Интегрирующий многошаговый аналогоцифровой преобразователь

( 472453 ОЛ ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Соз Соетки СОциэпистийбскии Йюспублик(22) Заявлено 31. 71 (21) 731787/26-21 оооо роееиюи гките1 ооео Мииотооо Ь. роо денди иеобрееийи открытий риоритет, Бабанов, Э. Г. Баранова, С. Я, Куцаков и Л ьяно 1) Заявптел ТЕГРИРУЮЩИЙ МНОГОШАГОВЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ь в схему пр п блокир лемента,выходом епп отключ выхода о(61) Дополнительное к авт, с присоединением заявкиИзобретение относится к технике преооразования аналоговых сигналов в цифровой код,Известны интегрирующие многошаговые палого-цифровые преобразователи, содержащие блок управления, интегратор, состоящий нз операционного усилителя, резистора, накопительного элемента, нелинейной ограничиваощей цени обратной связи, пепи отключения накопительного элемента от выхода операционного усилителя и цепи установки интегратора в исходное состояние, источники опорных напряжений, источник входного сигнала, ключи подключения источников опорных напряжений и ключ подключения источника входного сигнала, блок управления этими ключами, схемы И, секционированный счетчик и триггер, причем источник входного сигнала через ключ подключения источника входного сигнала и резистор соединен с входом операционного усилителя и нелинейной ограничивающей цепи обратной связи, выход которой соединен с выходом псрациоипого усилителя, входом цепи отключения накопительного элемента от выхода огерационного усилителя, выход которого чсрсз накопительный элемент соединен с входом операционного усилителя, а через цепь установки интегратора в исходное состояние с источником опорного напряжения, и единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с первым входом блока управления; нулевой выход триггера подключен к входу блока управления, второй выход которого соединен с входами схем И, третий выход - с у правляющим входом секционированного счетчика, а четвертый - с входом блока управления ключами, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, управляющему входу цепи установки интегратора в исходное состояние и через схемы И к входам секцпонпрованного счетчика, а источники опорных напряжегпп подсоединены через ключи подключения источников опорных напряжений и резистор к входу операционного усилителя.Однако такие преобразователи содержат оольшое количество устройств сравнения, равное количеству шагов интегрирования опорных напряжении,Цель пзобрстегия - упрощение схемыпреобразователя.Это достигается введениемегаемого преобразователя цетнакопительногокоторой соединен с единичным тгера, выход - с выходом цнакопительного элемента от п рционного усилителя.Работа преобразователя осчто введенная в прсооразовате3РОВКП ОТКЛЮЕПИ 51 НИКОИИ ЕЫОГО ЭЛСМСНТс 1 обеспечивает формирование сш нала смены опорных напрякепий на входе интегратора и пе нарушает процесс их интегрирования.На чертеже приведена схема предлагаемого прсооразоатсля.Схема содержит блок управления 1, интегратор, выполненный на операционном усивающей цепи 4 обратной связи и цепях 5 и 6 отклпочения от выхода операционного усилилптелс 2, резисторе 3, нелинейном ограничителя и установки в исходное состояние накоинтельного элемента 7, источники 8 опорных напряжений, ключи 9 и 10 подключения источников опорных напряжений и источника 11 входного сигнала, блок управления 12 этими ключами, триггер 13 разрешения смены опорных напряжений, счетчик, выполненный пз отдельных секций 14 и 15, число которых равно числу шагов интегрирования опорпях иаир 5 жсний, с ВхОДными схсма)1 и16 иа СсСТИЫХ ВХОДВХ К 2)КДОИ ССКЦРИ. РЕЗУЛЬТИРУ Ощпй код 17 снимается с Выходов этого счстик. Схема включает также цепь 18 ОлокпРОВКП ОТК;1 ЮЧШ 1 И 51 НВКОПИТЕЛЬР 10 ГО ЭЛСМЕПТс 1.Интегрирование входного сигналы ВыполН 5 ЕТС 51 В ТесСПИС ПСРПОДс ВРС)1 СПИ, ОПР(.ДСЛЯ- смого фиксированным числом Импульсов от1, заполняющих счетчик 14, 5. 10.;с ЭТОГО ВХОДП 011 СИПс.1 ОТК,ОЧИС 1 СЯ ОТ ПСГРсТОР 2 П ПОДКЛЮЧс 1 С 1 С 51 0 ЮРПОЕ Пс 1 ПР 51 КСПИС, СООТВСТС 1 У 10 ЩСС ИСРВОМУ Пс 1 ГУ Рс 13 ЫП.СГРИРОаНП 5, ОбРсЗУ 51 ТОК РВЗР 51 Д 2 Нс 1 КОПИ- тельного элемента , равный= /ю/)( (где ю - опорное напряжение первого шага;1( - величина резистора 3, Заполняющие импульсы поступают на первую секцию счетчика. В момент, когда напряжение на выходе интегратора достигает величины У = ю 1 (где /г определяется параметрами цеги 5 и соответствует первому порогу срабатывания устройства сравнения), цепь О отключает накопительный элемент от выхода операционного усилителя, на выходе которого формируется сигнал запуска триггера 13, Триггер 13 персбрасывается и включает в работу цепь 8. ПодклОчепие цепи 18 эквивалентно уменьпсппо 1, что приводит к незамедлительному ПОДКЛОЧСНПЮ Н 2 КОППТСЛЬНОГО Э;1 С)1 СПТ 2 К ВЫ- ходу операционного усилителя. Ь простейшем случае цепь 18 может состоять из соединенных последовательно резистора и диода. Процесс разынтсгрированпя продолкается, но блок 1 по сигналу от триггера 13 с приходом очередного заполняющего ихшульса Одксочаст к входу интегратора опорное напряжение СЛСДУ ЮЩЕГО Шс 1 Га, ПЕРСИ,ПОЧЯЕТ Зс 1 П 0.1 Н 5 ОЩИС ПМП)ЬСЫ К ВТОР ОИ СЕКЦИИ ССПП(с П ВОЗ вращает триггер3 в исходное состояшс. Описанный процесс поьторяется до последпс- ГО ПОРОГОВОГО УРОВНЯ, Покс 1 ПС )УДУТ ПОЛУЧС. ы результаты во всех секциях счетчика,Перед началом следующего прсобразовапи;1 ДЛ 51 ИСКЛОСП 51 ИОГРСППОСТИ ОТ ИЕРЗВСИСТВ 1 пу)О последнего порога срабатывания на наО ю :Б :)3 зо зз ЧО 3 50 И ОЗ копптельном элементе 7 с помощью цепи 6 устанавливается начальное напряжение, равное порогу срабатывания в последнем шаге разынтегрирования.Таким образом, в данной схеме преобразователя функции компараторов всех шагов интегрирования опорных напряжений выполняют цепи 5 и 18, что упрощает схему интегр ирующего многошагового аналого-цифрового преобразователя. Это преимущество схемы позволяет рекомендовать ее для построения преобразователей компенсационного интегрирования, к которьв предъявляются повышенные требования по быстродействию.Предмет изобретенияИнтегрирующий многошаговый аналогоцифровой преобразователь, содержащий блок управления, интегратор, состоящий из операционного усилителя, резистора, накопительноГо элемента, нелинейной ограничивающей цепи обратной связи, цспп отклочепия накопительного элемента от выхода операционного усилителя и цепи установки интегратора в ИСХОДПОС СОСТ 051 ПИС, ИСТОЧНИКИ ОПОР НЫХ Пс 1- р 51 ж(.1 ий, пстО 1 пнк ВХОДНОГО сигнала, клОчп подкл 10 ченпя пстО 1 пикОВ Опорных И 2 пр 5 жс. ПИП и КНос ПОДКЛЮЧСППЯ ПСТОЧППКс 1 ВХОДНОГО СПГПс 1 Л 2, ОЛОК УПРВВЛЕПИ 51 ЭП)п К 1 ОЧс 1 Ь 1 П, схемы И, сскцпопи)Оаппый счетчик и рпГ- гср, причем источник входного сигнала через ключ под;(Гиочашя псточшка входного сш. Палс 1 И РЕЗИСТОР СОСДИИЕН С ВХОДОХ ОПЕРВЦП опного усилителя и нс;инеРИОР ограппчпваощей цепи обратной связи, выход которой соединен с выходом операционного усилптеля, входом цепи отключения накопительного элемента от выхода операционного усилителя, выход которого через накопительный элемент соединен с входом операционного усилителя, а через цепь установки интегратора в пс:(одное состояние с источником опорного напряжения, и единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с первым Выходом блока управленпя, пулевой выход триггера подключен к входу блока управлспя, второй выход которого соединен с входамп схем , третий выход - с управляющим входом секционированного счетчика, а четертый - с входом блока управления ключамп, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, управляющему входу цени установки интегратора в псхо;нос состояние и через схемы И к входам секцпоппрованпого счетчика, а источипки опорных напряжений подсоединены через клочи подключения сточпиков опорных напряжений и резистор к входу Опсрациопн 010 сР,птел 51, ОТ.с 10 С 5 ТЕ)1, 1 ТО, С ЦСЛЬЮ УПРОЩСНИЯ схемы, в пего введена цепь блокировки отключения накопительного элемента, вход которой соедшсп с единичным выходом триггера, а выход -- с выхо;ом пспп отк,почешя Пс КОПИТС.1 ПОО Э.1 С)1 СП 1 с ОТ Ыхода ОСРсапно- НОГОСИЛТе Я472453 Ь--Составитель С. Куцаков Техред Т. Ъ 1 ироиова Барду."о актор аз 91 (5Ц 1-1111Пй Тираж 902 Подп Совета Мпписсров СССР открытий паб д 15во ереповсцкдп тородскап типографии Изд, М 1495 осударствеииого по делам изоб Ыосква, Ж, Ркомитета ретенийаушскдя корректор Б. Ау