SU999156A2 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относитс  к области измерений характеристик случайных процессов , в частности к ан1и1ог.,о-цифровьм преобразовател м напр жение-код.

По бсновному авт. св. W 866732 известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий преобразователь напр жение-врем , выполненный на последовательно соединенных зар дном устройстве и дискриминаторе интервалов времени, выход которого соединен с первым входом злемента пропускани , выход которого соединен с входом счетчика, а второй вход - с выходом генератора кодовых импульсов и с входом генератора случайных интервалов времени, выход которого соединен с управл ющим входбм дискриминатора интервалов времени преобразоват л  напр жение-врем  1 .

Недостатком устройства  вл етс  , невысока  точность вследствие того, что оно не позвол ет выравнить дифференциальную нелинейность, обуслов- . леннуюзависимостью порога срабатывани  счетчика от зафиксированной в нем информации, так как в реальных уст 5Юйствах импульсы генерируемые генератором кодовых импульсов, не пр моугольные , а трапецеидальные вследствие наличи  паразитных емкостей в линии передачи, наличи  входной паразитной емкости У счетчика и т.:П, ;

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател .

Цель достигаетс  тем, что в- аналого-цифровой преобразователь введены генератор случайньйс чисел и цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход . с первым выходом генератора случайный чисел, второй вход которого соединен с вторым входом счетчика.

На фиг. 1 приведена блок схема 5 предлагаемого .устройства; на фиг. 2 и 3 - графическое по снение работы из .вестного и предлагаемого устройств (гдеог и Та. временные интервалы, .определ ющие врем  срабатывани  счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, пртекТ

Устройство содержит преобразова- . тель напр жение-врем  1, состо щий из зар дного устройства 2 и дискриминатора 3 интервалов времени, счетчик 4, злемент 5.пропускани , генератор 6 кодовых импульсов, генератор 7 случайных интервалов времени, генератор 8 случайных чисел и цифровой сумматор 9, причем выходзар дного устройг

ства 2 соединен с первым входом дискриминатора 3 интервалов времени, выход которого соединен с первым входом элемента 5 пропускани , второй вход элемента 5 пропускани  соединен с выходом генератора 6 кодовых импульсов и с входом генератора 7 случайных интервалов времени, выход которого соединен с вторым входом дискриминатора б, выход элемента 5 пропускани  соеринен с первым входом счетчика 4, выход которого соединен с первьм входом цифрового сумматора 9., а второй вход счетчика 4 соединен с одним выходом генератора 8 случайных чисел,: другой выход которого соединен с вторим входом цифрового.сумматора 9.

Преобразователь работает следующим образом.

По команде Начало измерени  на зар дном устройстве 2 запоминаетс  входное напр жение U , а с генератора 8 случайных чисел в счетчик 4 записываетс  случайное число в пр мом коде, а в цифровой сумг атор 9 в инверсном коде - N, кроме этого генератор 7 случайных интервалов времени начинает формировать случайный интервал времени, который формируетс  из целого числа периодов импульсного сигнала, вырабатываемого генератором 6 кодовых импульсов, В конце случайного интервала времени дискрими натор 3 интервалов времени начинает формировать импульс,длительность котоpCfro пропорциональна напр жению tJy, запомненному на зар дном устройстве 2, причем передне фронт импульса открывает элемент 5 пропускани , а задний фронт - закрывает, в результате чего элемент 5 пропускани  пропускает ria вход счетчика 4 импульсы с генератора б кодовых импульсов, число которых пропорционально измернемо у напр жению. В этом случае в счетчике 4 записываетс  число, равное суМ ме N4 и числа импульсов, пропущенных элементом 5 пропускани , затем данное число переписываетс  в цифровой сумматор 9, где от данной суммы вычитаетс  число N4.

В результате этого на выходе цифро вого сумматора 9 присутствует число, равное количеству импульсов, npotiop-циональных измер емому напр жению. После того, как информаци  снимаетс  с цифрового сумматора 9, устройство возвращаетс  в исходное состо ние, затем цикл измерени  повтор етс .

Так как аналого-цифровые преобразователи , предназначенные дл  пострсэени  гистограмм, работают с посто нной частотой измерени , то возникают коррел ционные св зи между числом, которое записано в счетчике и пропорционально или равно ширине канала, и. уровнем срабатывани  первого триггера счетчика, что приводит к искажению ширины каналоЬ.

Введение случайного числа в счетчик приводит к тому, что запись импульсов в счетчик начинаетс  каждый раз со случайного порога срабатывани  первого триггера счетчика, что при больших количествах измерений приводит к выравниванию ширины каналов аналого-цифрового преобразовател .

Рассмотрим два случа  работы аналого-цифрового преобразовател : один без генератора случайных чисел и цифрового сумматора, другой с упом нутыми блоками.

При первом варианте дл  простоты по1$Гснени  предположим, что уровень срабатывани  первого триггера счетчика зависит только от состо ни , в котором находитс  этот триггер. В этом слчае возникает различие в ширине четных и нечетных каналов. Это происходит вследствие того, что заполнение временного интервала, вырабатываемого дискриминатором интервалов времени, происходит при различных уровн х срабатывани  первого триггера счетчика дл  четных и нечетных импульсов, так как уровень срабатывани  первого триггера в нулевом состо нии более высокий , чем при единичном состо нии. Это приводит к неравенству временных интервалов Тг и tr, определ ющих врем  срабатывани  счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов , что и определ ет ширину каналов аналого-цифрЪвого преобразовател  (фиг. 2).

При втором варианте работы аналого-цифрового преобразовател  запись импульсов, число которых пропорционально измер емому напр жению, на счетчик начинаетс , в отличие от первого случа , при каждом новом измерении с нового уровн  срабатывани  первого триггера счетчика, так как кеокдый раз в счетчик предварительно записываютс  случайные числа, подчиненные , например, равномерному закону распределени .

При больших количествах измерений это приводит к усреднению ширины каналов аналого-цифрового преобразовател  (фиг. 3), при этом ширина каждого канала определ етс  по формуле

4. Z 1 е. 4 .

Ч ,

гдё t(|j4- ширина канала;

п - количество измерений 60 ti - врем  между передними фронтами импульсов генератора кодовых импульсов. Использование дополнительного гене ратора случайных чисел и цифрового 65 сумматора позвол ет увеличить точность устройства и качество изделий, 1В которых оно используетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Аналого-цифровой преобразователь по авт. св. № 866732, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены генератор случайных чисел и

   fc-J

   г г г г

   L t J g/ У g J

   цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика,, а второй вход - с первш4 выходом генератора случайных чисел/ второй вход которого соединен с вторым входом счетчика,

   . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 866732, кл. Н 03 К 13/20, 1980.

   QJH

   f

   n. о n

   iTi L g j

   -tJ }«-I-ь-