Аналого-цифровой преобразователь

Изобретение относится к измери.тельной технике и предназначено.дляпреобразования входного напряженияв. код.Известен аналого-цифровой преобразователь АЦП , содержащий дели.тель напряжения, ключи, дешиФратор,компаратор, элемент И, генератор,счетчик, блок управления Г 13,Известен АцП, содержащий дифференциальный усилитель, компараторы,преобразователь кода, резистор нагрузки, делитель напряжения, соединенный с одним из входов компараторов, Первый вход дифференциального усилителя соединен с входной шиной, второй вход - с общей шиной, авыход - с первыми входами компараторов ипервым выводом резисторанагрузки, второй вывод которого соединен с общей щиной, причем вторыевходы компараторов соединены с соответствующими выходами делителянапряжения, первый вход которого соединен с шиной эталонного напряжения,а второй вход - с общей шиной, приэтом выходы компаратора соединеныс входами преобразователя кодов ( 23Недостатком известных АЦП является .низкая точность преобразования.Цель изобретения в .повышениеточности преобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что в АцП, содержащий дифференциальный усилитель, первый вход кото.рого соединен с шиной входного сигнала, второй вход - с шиной напряжения смещения, неинвертирующий выход - с первым выводом делителянапряжения, первым входом первогокомпаратора, через первый резисторнагрузки с первым выводом второгорезистора нагрузки и через балансныйрезистор с шиной первого источниканапряжения, а инвертирующий выход -с вторым выводом второго резисторанагрузки, первым входом второго компаратора и вторым выводом делителянапряжения, средние точки которогосоединены соответственно с входамипервого, второго и третьего компараторов, выходы которых соединенысоответственно с входами преобразователя кода, введены усилитель компенсации,дрейфа нуля, резистор обратной связи, конденсатор, резисторсмещения, первый вывод которого соеднен с шиной второго источника напряжения, второй вывод - с первымвходом усилителя компенсации дрейфануля, с третьими и четвертыми вывода"ми делителя напряжения соответственно и через конденсатор и резисторобратной связи с, общей шиной, при. этом второй вход усилителя компенсации дрейфа соединен с общей шиной,а выход - с первым выводом балансного резистора. На чертеже представлена струтурная схема АЦП.АЦП содержит дифференциальныйусилитель 1, компараторы 2-1, 2-2,.2-3, преобразователь 3 кода, усилитель 4 компенсации дрейфа Нуля,резисторы 5 и б нагрузки и балансный резистор 7, резисторы 8 - 13делителя напряжения, резистор 4 смещения, резистор 15 обратной связи,.0 конденсатор 16,На первый вход дифференциально-го усилителя 1 подается напряжение0, а на второй вход - напряжение смещения О. Неинвертирующий15 выход дифференциального усилителя,. 1 .соединен с резистором б нагрузкии с первым входом компаратора 2-1,второй вход которого соединен свыводами резисторов 11 и 13 делите 20 ля напряжения, включенных последо"вательно с резистором 9 делителянапряжения и подключенных к.инвертирующему выходу дифференциальногоусилителя 1 и к первому выводу ре 25 зистора 5 нагрузки. Неинвертирующий вход компаратора 2-2 соединенс выводами резисторов 8 и 10 делителя,напряжения, а его инвертирующий вход - с точкой соединения реЗ 0 зистора 9 и 11. Резистор 8 вторымвыводом соединен с неинвертирующимвыходом дифференциального усилителя 1. Вторыми выводами резисторы12:и 13 делителя соединены с инвертирующим входом усилителя 4 компенсациидрейфа нуля, резистором14 смеЩения, резистором 15 обратной связи и конденсатором 16. Вторым выводом резистор 14 соединен систочником - Е а резистор 15, кон 40 денсатор 16 и неинвертирующий входусилителя 4 компенсации дрейфа нуля соединены с общей шиной. Выходусилителя 4 компенсации дрейфануля соединен с вторыми выводами45 резисторов 5 и б нагрузки, с первымвыводом балансного резистора 7,который вторым выводом соединен систочником +Е.При отсутствии входного сигнала50 напряжение на одном из выходов дифФеренциального усилителя 1 (напримерна неинвертирующем) равняется напряжению на входе усилителя 4 компенсации дрейфа нуля, т.е, ОЭ = 0 знаи 55 чение тока через резисторы 8, 10 и12 равно нулю. Напряжение смещенияна входе дифференциального усилителя1 выбирается равным Ц /2, Когдана входе усилителя приложено О, навыходе усилителя сигналы отрицательной и положительной полярностиодинакового значения суммируютсяна резисторе 15, что не приводит кизменению входным сигналом потенциала входа усилителя 4 компенсации65 дрейфа нуля. Если Щ,О, потен.Ал Реда еен 5854/59 Тираж 936 ВНИЙПИ Росударстаенного по делам изобретений 113031, Москва, 3-35, Раушс аз омитета ССоткрытийкая наб.,4/5 ППП фПатентф, г. ужгород, ул.Проектная,циалы входов компаратора 2-1 одинаковырезисторы 8 - 13 равны), увеличение напряжения приводит к установке компаратора во второе ,положение. Если О с О с 3/20 м во второе положение устанавливается компаратор 2-2; а при 07 3/2 Ос переключается компаратор 2-3. На выходе преобразователя кода получаем цифровое значение вхбдного напряжения.Погрешность преобразования приведенной схем зависит от изменения первоначально установленных потенциалов на выходе;дифференциального .усилителя, а также от изменения на-. пряжения источников питания и параметров элементов схеж, Так как схема сиюаьтрична, изменение потенциалов выходов дифФеренциального усилителя 1 имеет один и тот же знак,что приводит к изменению падениянапряжения на резисторе 15. Усилитель 4 компенсации дрейфа нуля ирезистор 7 образуют цепь глубокойотрицательной обратной связи, поэтомуизменение потенциала входа усилителя 4 компенсации дрейфа нуля приводит к изменению напряжения иа еговыходе и, тем самым, к восстановлениюпервоначально установленного смещения на выходах дифференциальногоусилителя 1, что позволяет уменьшить требования к стабильности ис,точников питания дифференциальногоусилителя,а также уменьшает погрешность преобразования при изменениитемпературы окружающей среды.