Способ аналого-цифрового преобразования с интегрированием

Союз Соеетскив Социелистическид РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено ЗО.Н 11, 966 ( 1102286/26-24) Кл, 42 тпз, 5100 п исоединением зая киМПК 6 061УДК 621.325(088,8 ПриоритетОпубликовано 15.Х 1,1 Комитет по деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР 8, Бюллетеньа опубликования описания 3.17,19.авторы изобрет Заявите И. М. Вишенчук и Б. И. Швецкий Львовский политехнический институтПредлагаемый способ усредняющего аналого-цифрового преобразования хтожет использоваться в вычислительной технике, автоматике и контрольно-измерительной технике,Автоматическое управление производственными процессами связано с получением и переработкой большого объема информации. Автоматические цифровые вольтметры позволяют, благодаря своему быстродействию, производить измерение напряжения в многоканальных системах с потенциальнымш датчиками. Однако большое количество датчиков, например, термопары, устройства для кочтроля производства транзисторов и пленочных схем имеют низкий уровень выходного напряжения и не могут обслуживаться серийными цифровыми вольтметрами. Повышение чувствительности цифровых вольтметров ставит проблему помехоустойчивости. Известны интегрирующие цифровые вольтметры, в которых входное напряжение преобразуется в частоту. Электронный счетчик подсчитывает количество периодов этой частоты в определенном образцовом интервале времени. Показание счетчика пропорционально среднему значению измеряемого напряжения, полученному за интервал измерения. Если этот интервал выбрать равным периоду промышленной сети, то влияние помех промышленной частоты и ее гармоник на результат измерения почти полностью исключается.Недостатком известных устройств являетсяассиметрпя шкалы прибора относительно нулевого показания при биполярном преобразовании.В предлагаемом способе аналого-цифровогопреобразования отработка при лобой полярности производства в одном канале и нулевое показание ничем не выделяется, и 5 о оно получается совершенно ана.чогично любому другому показанию. Поэтому устраняется необходимость удлинения измерительного цикла при изменении полярности сигнала, исключается наличие двух различных шкал для разных полярностей и необходимость отдельной калибровки для каждой полярности сигнала,На чертеже приведена блок-схема аналогоцифрового преобразователя.Устройс 1 во содержит нуль-орган 1, триггер2, датчик 3 образцового напряжения Еу, импульсно-измерительное устройство 4. Входное напряжение Уприложено к резистору 5.5 Нуль-орган 1, триггер 2 и датчик 3 опорногонапряжения образуют компенсирующее устройство, которое поддерживает напряжение на входе нуль-органа 1 равным нулю с точностьто до некоторого порога чувствительности, 0 который может быть выбран с учетом заданной погрешности. Поэтому ток, проходящийчерез резистор 5, будет равенх1 х -йгде Я - величина сопротивления резистора 5. Компенсирующий ток имеет два дискретных уровня: Е,1 р - -Йогде Л - величина сопротивления резистора 6,Сумма токов 1, и 1 д заряжает конденсатор С. Нуль-орган 1 вырабатывает напряжение, указывающее, какую полярность имеет напряжение на конденсаторе. Если напряжение на конденсаторе положительно, триггер подготавливается нуль-органом к перебросу в состояние 1, при котором датчик 3 вырабатывает отрицательное напряжение, Если напряжение на конденсаторе отрицательно, триггер подготавливается к сбросу на нуль, и при этом состоянии будет выработано положительное образцовое напряжение. Переброс триггера осуществляется от генератора с частотой ау, Пусть в некотором интервале времени Т содержится 2 У периодов частоты л, причем в У, случаях триггер 2 находится в состоянии 1, а в Уо случаях - в состоянии О. Заряд, поступивший в конденсатор С в течение этого интервала от источника входного напряжения, равена 1 = 130,Заряды, поступившие в конденсатор от цепей компенсации в тсостояниях 1 и О, равнысоответственнод, = - Л,Т л40гю я,т ЕмЧо - ло2 У Р,Так как устройство компенсации поддержи. 45вает напряжение на конденсаторе практическиравным нулю, тод,+а, . а=О тр1 хй: у ТР, " 2 М роткудатЛевая часть последнего равенства представляст собой среднее значение входного напряжения за время Т, Если выбрать Т = 20 мсек, то при усреднении получается эффект подавления помех, когерентных с питающей сетью. Для построения аналого. цифрового преобразователя нужно разбить интервал Т на 2% равных тактов (М будет показанием на пределе шкалы) и вычислить с помощью ревер 1 - тосивного счетчика разность , Этим за 2нимается импульсно-измерительное устройство 4. Ясно, что если У,=ЖО, то среднее значение входного напряжения равно нулю, а реверсивный счетчик по окончании интервала Т окажется в нулевом состоянии. Если У = 21 Ч, то У, = О, а среднее значение входного напряжения равно1.1= + -Ем.аИз этого соотношения выбираются параметры, определяющие предел измерения. При У, = 2 У получается та же величина, но с обратным знаком.Предмет изобретенияСпособ аналого-цифрового преобразования с интегрированием разности входной и компенсирующей величины, отличаощийся тем, что, с целью упрощения сопряжения шкал положительных и отрицательных входных величин, в каждом такте преобразования выбирают одну и ту же компенсирующую величину в положительной или отрицательной полярности при количестве тактов, равном количеству квантов в полной шкале, и фиксируют разность между количествами тактов с положительной и отрицательнои полярностью компенсирующей величины,231234 Составнтсль В, Д, МахнановРедактор Е. В. Семанова Техред Л, К; Малова Корректор Т. Ф, Старостин ппография, пр. Сапунова,л а коз 301,5ЦНИИПИ Комит Гирахк 530 Подписи опо делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Цен 1 р, пр. Серова, д. 4