Аналого-цифровой преобразователь

-":4 яи т:,;,-, ж 5;ПИСА 0 241123 Е Сова Советскит Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства МЗаявлено 12.Ч.1967 ( 1156116/18-24) Кл. 42 птт, 5/00 с присоединением заявки ЪвПриоритетОпубликовано 01.1 Ч.1969. Бюллетень М 13Дата опубликования описания 4.1 Х.1969 1 ПК С 061ДК 681,325(088,8 Комитет по делам иаобретениН и открыти при Совете Министров СССР. М. Муттер Заявитель АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Известны аналого-цифровые,преобразователи, содержащие цифро-аналоговый преобразователь, ко входу которого подключен регистр памяти, а к выходу сравнивающее устройство, соединенное через релейный элемент с устроиством управления, распределитель импульсов.С целью повышения точности и быстродействия предлагаемый преобразователь снабжен время-импульсным модулятором, преоб разователем временного интервала в число импульсов, счетчиком, вычитающим устройством, Входы модулятора подключены к выходам схемы сравнения и устройства управления, а выход соединен через преобразователь 15 временного интервала в число импульсов со счетчиком, выход которого связан с регистром памяти через вычитающее устройство, присоединенное к выходам распределителя импульсов. 20Блок-схема преобразователя, приведенная на чертеже, содержит сравнивающее устройство 1, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 2, регистр памяти 3 на триггерах 4, 5, б, релейное устройство 7, подключенное к 2 выходу сравнивающего устройства 1, устройство управления 8, распределитель импульсов 9 на триггерах 10 - 13 и схемах совпадения 14 21, формирователь тактовых импульсов (делитель частоты) 22, время-импульсный ЗО модулятор 23 (содержащий узел сравнения 24, двухпозиционный переключатель 25, интегрирующий конденсатор 2 б, сопротивление 27 заряда, схему совпадения 28, релейное устройство 29, ключ 30), преобразователь временной интервал - число импульсов 31 (содержащий генератор прямоугольных импульсов 32 и ключ 33), счетчик 34 (на триггерах 35 - 37), устройство вычитания 38 (на схемах совпадения 39 - 44), ключевое устройство 45, схемы совпадения 4 б - 48 и собирательные схемы 49 - 51.Схемы совпадения 14 - 21, 39 - 44 и 4 б - 48 являются импульсно-потенциальными (их импульсный вход условно выделен утолщением), пропускающими положительный перепад напряжения и дифференцирующими его при наличии разрешающего (неотрицательного) напряжения,на потенциальном входе. Через ссО и сс 1 обозначены выходы триггеров, на которых в исходном состоянии (показанном на чертеже) имеются соответственно нулевой и отрицательный потенциалы.Для простоты ключевые устройства 25, 30, 33 и 45 на чертеже изображены как контактные. Релейные устройства 7 и 29 являются фазочувствительными.В исходном положении все триггеры находятся в состоянии ссО и С=О; ключ 30 замкнут, ключ ЗЗ - разомкнут, ключ 45 находится в нейтральном положении,В вычитающем устройстве 38 на схемы совпадения 39, 41, 43, связанные с выходамн О триггеров 35 - 37 счетчика 34, подан разрешающий потенциал, а на остальные (связанные с выходами 1) - запрещающий, В распределителе 9 открыты схемы совпадения 15, 1 б, 18 и 20.По сигналу устройства управления 8 подвижной контакт ключа 45 подсоединяется к формирователю тактовых импульсов 22, импульсы с которого поступают на вход 52 распределителя 9, и начинается поразрядное уравновешивание измеряемого напряжения Уступенями компенсационного напряжения (1,.После первого тактового импульса (посту,пающего через схему совпадений 15) триггер 10 переходит в состояние 1, подавая разрешение через схему совпадения 17 на прохождение тактовых импульсов на вход триггера 11. (Первый импульс, проходит также через схемы 1 б, 18, 20 на входы триггеров 11.13 и подтверждает их состояние, т. е. оставляет их в состоянии О). Одновременно положительный импульс с выхода 1 триггера 1 О поступает на вход схемы совпадения 39 и через нее и собирательную схему 49 - на счетный вход триггера 4 регистра памяти 3. Триггер 4 они врокидывается, включая ступенью=2, где а - число разрядов ЦАП,Если окажется, что е= У, - У(0, то на шину перекомпенсации 53 с релейного устройства 7 через устройство 8 будет подан запрещающий сигнал, в,противном случае, подается разрешающий сигнал. Поэтому в первом случае (при срабатывании триггера 5) через схему совпадения 4 б сигнал с выхода 1 триггера 5 не пройдет, и триггер 4 останется включенным, а во втором - триггер 4 будет сброшен в исходное положение.Срабатывание триггера 5 осуществляется следующим образом, Второй тактовый импульс с формирователя 22 попадает через схему совпадения 17 на вход триггера 11 и опрокидьгвает его. С выхода 1 последнего положительный импульс попадает на схему совпадения 41 и на счетный вход триггера 5.Аналогичным образом производится опрос других разрядов ЦАП, Предпоследний импульс распределителя 9, снятый с выхода 1 триггера 12, включает через схему совпадения 43 триггер б регистра памяти 3, а последний импульс, снятый с выхода 1 триггера 13, подается на схему совпадения 48 и проходит через нее (и собирательную схему 51) или не .проходит в зависимости от соотношения входного и компенсирующего сигналов. Таким образом, по окончании режима поразрядного уравновешивания оказываются включенными некоторые триггеры регистра памяти 3, ЦАП 2 вырабатывает соответствующее напряжение компенсации, а все триггеры рас 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4пределителя 9 переходят в состояние 1, противоположное исходному,Одновременно последний импульс распределителя 9 попадает на устройство управления 8 (эта связь на чертеже не показана), которое подает на шину 53 разрешающий потенциал и переключает подвижной контакт ключевого устройства 45 в нейтральное положение. ЦАП переходит в режим слежения.В этом режиме устройство работает следующим образом.В зависимости от знака разбаланса е по сигналу устройства управления 8 сопротивление 27 подключается к источнику - Е (при в(0) или +Е (при в)0) Кроме того, при е(0 триггеры 10 враспределителя 9 сбрасываются в исходное состояние, а при е)0 остаются включенными.Пусть в=У - С)0. Тогда подвижной кон такт переключателя 25 будет подсоединен к источнику +Е, а триггеры 10 - 13 распределителя 9 останутся в состоянии 1, Устройство управления 8 выдаст сигнал на схему совпадения 28, от которой сработает релейное устройство 29, замыкающее контакт ключа 33 и размыкающее контакт ключа 30. Интегрирующий конденсатор 2 б начинает заряжаться, а на вход 54 счетчика 34 поступают импульсы с генератора 32 (частота которых много выше частоты тактовых импульсов).В момент, когда в= С релейное устройство 29 выдает сигнал, ключ 30 замыкается, ключ 33 размыкаетсяи число, набранное в счетчике 34, будет соответствовать в)0, Одновременно сигнал поступает на устройство управления 8, которое подключает подвижной контакт ключа 45 к генератору импульсов 32, импульсы с которого поступают на вход 52 распределителя 9.Первый импульс через схему совпадения 14 пройдет на вход триггера 10 и вернет его в исходное состояние. (Этот же импульс проходит через схемы,17, 19, 21 и подтверждает состояние 1 остальных триггеров). Второй импульс пройдет через схему 1 б и возвратит триггер 11 в исходное состояние. Таким образом, триггеры распределителя поочередно переходят в состояние О, и на их выходах О появляются положительные сигналы, которые поступают на импульсные входы схем совпадения 40, 42, 44, вторые входы которых подключены к выходам 1 триггеров 35 - 37 счетчика 34. Причем эти положительные сигналы пройдут через схемы совпадения только в том случае, если соответствующие им триггеры 35 - 37 находятся в состоянии 1, Следовательно, число, записанное в счетчике 34, будет вычтено из числа, набранного в регистре памяти 3. (Операция заема из старшего разряда осуществляется с помощью схем совпадения 4 б - 48 и шины перекомпенсации 53, на которую в режиме слежения подан разрешающий сигнал).После, подключения, подвижного контакта ключа 45 к генератору 32,происходит вычитаЗаказ 187411 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр, Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 ние из числа, набранного в регистре 3, числа, записанного в счетчике 34, но представленного,в дополнительном коде. В итоге числа, записанные в регистре и в счетчике, будут сложены.По истечении времени, необходимого для затухания переходных процессов в ключах ЦАП (время одного такта), может начаться новый цикл преобразования разбаланса в во временной интервал, число импульсов и т. д., или начаться новый цикл поразрядного уравновешивания. Предмет изобретенияАналого-цифровой преобразователь, содержащий цифро-аналоговый преобразователь,ко входу которого подключен регистр памяти, а к выходу - сравнивающее устройство, соединенное через релейныи элемент с устройством управления, распределитель импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точ.ности и быстродействия, он содержит время- импульсный модулятор, преобразователь временного интервала в число импульсов, счетчик, вычитающее устройство, причем входы моду лятора подключены к выходам схемы сравнения и устройства управления, а выход соединен через преобразователь временного интервала в число импульсов со счетчиком, выход которого связан с регистром памяти через выТз читающее устройство, присоединенное к выходам распределителя импульсов.