Аналого-цифровой преобразователь

(19) П 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 1) Н 03 К 13 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 07,10,83. Бюл, Р 37 (72) И. В. Кузьмин, В. П. Кожемяко, В. Г. Краснленко и Л. ИТимченко (71) Винницкий политехнический институт(56) 1, Бакмутский В. Д. Универсаль. ные цнФровые измерительные приборы и системы. Киев, "Техникаф, 1979, с128, рис. 301.2. Балакай В. Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП,. "Энергия", 1978, с. 72, рис. 123 (прототип). (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий счетчик импульсов, блок преобразования напряжения в частоту и генератор временных интервалов, выходы которых подключены соот,ветственно к счетному .и управляющему ,входам счетчика, а также источник опорного напряжения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, блок преобразования напряжения в частоту выполнен на ключе, Формирователе импульсов и параллельно соединенных запускающей и времязадающих ячей. ках, причем эапускакв)ая ячейка выполнена на последовательно соединенных резисторе и светоизлучателе, каж. дая времязадакщая ячейка выполнена в виде оптрона с положительной обратной оптической связью, оптический выход запускающей ячейки подключен к оптическому входу первой времяза" дающей ячейки, оптический выход каждой времязадающей ячейки соединен с оптическим входом каждой последующей времязадающей ячейки, оптический выход последней времязадающей ячейки подключен к оптическому вхо-. ду Формирователя импульсов, выход,которого соединен с управляющим входом ключа, первая общая точка запускающей и времязадающйх ячеек соединена с общей шиной, а вторая через ключ соединена с входной шиной блока преобразования напряжения в час- фС тоту, а генератор временных интервалов выполнен аналогично блоку преобразования напряжения в частоту, причем его входная шина соединена с вы:ходом источника опорного напряжения.Изобретение относится к измери-. тельной и вычислительной технике, а именно к устройствам преобразования инФормации и может быть использо вано в.различных системах.автоматического контроля в универсальных 5 цифровых измерительных приборах и системах.Известен оптоэлектронный сканис- . торный) аналого-циФровой преобразователь, содержащий дискретный ска нистр с рекурентными оптическими свя. эями, источник опорного напряжения, дифференцирующее звено, измерительный механизм, блок управления и генератор пилообразного напряжения 1, 15Недостатком такого преобразовате" ля является сложность.Известей аналого-цифровой преобразователь, содержащий счетчик импульсов, блок преобразования напряжения в частоту, генератор временнык интервалов, выходы которых подключены соответственно к счетному и управляющему входам счетчика, и источник опорного напряжения 2 ,Недостатком является пониженная надежность, что обусловлено наличи- ем ряда прецизионных элементов, метро логический отказ которых приводит к отказу всего устройства.Цель изобретения - повышение на- З 0 дежности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровом преобразователе, содержащем счетчик импульсов, блок преобразования напряжения 35 в частоту и генератор временных интервалов, выходы которых подключены соответственно к счетному и управляющему входам счетчика, а также источник опорного напряжения, блок преобразования напряжения в частоту выполнен на ключе, формирователе импульсов и параллельно соединенных запускающей и времязадающих ячейках, причем запускающая ячейка выполнена на Последовательно соединенных резис торе и светоизлучателе, каждая времязадающая ячейка выполнена в виде оптрона с положительной обратной оптической связью, оптический выход запускающей ячейки подключен к оптическому входу первой времязадающей ячейки, оптический выход кажлой времяэадающей ячейки соединен с оптичес. ким входом каждой последующей времяэадающей ячейки, оптический выход 55 последней времязадающей ячейки подключен к оптическому входу формирожа 1 еляимпульсов, выход которого со" единен с управляющим входом ключа, первая общая точка запускающей и 60 времяэадающих.ячеек соединена с об-щей шиной, а вторая через ключ соединена с входной шиной блока преобразования напряжения в частоту, а генератоР временных интервалов выполнен аналогично блоку преобразования напряжения в частоту, причемего входная шина соединена с выходомисточника опорного напряжения,На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобраэователя.Устройство содержит счетчик 1 импульсов, блок 2. преобразования напряжения в частоту, содержащий ключ3, формирователь 4 импульсов, параллельно соединенные запускающую ячей.ку 5 .и времяэадающий ячейки б, Запускающая ячейка 5 состоит иэ последовательно соединенных резистора 7 и светоизлучателя 8. Каждаявремяэадающая ячейка б представляетсобой оптрон, выполненный на последо.вательно соединенных излучателя 9 иФотоприемника 10, охваченных цепьюположительной оптической обратнойсвязи с оптического выхода излучателя 9 на оптический вход Фотоприем-.ника 10. Оптический выход излучателя 8 соецинен с оптическим входомФотоприемника 10 первой ячейки б.Оптический выход светоиэлучателя 9каждой ячейки б соединен с оптическим входом фотоприемника 10 последующей ячейки. Оптический выход светоизлучателя 9 последней ячейки 6соединен с оптическим входом Формирователя 4 импульсов, выход которогоподключен к управлявцему входу ключа 3. Все ячейки 6 соединены черезключ 3 с выходной шиной 11 блока 2.К управляющему входу счетчика 1 подключен выход генератора 12 временных интервалов, который выполненаналогично блоку 2, причем входнаяшина генератора 12 соединена с источником 13 опорного напряжения,Устройство работает следующимобразом.При замыканий ключа 3 преобразуемое напряжение Б подается на время задающие ячейки 6 и запускающую 5 блока 2, При этом начинает излучать светоизлучатель 8 запускающей ячейки 5. Вслед эа этим срабатывает первая времязадающая ячейка б, так как на ее оптический вход поступает из-лучение от запускающей ячейки, потом срабатывает вторая ячейка б и т.д. Время, через которое появится оптический сигнал на входе формирователя 4 импульсов, определится количеством ячеек и их временем срабатывания, При срабатывании последней ячей ки б формирователь 4 импульсов Формирует,кратковременный импульс, на время действия которого ключ 3 размыкается и напряжение УК отключается от времяэадающих ячеек б, вследствие чего они все гаснут эа какое-то время . причем это время должно1046929 Вания оптъно прйлоследует,1ход следовблока 2 иедованияеОтх МК 25 Составитель В. ДмитриевРедактор Е, Лушникова Техред Т.фанта Корректор О. Билак Заказ 7752/56 Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 быть меньше длительности формируемого импульса 1 4 С После прекращения действия импульса ключ 3 снова замыкается и процесс повторяется сначала.Таким образом, пауза между импуль. сами, формируемыми формирователем 4 импульсов, приблизительно равная периоду следования импульсов, равнаТх = Мхгде М - количество времяэадакщихячеек б в блоке 2Тх - время срабатывания времязадающей ячейки б, 15Каждая .ячейка б, как регенеративный оптрон из фотоприемника и свето- излучателя с положительной обратной рптической связью, имеет время сра- батывания С 20+ 1где- время запуска оптрона поего оптическому, входу- время запуска оптрона погего электрическому входу,равное=а" 5иа 30 где Пр - входное приложенное напряжение.Обозначим а 710 через К, так как эта величина для данного типа оптронов постоянна. кроме того, так 35 как С г 7) с, то можно принять, что.Кь-г= иа т,е. время срабаты рона обратно пропорционал женному напряжению. Отсюда чтоК"х= иВ этом случае пери ания им пульсов с выхода соответственно частота сл импуль.- сов Г равныт:мс:и иК,х х Частота следования импульсов на выходе генератора 12 равна1где и - число времязадающих ячеекгенератора 12,Выходной код счетчика 1, равныйколичеству счетных импульсов, поступивших на счетный вход счетчика1 эа время Тс от блока 2 определяется следукщйм образом:1 о х их к "хх т Е МК М иоПредлагаемый преобразователь несодержит прецизионных аналоговыхэлементов, имеющихся в прототипе(интегратор, прецизионные резисторы)и вместо них имеет простые однотипные времяэадающие ячейки, легко реализуемые методами микроэлектроники, что способствует повышению надежности; Ввиду того, что дестабилизирующие воздействия в равной степени влияют как на блок 2, так и ,на генератор 12, соотношение их периодов достаточно стабильно, чтоспособствует повышению точности.