Аналого-цифровой преобразователь

(1%(11) 18 ОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИИАНИЕ ИЗОБРЕТЕКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИС АВТОРС в пре- едиГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗ(5 б) Авторское свидетельство СССР 1 В 1014137, кл. Н 03 К 13/17, 1983.Авторское свидетельство СССР В 785989, кл. Н 03 К 13/17, 978, (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий л масштабирующих усилителей,.входы которых объединены и являются входной анной, а выходы соединены соответст" венно с первыми входами узкодиапа. эонных аналого-цифровых преобразователей, выходы которых соединены соответственно с информационньааи входами коммутатора, выходы которых являются шинами кода мантиссы, а управляющйе входы - с выходами образователя унитарного кода в ничный позиционный код, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор синхроимпульсов, делитель частоты, элемент задержки, блок за. держки на исчетчике,два регистра преобразователь единичного позиционного кода в двоичный позиционный код, пэлементов ИЛИ, входы которых соединены соответственно с выходами старших разрядов соответствующих узкодиапаэонных аналогоцифровых преобразователей, а выходы -с соответствующими первьви входамипервого регистра, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого Юъедииен свходом делителя частоты и вторымивходами узкодиапазонных аналого-цифровык преобразователей и подключен квыходу генератора синхроимпульсов,при этом инверсные выходы первогорегистра соединены с первьви входами второго регистра, вторые входыкоторого через соответствующие счетчики соединены соответственно с прямьаеи вькодами первого регистра, авторые входы счетчика объединенын подключены к выходу делителя частоты, причем вьмоды второго регистра соединены соответственно с входами преобразователя унитарного кодав единичный позиционный код, выходы которого подключены соответственно к входам преобразователя единичного позиционного кода в двоич- .ный позиционный код, выходы которогоявляются шинами кода порядка.1197 1Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для преобразования входного напряжения, изменяющегося в широком динамическом диапазоне, в код. 5Цель изобретения - повышение точности преобразования сигналов, изменяющихся в широком дцнамическом диапазойе от уровня, соизмеримого с дрейфом масштабирующих усилителей. 10На чертеже приведена принципиальная схема аналого-цифрового преобразователя.Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) содержит входную шину 1, мас штабирующие усилители 2- 2, гене - ратор 3 синхроимпульсов, узкодиапазонныеАЦП 4- 4 , коммутатор 5, элементы ИЛИ 6- бг, элемент 7 задерж ки на. одновибраторе; делитель 8 час тоты, первый регистр 9, блок 10 задержке на счетчиках 11 - 11, второй регистр 12, преобразователь 13 унитарного кода в единичный позиционный, преобразователь 14 единичного 25 , позиционного кода в двоичный позиционный. Работает аналого-цифровой преобразователь следующим образом.Входной сигнал, изменяющийся в ши-ЗО роком динамическом диапазоне поступает на набор усилителей - э,где усиливается соответственно в К, К и 1 раз, причем К2 , где а - целое число. Эти промасштабированные З 5 сигналы преобразуются. в цифровой код с помощью узкодиапазонных АЦП 4,- 4 Зпо импульсу синхронизации от гейератора синхроимпульсов 3. Одновременный запуск УАЦП необходим для уменьше 40 ния динамической погрешности, возникающей вследствие асинхронности .выборки значений преобразуемых сигналов различными УАЦП, Наличие 1 в любом старшем разряде УАЦП, начиная с 45 2-го, указывает на перегрузку более чувствительного АУЦП, Сигналы с выходов старшихразрядов УАЦП - 4 г,проходя элементы ИЗ% 6- бг устанавливают в 1 соответствующий разряд пер вого регистра 9 по синхроимпульсу, задержанному элементом задержки 7.Если установится в 1 из-эа перегрузки чувствительных УАЦП один или несколько разрядов первого регистра 55 9, то сигналом с прямого выхода .этих регистров обнуляется соответствунзций счетчик 11 - 11 ц блока 10 эа 075 гдержек, а сигналом инверсного выхода устанавливается в единицу соответствующий разряд второго регистра 12,выходы которого, пройдя преобразователь 13 унитарного кода в единичныйпозиционный, управляют работой коммутатора 5, те, запрещают прохождение разрядных сигналов более чувствительного УАЦП на выходные шины АЦП(раэряды мантиссы выходного кода).При уменьшении входного сигнала до уровня, при котором он попадает врабочую зону. более чувствительногоУАЦП (этот УАЦП былперегружен и неможет нормально функционировать некоторое время Т , пока в его масштабирующем усилителе закончится переходной процесс, причем длительностьпереходного процесса Т можно определить как где с - постоянная времени разделительной цепочки усилителя;П . - максимальный уровень преобВкмакеразуемого сигнала УАЦП;Ь - величина кванта УАЦП,возвратится в исходное нулевое состояние соответствующий. разряд пер;ваго регистра 9 и импульсы от делителя частоты 8 начнут. заполнять соответствующий.счетчик 11, - 11 г блока10 задержки, и счетчик будет отсчитывать время, необходимое для вос-,становления в нормальное состояниеусилителя, который до этого. моментабыл перегружен. Если входной сигналне вызовет новой перегрузки этогоусилителя, то через время Т появится импульс на выходе переполнениясоответствующего счетчика блока 10задержки, который установит в "0"соответствующий разряд"второго регистра 12 и только после этого сигналыс выходов более чувствительного УАЦПпопадут через коммутатор 5 на выходАЦП. Если же на отрезке времениТо, когда заполнялся соответствующий счетчик 11- 11 гэ входной сигнал вновь перегрузитусилитель, тосигнал с соответствующего разрядапервого регистра 9 сбросит в "0"счетчик 11- 11 и АЦП перейдет всостояние, которое уже рассматривалось. Такое рстроение алгоритмавыбора соответствующего УАЦП позво, Максимишинец 871венного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб д,с 5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек ил ляет исключить погрешности, возниканяцие за счет перегрузки усилителей. Сигналы с выхода преобразователя 13 унитарного кода в единич-. аз 7576/58 ВНИИПИ Государ по делам изо 113035, Москва, 1197075 4ный позиционный после преобразования их в двоичный позиционный код преобразователя 14 являются старшими разрядами АЦП (разряды порядка).