Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявле о 060177(21) 2439070/18-21ением заявки1) М. Кл 03 К 13/20 соеа ГооуАврвтввввм 1 вомвтвт6 оввтв Ыввввтров ШРво двввм ввобрвтввивв открытой риоритет.Худяков Заявитель 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕ 15 регистцифровходамитору,аьллит21. ном инаде сокие ов ди выпол В извесобеспечениявляются выности порорые труднои снижения с ыст Изобретение относится к электр ной измерительной технике, а имен к устройствам для измерения и кодирования электрических сигналов.Известны быстродействующие аналого-цифровые преобразователи, работающие по,принципу поразрядного взвешивания 111.Однако такие преобразователи имеют недостаточновысокую надежностьИзвестен также аналого-цифровой преобразователь (АцП), содержащий управляемый усилитель, подключеный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) устройство управления, соединенное срами и управляемым усилителем,ое множительное устройство, выподключенное цифровому суммаи последовательно соединенныеудный дискриминатор и шифратор еобразователе для ности измерений предьтребования к стабилькриминаторов, котоить без усложнения дей твия устройствао Для повышения надежности измерения аналого-цифрОвой преобразователь (АЦП), содержащий управляемый усилитель, подключенный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП, устройство управления, соединенное с регистрами и управляемымн усилителем, цифровое множительное устрсйство выходами подключенные к цифровому сумматору и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и шифратордополнительно введены цифроаналоговйй преобразователь и регистр, а также дискриминатор знака и аналоговый ключ, причем выход дополнительного ЦАП соединен с входом аналогового сумматора, а входы соединены с входами цифрового сумматора и входаьи дополнительного регистра, управляющий вход которого подключен к выходу устройства управления, выход детектора знака соединен с входами всех регистров основной вход детектора знака соединен со входом амплитудных дискриминаторов, стробирующий вход детектора подключен к одному иэ выходов устройства управления, а вход управления порога детектора знака соединен с аналоговым.ключом, управляющий вход которого подключен к одному иэ выходов устройства управления.На чертеже дана структурная электрическая схема предлагаемого АЦП. Он содержит аналоговый сумматор 1,ЦАП 2, 3, 4, устройство 5 управления,управляемый усилитель б, аналоговыйключ 7, детектор 8 знака, амплитудныедискриминаторы 9, шифратор 10, регистры 11, 12, 13, цифровое множитель- Юное устройство 14 и цифровой сумматор 15. Выход цифрового сумматора является выходом АЦП.Преобразование исследуемого сигнала в АЦП осуществляется .за три цикла. 15Во время первого цикла коэффициентусиления усилителя б равен единице,а уровни дискриминации амплитудныхдискриминаторов 9 расположены в середине между уровнями, определяемыми щЦАП 2, Амплитуда сигнала в течениевсего времени преобразования остается постоянной,В первом цикле определяется наибольший уровень дискриминации, не превышающий входного сигнала. Затем номерэтого уровня преобразуется в шифраторе 10 в двоичный код, увеличенный наединицу. Этот код Фиксируется в регистре 11 по сигналу с устройства 5управления и поступает в ЦАП 2, Выходкое напряжение ЦАП 2 вычитается всумматоре 1 из измеряемого сигнала, аполученная разность через усилитель 6поступает на вход детектора 8 знака.Состояние детектора знака стробируется импульсом с устройства 5 управления. При превышении уровня ЦАП 2 надамплитудой измеряемого сигнала от детектора 8 знака на декрементный входрегистра 13 поступает сигнал, который 40уменьшает зафиксированный в нем кодна единицу. Соответственно уменьшается на один уровень и выходное напряжение ЦАП 2. В противном случае в регистре 11 сохраняется прежний код. 46В результате полученная разность непревышает интервала между соседнимиуровнями ЦАП 2.В начале следующего цикла измерений по сигналу с устройства 5 управ- я 3ления коэффициент усиления усилителяб устанавливается таким, что интервалмежду соседними уровнями ЦАП 2 растягивается на величину, несколько меньшую всей шкалы дискриминаторов 9. Мас-щштаб преобразования ЦАП 3 уменьшен посравнению с ЦАП 2 соответственно увеличению коэффициента усиления усилителя б. Дальнейшие операции во второмцикле производятся аналогично первомуциклу с той только разницей, что вработе участвует регистр 12. Код в регистре 11, образованный во время первого цикла, сохраняется.Третий цикл аналогичен второму. Коэффициент усиления усилителя 6 увеличивается таким образом, чтобы интервал между соседними уровнями ЦАП 3 был растянут на величину, несколько меньшую всей шкалы дискриминаторов 9. Соответственно уменьшен масштаб преобразования ЦАП 4. В этом цикле в работе участвует регистр 13, а коды на регистрах 11 и 12 сохраняются.В течение первых двух циклов измерения через нормально-открытый ключ 7 на вход управления порогом детектора 8 знака подается постоянное смещение, которое увеличивает порог детектора знака на величину максимального дрейфа этого порога. Закрывание ключа 7 в третьем цикле производится по сигналу с устройства 5 управления. Смещение подается с целью снизить требования к точности детектора знаков. Величина этого смещения определяет уменьшение растяжки и:.тервалов между соседними уровнями соответствующих ЦАП во втором и третьем циклах измерения по отношению к полной шкале амплитудных дискриминаторов 9, Дрейф уровней амплитудных дискриминаторов 9 не оказывает влияние на точность измерения, если этот дрейф находится в пределах половины интервала между соседними уровнями дискриминации за вычетом велиЧины постоянного смещения порога детектора 8 знака.Коды с регистров 11 и 12, в которых хранится результат первых двух циклов измерения, через множительное устройство 14 подаются на цифровой сумматор 15. КОэффициент умножения для регистров 11 и 12 равен коэффициенту усиления усилителя б соответственно во втором и третьем циклах измерения. Код с регистра 13 подается непосредственно на сумматор 15.Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий управляемый усилитель, подключенный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), устройство управления, соединенное с регистрами и управляемым усилителем, цифровое множительное устройство, выходами подключенное к цифровому сумматору и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и шифратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительно цифро-аналоговый преобразователь и регистр, а также дискриминатор знака и аналоговый ключ, причем выход дополнительного ЦАП соединен с входом аналогового сумматора; а входы соединены с входами цифрового сумматора и входами дополнительного регистра, управляющий вход которогоЗаказ 1431/43 Тираж 1086 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийВРОЗЬ Хасква Яаушакая нас. д. 1 ЬфиЛиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 подключен к выходу устройства управления, выход детектора знака соединен с входами всех регистров, основной вход детектора знака соединен совходом амплитудных дискриминаторов,стробирующий вход детектора подключенк одному из выходов устройства управления, а вход управления порога детектора знака соединен с аналоговымключом, управляющий вход которого подключен к одному из выходов устройствауправленияИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1.Ь В,ЧсЬюзоп,е 1 а, Мос 1 еаг ЗпьготеМвцпй МеФЪос 3 ь, .968, 62, р, 237, 1968. 2.% Коь,ЭЬРЯА.йосйеаг еСесСгоп 1 сььчгпро 51 отп,Гога 1 огп %ерог 1 ЕМК 4289, 1969, р. )79.