Аналого-цифровой преобразователь

3958 У 5 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалист имескихРеспублик Зависимое от авт. свидетельс Заявлено 23.Х.19 О ( 1612247/18-2с присоединением заявки-М. Кл. 6 08 с 9/О осударственный комитетСовета Министров СССРно делам изобретенийи открытий риоритет -публиковано 28.Ч,1973. Бюллетень3 К 621.314,26(088,8 ата опубликования описания 5 1974 Авторыизобретени овский и Л. В. Говд аявитель АЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Устройс раз на каж симальное мени взве женному н родействую 100000 пре мое время достигает количества щения врем Однако уменьшени разряда в возникаютИзобретение относится к аыалого-цифровой вычислительной технике и может применяться в качестве входных устройств цифровых машин.Известны аналого-цифровые преобразователи, в которых применен способ поразрядного взвешивания, Преобразователи высокой точности строят по замкнутой схеме, в кото,рой применяют декодирующий цифро-аналоговый преобразователь, Напряжение на выходе преобразователя пропорционально набранному коду и непрерывно сравнивается со входным, причем код,набирают поочередно, начиная со старшего, разряда. тво сравнения срабатывает один дый разряд, Таким образом, маквремя преооразования равно врешивания каждого разряда, умно- а количество разрядов, Для быстщих преобразователей (например образований в секуиду) необходивзвешивания каждого разряда диниц микросекунд. Увеличение разрядов требует поэтому уменьени взвешивания.в известных устройствах при и времени взвешивания одногодекодирующем преобразователе дополнительные погрешности за счет;неточности срабатывания электронных ключей.В цифро-аналоговых преобразователях вкачестве ключей применяют диодные или ь транзисторные ключи. Транзисторные ключив инверсном включении имеют малое оста.точное напряжение открытого ключа, малое внутреннее сопротивление открытого ключа, однако из-за конечного времени рассасывания 0 неосновчых носителей время переключениятаких ключей достигает нескольких микросекунд. Диодные ключи, обладая малым временем переключения, достигающим долей микросекунды, имеют большие оста очные 15 напряжения открытых ключей. Естес 1 венно,что в декодируюших преобразователях паразитные остаточные напряжения открытого ключа ограничивают точность преобразования.Применение источников тока для устране ния погрешности диодных ключей не даетбольшого выигрыша в точности из-за необходимости создания стабильных источников тока с внутренним сопротивлением в несколько десятков мегомов. Кроме того, зависи мосгь погрешности сопротивления декодирующей сетки от частоты за счет конечного времени нарастания импульса напряжения на сетке ограничивает быстродействие декодирующего преобразователя. В лучших декодирующих сетках общее время нарастания напрятиль 14, ключи 12 отсоединяют счетчик 4 от преобразователя,1, а вентили 14 подключаются таким образом, чтобы счетчик 4 мог работать в режлме изменения зафиксированного кода на + младшего разряда.Выход счетчика 4 имеет только параллельные каналы,по числу, равному числу паралш лельных входов, выходы соединены с регисг.ром памяти 8 старших разрядов, а кроме того соединены с,преобразователем 5 точного отсчета.Преобразователь 5 точного отсчета имеетколичество разрядов, равное числу разуядов преобразователя 1, но погрешность кванта младшего разряда соответствует требуемой погрешности всего аналого-цифрового преобразователяя.Вход преобразователя соединен также содним из входов схемы вычитания 2, другой вход которой соединен с выходом преобразователя 5, выход схемы вычитания 2 соединен с усилителем 3, выход усилителя соединенчерез ключ 9 с преобразователем 7, подклю ченным к регистру 11.Выход усилителя 3 соединен со схемойсравнения б, Причем при выборе аналога должен учитываться коэффициент усиления усилителя 3.Выход схемы сравнения соединен с последовательным входом реверсивного счетчика 4, Выход преобразователя 7 соединен с регистром 11 младших разрядов.Генератор 10 тактовых импульсов управляет ключами 12 и вентилями 14, Генератор 10 тактовых импульсов управляет поочередно работой обоих преобразователей грубого отсчета.Аналого-цифровой преобразователь рабо.тает в два такта, задаваемых генератором 10 тактовых импульсов. В первом такте ключ 9 закрыт, вентяли,14 закрыты, ключи 12 откры ты. В этом случае преобразователь 1 производит грубое преобразование сигнала, счетчик 4,передает полученный код на преобразо ватель 5, усилитель 3 усиливает разность между значением напряжения на входе и напряжения на выходе преобразователя 5, а схема сравнения б сравнивает оставшееся напряжение с эквивалентом точного значения кванта грубого преобразования.После окончания грубого преобразования 60 65 жения до величины, соответствующей,попрешности О,ОЗО 1 О, для четырех разрядов составляет две микросекунды. Для десятиразрядной севки это время нарастания составит величину порядка нескольких микросекунд.Известные быстродействующие,преобразователи со временем преобразования меньше 20 мксек, работающие по спосооу поразрядного взвешивания, имеют семь-восемь разрядов.Целью изобретения является повышение точности устройства.Для этого в преобразователь включена схема сравнения и реверсивный счетчик, выходы которого соединены со входами преобразователя точного отсчета, а вход усилителя подключен к выходу схемы вычитания, ключи и генератор тактовых импульсов, подключенный к преобразователю грубого отсчета старших разрядов, реверсивному счетчику и первым входам ключей, второй вход одного из которых соединен с выходом усилителя, а выход - со,входом преобразователя грубого ,отсчета младших разрядов, вторые входы остальных ключей соединены с выходами преобразователя грубого отсчета старших раз. рядов, а выходы этих ключей - с соответствующими входами реверсивного счетчика,На чертеже приведена блок-схема преобразователя.Аналого-цифровой преобразователь содержит преобразователь 1 грубого отсчета старших разрядов, схему вычитания 2, усилитель 3 с малым дрейфом или бездрейфовый, реверсивный счетчик 4, преобразователь 5 точного отсчета, схему сравнения б, преобразователь 7 грубого отсчета младших разрядов, регистр памяти 8 старших разрядов, ключ 9 для по ,дачи сигнала на вход преобразователя грубого отсчета, генератор 10 тактовых импульсов, регистр 11 младших разрядов, ключи 12 параллельного выхода преобразователя грубого отсчета старших разрядов, разрядные ячей.ки 13, вентили 14.Вход преобразователя соединен с преобразователем 1 грубого отсчета младших,разрядов и с одним из входов схемы вычитания 2.Полученный на выходе преобразователя 1 код ,из и двоичных разрядов (в приведенном примере и) имеет погрешность квантования преобразователя 1, Точность задания кванта младшего разряда невысокая. Реверсивный счетчик 4 представляет собой устройство, немеющее и параллельных входов и и параллельных выходов и выполняет функции регистра памяти, кроме того имеется один последовательный вход, как у реверсив ного счетчика,Ячейки 13 реверсивного счетчика 4 отделены вентилями 14 так, что при работе в режиме регистра памяти, когда код поступает на параллельные входы через ключи 12, изменение кода в предыдущей разрядной ячейке невлияет на последующую. При работе в режиме счетчика сигнал подается на последовательный вход через вени некоторой, выдержки времени для окончательного установления напряжения на выходе преобразователя ключи 12 закрываются, ,вентили 14 открываются и счетчик 4 работает в режиме изменения кода на + 1 или без изменения, выходные импульсы со счетчика поступают на регистр 8 старших разрядов.После .этого генератоп 10 тактовых импульсов подключает к работе преобразователь 7 младших разрядов и через генератор 10 оставшаяся разность подается для преобразования в младшие разряды.бников Редактор ф орректар Л. Орлов Тираж 602 комитета Совета Минис бретеиий и открытий Раушскаи наб., и. 4/5писнос ип. Харьк. фин. пред. Патен 11 редмет,изобретения Лналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователи грубого отсчета стар. ших и младших разрядов и преобразователь точного отсчета, входы которого соединены со входами регистра старших разрядов, а выход подключен к одному из входов схемы выччтания, другой вход которой соединен с первым входом преобразователя грубого отсчета старших разрядовпричем выходы преооразователя груоого отсчета младших разрядов соединены со входами регистра младших разрядов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него ввеаказ б 95/2277 Изд. М 94 ЦНИИПИ Государственного по делам из Москва, Ж, дены последовательно соединенные усилитель, схема сравнения и реверсивный счетчик, выходы которого соединены со входами преобразователя точного отсчета, а вход усилителя 5 подключен к выходу схемы вычитания, к,почпи генератор тактовых импульсов, подключенный к преооразователю грубого отсчета старших разрядов, реверсивному счетчику и первым входам ключей, второй вход одного из которых соединен с выходом усилителя, а выход - со входом преобразователя грубого отсчета младших разрядов, вторые входы остальных ключей соединены с выходами пре образователя грубого отсчета старших разрядов, а выходы этих ключей - с соответствующими входами реверсивного счетчика,