Аналого-цифровой преобразователь

"В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институтеим. С.И.Кирова(57) Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в аналого-пирровых измерительных приборах с автономным питанием.,Изобретение позволяет .уменьшить потребляемую мощность и повысить надежность, Это достигаетсятем, что вместо сложного источникаопорного напряжения используетсяодин источник 17 питания, который спомощью переключающего элемента,транзистора 13, резистора 7, ключа 6подключается к второму входу интегратора 5, который через усилитель 10управляет КМ 011-инвертором 11, Интегратор 5 и усилитель 10 выполненыинвертирующими, 1 ил.Бп12 (Р +В.ц)значений Б;- для положительных Р 2 Р . б Оф12676Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в аналого-цифровых измерительныхприборах с автономным питанием.Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности и повьш)ение надежности.11 а чертеже изображена Функциональная схема устройства,Устройство содержит первую и вто Орую входные шины 1 и 2, токоограничивающий элемент на резисторе 3,ключ 4, интегратор 5, ключ 6, токоограничивающие элементы на резисторах 7, 8 и 9, усилитель 10, КМОПинвертор 11, токоограничивающйй элемент на резисторе 12, пороговый элемент, выполненный на транзисторе13, диод 14, токоограничивающие элементы на резисторах 15 и 16, источник 17 питания, триггер 18, счетчик19 импульсов, тактовый генератор 20,регистр 21, интегратор 5 и усилитель выполнены инвертирующими, а источник 17 является опорным. 25Устройство работает следующим образомаВ первом такте интегрированиязамкнут. ключ 4, и если входное напряжение 5 преобразователя отлично 30от нуля, конденсатор интегратора 5начинает заряжаться. Коэффициентусиления усилителя 10 выбираетсядостаточно большим, поэтому практически с началом первого такта интегрирования он попадает в режим насыщения, при этом Фазы передачи сигна.ла интегратором 5 и усилителем 10выбраны таким образом, что полярность сигнала на выходе усилителя 10 4 Овсегда совпадает с полярностью входного напряжения Б.Счетчик 19 непрерывно производитподсчет импульсов тактового генератора 20 и в момент возвращения внулевое состояние переключает триггер 18. При этом размыкается ключ 4,замыкается ключ 6 и первый вход интегратора через резистор 7 подключается к выходу КМОП-инвертора 11,Поскольку напряжение насыщения усилителя 10 близко к напряжению питания,оцио из плеч КМОП-инвертора 11 бказывается замкнутым, причем напряжение на выходе КМОП-инвертора 11 всегда имеет полярность, противоположную полярности 1 к, и интегратор 5 начинает разряжаться. 19 2При равенстве сопротивлений резисторов 8 и 9 разрядный ток интегратора составляет Б1 =в- для отрицательных2 Р +В.1 я)значений,где 1 - разрядный ток интегратора 5; Б - выходное напряжение источника 17;ЪК, - сопротивления резисторов 7,12 и 15 соответственно.Из приведенных выражений следует, что Функции источника опорного напряжения в АЦП выполняет источник 17 питания.Сопротивление резисторов 12 и 15 выбирается таким чтобы обеспечивалось неравенство где Б - падение напряжения на переоходе база-эмиттер транзистора 13,Выполнение этого соотношения гарантирует правильное Функционирование .порогового элемента на транзисторе 13, который в теченйе всеговремени, пока насыщен усилитель 10,находится в состоянии отсечки,При возвращении интегратора 5 вначальное состояние усилитель 10выходит из режима насыщения и КМОПинвертор 11 попадает в активный рехлм. При этом интегратор 5, усилитель 10 и КМОП-инвертор 11 оказываются охваченными отрицательной обратной связью через резистор 7. Наличие такого режима позволяет исключить разрядный ключ для емкостиинтегратора, а также устраняет влияние сдвига и дрейфа усилителя 1 Она точность преобразования.аПереход КМОП-инвертора 11 в линейный режим сопровождается резкимвозрастанием его сквозного тока,напряжения на резисторах 12 и 15увеличиваются, и транзистор 3 оказывается в состоянии насыщения, Полярность возникающего на коллектореэтого транзнстора перепада не зависит от полярности Б и является имТакой алгоритм преобразования позволяет питать АЦП от одного об- , щего источника опорного напряжения, поскольку не предполагает никаких токов., замыкающихся ца вторую входную шину преобразователя. Перепад коллекторного напряжения транзистора 13.всегда может быть согласован с входными уровнями цифровой логики любого типа, питаемой от источника 1. Однако наиболее целесообразным является применение цифровой логики КМОП-типа, обеспечивающей минимальное токопотребление при достаточном быстродействии. 15 20 Формула изобретения Составитель А.ТитовТехред В.Кадар Редактор К.Копча Коррсктор Л.Зцмокосов Заказ 5834/58 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Г, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,. ул. Проектная, 4 3 1267 пульсом записи для регистра 21, в который записывается код, находящийся в счетчике 19 к моменту уравновешивания.Диод 14 служит для симметричного с базо-эмиттерным переходом транзистора 13 ограничения напряжения на резисторе 15,ФАналого-цифровой преобразователь, содержащий токоограничивающие элементы, выполненные ца резисторах, интегратор, первый вход которого че- ЗО рез первый и второй ключи соединен соответственно с первыми выходами первого и второго резисторов, второй вывод первого резистора является первой входной шиной, усилитель, пер вый вход которого соединен с выходом интегратора, триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с управляющими входами второго и первого ключей, счет ный вход соединен с выходом старшего разряда счетчика импульсов, вы 69ходы всех разрядов которопо соединены с соответствующими ицформационцыл 1 ц входамц регистра, управляющий вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выходы являются выходными шинами, тактовый генератор, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, источник питания, о т л ц ч а ющ и й с я тем, что, с целью умець-. шенця потребляемой мощности и повышеция надежности путем упрощения,введены третий, четвертый, пятый,шестой ц с дьмой токоограничивающиеФэлементы, выполненные ца резисторах,диод, КМОП-ццвертор, а пороговый элемент выполнен на транзисторе, коллектор которого является выходом порогового элемента и через третий резистор соединен с объединенными первым выходом источника питания, первыми выводами четвертого ц пятогорезисторов, катодом диода, вторымивходами интегратора ц усилителя,эмиттер транзистора соединен с объединенными вторым выходом источника питания, первыми выводами шестого иседьмого резисторов, третьими входами интегратора и усилителя, базатранзистора соединена с вторым выводом шестого резистора и первым входом КМОП-ицвертора, второй вход которого соединен с выходом усилителя,третий вход - с анодом диода и вторым выводом четвертого резистора, авыход соединен с вторым выводом второго резистора, вторые выводы пятого и седьмого резисторов соединеныс вторым входом интегратора и являются второй входной шиной, причеминтегратор и усилитель выполнены инвертирующими,