 8 жени  соединен с дев тым выходом блока управлени , а выход - с первым входом второго ключа, вторым выходом источника эталонного напр жени  и выходом седьмого ключа, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход с дес тым входом блока управлени . Источники ии зормагши, прин тые во внимание при экспертизе 1. Бромберг Э. М., Куликовский К. Л. Тестовые методы повьпиени  точности измерений. М., Энерги , 1978, с. 121 - 123 (прототип).where K is the gain factor set at the beginning of the cycle; and - input voltage; N0 is the zero offset of the calibration characteristic for the selected approximation area. During the second cycle, keys 1, 3 and 6 are open, keys 2, 4.5 and 7 are closed. The input voltage is connected in series with a voltage of 1 ": the reference voltage source 13 and the sum of these voltages is fed to the input of the adjustable amplifier 8. From the output of the converter 11 to the digital counting device 12, the number 4 of the source voltage 16 is selected to be F, times smaller than the maximum value of the input signal. In the process of automatic gain control, the dynamic ranges are redistributed between the input signal and the reference voltage. The dynamic range of the input signal reduces to ifA times, and the dynamic range of the reference voltage expands as many times as it allows to restore the dynamic range of the digital signal, adequate to the input, using division in the digital counting unit 12. The device operates as follows. During the first measure, keys 1-4 are open, keys 5, 6, and 7 are closed. The input signal is through open bucks. 1, 2 and 3 are fed to the input of adjustable amplifier 8. The output voltage of adjustable amplifier B is through open. the key 4 goes to the capacitor 9, which remembers it. From the capacitor 9, the regulating voltage is supplied to the regulating input of the adjustable amplifier 8, while the higher the input voltage, the smaller the amplification factor of the amplifier 8 and vice versa. Coefficient I + O) +, o. where Ug is the voltage value of the reference source. During the third cycle, the keys 1, 2 and 7 are open, the keys 3-6 close. The input signal through public keys 1 and 2 is fed to the input of a resistive divider consisting of two series-connected resistors 14 and 15, from the output of which through the public key 7 is fed to the input of adjustable amplifier 8. In the digital calculating unit 12, the code is written numbers, / where is the division ratio of the resistive divider on resistors 14 and 15. During the fourth cycle, the keys 2 3 and 5 are open, the keys 1, 4, 6 and 7 are closed. The input of the adjustable amplifier 8 receives the voltage from the output of the reference source 16. In digital. computer 12 records the code of the number. where Oop is the magnitude of the reference voltage Z0 is the offset of the zero calibration characteristic for the chosen approximate linear section. During the fifth tact the keys 3, 5 and 6 are open, the keys 1, 2, 4 and 7 are closed. The sources of reference and reference voltages are connected in series and the sum of two voltages is fed to the input of adjustable amplifier 8. In the digital calculating unit 12, a code of the number Hg Ki Ug Oonl + No is recorded. During the sixth cycle, keys 2, 5 and 7 are open, keys 1, 3, 4 and 6 are closed. The reference voltage is fed to the input of the registrar divider 14 and 15 from the output of which through a public key to the input of the adjustable amplifier 8. In the digital calculating unit 12 a copy of the number is recorded. After that, the digital calculating unit 12 processes the data as it arrives by the following algorithm: (N, -N) (4) iV) () The result of the processing is related to the input voltage by the following relation: i.e., not depends on the gain of the adjustable amplifier 8 and the parameters of the graded characteristic, accuracy and stability of the reference voltage and resistive divider, and is determined only by the stability of the source voltage. The result of the processing is rewritten at the end of the measurement method to the output unit 17, as commanded by the control unit 18, and stored there until the result of the following calculations. The use of an additional pair of controllable keys at the input AUTI with a source of reference voltage eliminates the influence of the instability of the reference voltage and the division factor of the resistive divider on the conversion accuracy, which allows to obtain higher accuracy. Analog-to-digital converter containing a reference voltage source, the first output of which is connected to the first input of the first key, the second input of which is connected to the first output of the control unit, the second output of the reference voltage source is connected to the first input of the second switch, the second input of which is connected with the second output of the control unit, and the output is connected to the output of the first key, the input of the third key and the first output of the first resistor divider, the second output of which is connected to the first the fourth key and the first output of the second resistor of the resistive divider, the second output of which is connected to the common bus, the second inputs of the third and fourth keys are connected to the third and fourth outputs of the control unit, respectively, the fifth, sixth and seventh outputs of which are connected respectively to the first inputs of the converter analogue code, digital calculating unit, output unit, the second input of which is connected to the output of the digital calculating unit, the second input of which is connected to the output of the converter the analogue code, the second input of which is connected to the output of the amplifier, is of a kind, so that, in order to see the accuracy of the conversion in a wide wild range of variation of the input signals, a reference voltage source is introduced, three keys, an adjustable amplifier to the capacitor, the first lining of which is connected to the common bus, and the second with the output of the fifth key and the first input of the adjustable amplifier, the second input of which is connected to the outputs of the third and fourth keys, and the output with the input of the amplifier key, w The input of which is connected to the eighth output of the control unit. The source output of the reference voltage 8 is connected to the ninth output of the control unit, and the output is connected to the first input of the second key, the second output of the reference voltage source and the output of the seventh key, the first input of which connected to the input bus, and the second input to the tenth input of the control unit. Sources of AI zormagshi taken into account during the examination 1. Bromberg EM, Kulikovsky K. L. Test methods for measuring accuracy. M., Energie, 1978, p. 121 - 123 (prototype).
SU802990414A 1980-10-10 1980-10-10 Analogue-digital converter SU924858A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802990414A SU924858A1 (en) 1980-10-10 1980-10-10 Analogue-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802990414A SU924858A1 (en) 1980-10-10 1980-10-10 Analogue-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU924858A1 true SU924858A1 (en) 1982-04-30

Family

ID=20920927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802990414A SU924858A1 (en) 1980-10-10 1980-10-10 Analogue-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU924858A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7095346B2 (en) A/D converter with minimized transfer error
GB2031153A (en) Magnetic or magneto-inductive materials tester
US3579105A (en) Digital readout system having an automatic zero-setting circuit
CN112269065B (en) Double-excitation high-precision absolute impedance measurement method
US3676661A (en) Voltage-time-voltage computation circuit using r-c exponential decay circuits to perform multiplication, division, root-finding and logarithmic conversion
JPH0364216A (en) Method and apparatus for accurately digitalizing analog signal
EP0047090A2 (en) Method of and apparatus for converting an analogue voltage to a digital representation
SU924858A1 (en) Analogue-digital converter
US4426624A (en) Device and method for amplifying and sampling multiplexed signals
US2947480A (en) Electrical differentiator
US3805046A (en) Logarithmic conversion system
RU2020616C1 (en) Analog storage
SU783759A1 (en) Device for determining frequency characteristics of automatic control systems
SU736116A1 (en) Adaptive statistic analyzer
JPS62177406A (en) Displacement measuring instrument
SU974109A1 (en) Strain gauge device (its versions)
SU706925A1 (en) Analogue-digital converter
SU962989A1 (en) Computing device
SU781575A1 (en) Dynamic method of linearisation of transducer characteristics
SU955110A1 (en) Logarithmic analog=digital converter
SU1153299A1 (en) Method of measuring d.c.voltage
SU731584A1 (en) Device for measuring non-linearity of digital-analogue converters
SU731578A1 (en) Stochastic voltmeter
US5097199A (en) Voltage controlled current source
SU1022183A1 (en) Function generator