Интегрирующий двухтактный аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 26 О 9) ЯО и 1) 4 Н ОЗМ 1/5 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВУ ОРСИОМУ СВИДТЕельниИ.В. Дягел 088.8)Преобразоватлектронных цифустройств.396, рис. 8.5,цифровые изм- М, Высшая96, рис. 3.46. ли овых ритель школа,ен. -11ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) В,С, Брене и Д.В. Шабалов (53) 681.325 ( (56) Гитис Э.И формации для э вычислительных гия, 1975, сеШляндин ВЛ ные устройства 1981, с. 194-1(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь"зовано в радиоэлектронных системахрегистрации и обработки сигналов быстропротекающих процессов. Изобретение позволяет повысить точностьизмерения. Это достигается путем многократного интегрирования измеряемого и опорного напряжений, которыечерез ключи 2,3 подключаются к интегратору 1, выход которого соединен споследовательно соединенными дополнительными интеграторами, выходы которых через компараторы 6, элем1290526 сигналы как результат интегрированияизмеряемого напряженияЭлементы И 9разрешают прохождение импульсов насчетные входы всех счетчиков 11, Нулевой сигнал на выходе триггера 12размыкает. первый 2 и третий 10 ключи,а единичный сигнал на его инверсномвыходе замыкает второй ключ 3, подключая к цепи интеграторов 1 опорное10 напряжение П . В этом такте каждымиз счетчиков 11 подсчитывается числоимпульсов до момента срабатывания соответствующих компараторов 6, которые запрещают прохождение импульсов15 через элемен,ы 9. Очередной циклпреобразования заканчивается, когдапрекращается счет всеми счетчиками, 11. Поэтому считывание показанийсчетчиков может производиться по20 окончании счета вплоть до следующегоцикла преобразования, например, поочередному фронту следующего запускающего импульса,С началом очередного цикла преоб 25разования интегрирование измеряемого напряжения У производится от начального уровня напряжения на интеграторах с момента времени =0 домомента времени 1=. окончания первого такта. Во втором такте интегрируется опорное напряжение 11 д, приэтом напряжение на выходе и-го интегратора достигает значения порогового напряжения Ц, в момент времени35 зовано в радиоэлектронных системахрегистрации и обработки сигналовбыстропротекающих процессов,Цель изобретения - повышение точности измерения путем многократногоинтегрирования измеряемого и опорного напряжения.На чертеже приведена функционал:, -ная схема устройства.Устройство содержит интеграторы1, первый 2 и второй 3 ключи, черезкоторые входы интегратора 1 подключены к шинам измеряемого 4 и опорного 5 напряжения, компараторы 6,первые входы которых соединены с выходами интеграторов 1, а вторые - подключены к шине 7 порогового .напряжения, генератор 8 импульсов, эле;менты И 9 третий ключ,10, счетчики11 импульсов, триггер 12 и вход 13устройства.Устройство работает следующимобразом.В момент прихода запускающего импульса по входу 13 устройства триггер 12 устанавливается в единичноесостояние. Единичный сигнал на выходе триггера 12 обеспечивает замыкание первого 2 и третьего 10 ключей,а нулевой сигнал на инверсном выходеразмыкает второй 3, и запрещает прохождение импульсов через элементыИ 9. К входу интегратора 1 при этомподключается шина 4 измеряемого напряжения, а к счетному входу счетчика 11 - выход генератора импульсов8, однако очередной цикл преобразования начинается только в моментокончания запускающего импульса,который также является сигналом установки в исходное состояние всех интеграторов 1 и счетчиков 11.Очередной цикл преобразования начинается с такта интегрирования измеряемого напряжения Б, длительностькоторого определяется числом импульсов, подсчитываемых счетчиком 11,домомента появления единичного сигналана его выходе, соединенном с входомсброса триггера 12, который возвращает его в исходное состояние.С момента возврата триггера 12 висходное состояние начинается тактинтегрирования опорного напряженияЦд. При этом на выходах всех компараторов 6 присутствуют единичные 40 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь+ П,йс 1= Б,где- постоянная времени интегратора.45 Так как - являются результатом преобразования, то могут бытьвычислены значения многократно проинтегрированного опорного напряжения50 аа, и,аа,п Раа где О, - в общем случае может бытьлюбое известной формы напряжение.Следовательно, могут быть определены значения интегральных информативных параметров;1290526 п раз 10 сравнения 20 ВНИИПИ Заказ 7916/57 Тираж,92 Подписное Произв."полигр. пр-тие, г. Уж 1 ород, ул, Проектная, 4 Если пороговое напряжение выбирается соответствующим начальным уровням напряжения на интеграторах О =О, а опорное напряжение обратного знака ,по отношению к измеряемому Яддп 11 = -БЦп Б , то при идеализации выполнения операций интегрирования и осуществляется компенсация аппаратурной составляющей погрешности отизменения постоянных времени интегрирования.При аналитическом описании исследуемого сигнала системой приближаю 1-1щих функции :(г;) = ) а в , весовые251=0 коэффициенты а , определяются из системы уравнений: так как восстанавливается функция реального времени, та измерение интервалов времени ,Т должно обеспечиваться с требуемой точностью в отличии от измерения постоянного напряжения. Если исследуемый сигнал по отношению к длительности интервала преобразования описывается монотонной непрерывной функцией, которая 40 может быть представлена конечным рядом Тейлора, то может быть обеспечено его восстановление с нулевой методической погрешностью апроксимации. 45 Формула изобретения Интегрирующий двухтактный аналого-цифровой преобразователь, содержащий интегратор, первый и второй вхо ды которого соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, входы которых являются соответственно шинами входного и опорного напряжений, управляющий вход первого клю ча объединен с управляющим входом третьего ключа и соединен с прямым выходом триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и первым входом элемента И, информационный вход третьего ключа и второй вход элемента И объецинены и соединены с выходом генератора импульсов, вход установки триггера объединен с входом установки счетчика импульсов и является шиной "Пуск", а вход сброса триггера соединен с выходом переполнения счетчика импульсов, счетные входы которого соединены соответственно с выходами третьего ключа и элемента И, выходы счетчика импульсов являются первыми выходами устройства, выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является шиной порогового напряжения, а выход соединен с третьим входом элемента И, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения, точности измерения путем многократного интегрирования измеряемого и опорного напряжений, введены дополнительные интеграторы, компараторы, элементы И и счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих дополнительных элементов И, выходы дополнительных счетчиков импульсов являются дополнительными выходами устройства, а входы установки счетчика импульсов и дополнительных счетчиков импульсов объединены с входами установки интегратора и дополнительных интеграторов, выход интегратора соединен с входом первого дополнительного интегратора, выход .-го дополнительного интегратора соединен с входом (.+1)-го дополнительного интегратора и первым входом -го дополнительного компаратора, вторые входы которых объединены и являются шиной порогового напряжения, выход каждого д-го дополнительного компаратора соединен с первым входом -го дополнительного элемента И, вторые входы которых объединены и подключены к инверсному выходу триггера, а третьи входы объединены и подключены к выходу генератора импульсов.