Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Н 03 К 13/20 ГосударстаенныЯ комитет СССР но делам изобретениЯ и открытнЯ(54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к областианалого-цифрового преобразования иможет быть применено в системах автоматического управления и информаци -они о-и з мерит ель ных системах,Известны устройства компенсационного преобразования постоянногонапряжения в код с интегрированиемпреобразуемого напряжения в течениеопределенного промежутка времени иинтегрированием эталонного напряжения противоположной полярности 1),В этих устройствах эталонное напряжение не связано каким-либо образом с реальным состоянием датчикови дополнительные погрешности датчиков аналоговых параметров, а такжеуходы эталонных напряжений не компенсируются.Наи более близ ким к и зобрет ению потехнической сущности является аналого-цифровой преобразователь, содержащий информационный и опорный датчики переменного тока р выходами под 25ключенные через аналоговые ключи квходу интегратора, формирователь импульсов начала интегрирования, синх-.ронизируемый напряжением питания датчиков, блок управления, выходы кото,рого соединены с входом счетчика,уп-равляющими входами аналоговых ключей,ключа нулевого потенциала и ключаразряда емкости интегратора, а входысоединены с выходами формирователяимпульсов начала интегрирования икомп аратора, вход которого подключенк выходу интегратора 2)Этому устройству свойственна низкая точность преобразования из -з адрейфа интегратора.Целью изобретения является повышение точности преобразования.Достигается это тем, что в неговведены два запоминающих устройства,входы которых соединены с выходоминтегратора, а выходы через дополнительные аналоговые ключи подключенык входу интегратора, причем управляющие входы запоминающих устройстви дополнительных аналоговых ключейсоединены с соответствующими выходами блока управления.На чертеже приведена блок-схемаустройства,Преобразователь содержит формирователь импульсов 1 начала интегрирования входных сигналов, блок управления 2, трансферрматорные датчикиперемещений 3-1, 3-2,3-и с информационными выходами (обмотками) 4-1,4-2,4-п и опорнымч выходами (обмотками) 5-1,5-2,5-п, эапитываеьие напряжением переменного тока 0аналоговые ключи 6 информационных иопорных выходов датчиков, ключ 7 нулевого потенциала, аналоговый интегратор 8, запоминающие устройства 9-1,9-2, аналогокле ключи 10-1, 10-2 навыходах запоминающих устройств, ключ11 разряда емкости интегратора, компаратор 12, кодирующий счетчик 13.Устройство работает следующим образом. В некоторый момент времени вблоке управления 2 вырабатываетсясостояниеинтегрирование сигналас информационного выхода т-го датчика . С момента прихода на блок 2импульса начала интегрирования, вырабатываемого формирователем 1,этотблок формирует команду на коммутациюсоответствующего ключа 6, в реэуль"тате чего информационный выход 1-годатчика подключается к входу интегратораа 8, Процесс инт егрировани я сигн а"ла с информационного выхода происходит в течение времени Т, Затем данный ключ входного сигнала размыкается, замыкается ключ 7 нулевого потенциала, Выхопное напряжение интегратора 8 по сигналу блока 2 запоминаетсяв устройстве памяти 9-1После этогозамыкается ключ 11 и интегратор 8обнуляется,Далее следует аналогичный процессинт егрировани я сигнала с опорноговыхода того же датчика с запоминанием интеграла этого сигнала в устройстве памяти 9-2 и последующим обнулением интегратора.После этого блок 2 вырабатываетсигнал, замыкающий ключ 10-1 на интервал времени т.п, в течение которого интегрируется напряжение, хранящееся в устройстве памяти 9-1, Поокончании этого интервала времениключ 10-1 размыкается, а замыкаетсяключ 10-2 и сдн овременн о з апускается кодирующий счетчик 13, Начинаетсяпроцесс разряда интегратора напряжением, хранящимся в устройстве памяти 9-2, т ак как напр яжени я, хран ящиеся в запоминающих устройствах 9-1и 9-2, - противоположной полярности,что обеспечивается соответствующимвыбором моментов начала интегрирования сигналов измерительного иопорного выходов 1 -го датчика, Черезинтервал времени х интегратор раз -ряжается, компаратор 12 изменяетсвое состояние и по его сигналу блок2 прекращает формирование кода всчетчике 13.Формирователь импульсов 1 Формирует сигналы начала интегрированиятаким образом, чтобы за время Т знак,интегрируемого напряжения не менялся и его интервал был максимальным,Это обеспечивается тем, что номи,нальный сдвиг фаз между выходными (информационными и опорными) напряжениями и напряжением питания ,возбуждения) трансформаторных датчиков известен и учтен в схеме,Работа преобразователя описывает" 5 ся следующими уравнениями: тО) = - .,1 О 51 п(а 1+Ч)Ж;- ХО 510 (Ю 1+Р+Я)д 1)(3) где- амплитуда напряжения инфор 15мационной обмотки;амплитуда напряжения опор 2ной обмотки;начальная фаза интегрирования сигналов датчиков,Г - постоянная времени интегри 20рования интегратора;Т - время интегрирования информационного и опорного сигн алов;интеграл информационного25 сигнала;( - интеграл опорного сигнала;время интегрирования интеграла информационного сиг -нала;30 кодируемый временной интервал,Реально от датчика к датчику ипри изменении внешних воздействийсреды сдвиг фаз выходных напряженийотносительно напряжения питания датчика меняется, Яо отнсшение проинтегрированных значений информационногои опорного сигналов не меняется всилу свойства трансформаторных датчи -ков перемещений сохранять постояннымотношение ЭДС информационной и опорной обмоток при постоянной координате перемещения, независимо от колебаний напряжения возбуждения по амплитуде и частоте и наличия возмущающих45 воздейст вий, т, е,т- Г О, 51 н (ж 1+Ч) сН, о 50 тХО 51 п(О 31+ЧфВ)д 1 о 2 О 32 В силу этого, независимо от изменений Ы, Т и т, выходной код преобразуемого сигнала определяется какХ фхОи(4)Ог где Г - частота импульсов заполнения60 временного интервалачисло импульсов, заполняющихвременной интервалПри выполнении условия Т = Т дости -гается подавление влияния собственно 65 го дрейфа аналогового интегратора наточность преобразования ин Формапион"Г, (" ) 11.т " "Р"те 1х и 3Гг г/ Формула изобретения С ост авит ел ь Ю, РюжинГончар тек 35 ен м. петко кооректо иври Редант о/51 Тираж 1060 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 30 35 носква жРаушск ая нас, д, 5 05 аказ 51 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, П-оектная, 4 ного сигнала в код, Так, запоминаемое в устройстве памяти 9-1 напряжение с учетом приведенного к входу дрейфа интегратора е равно цГ +е , а напряжение, запоминаемое в устройстве памяти 9-2 равно -ПГ +Е -.25 так как 1 ГГ и БГ имеют разные знаки.ГяПри интегрировайии сигналов запоминающих устройств 9-1 и 9-2 интегрируется также и дрейф интегратора,поэтому имеет место равенство а и . е - 1 -еФ =О -е - 11 еЬ т / т (5) и п Гг с/Необходимо также отметить, что рассматриваемое устройство позволяет плавно изменять коэфФициент передачи изменением времени интегрирования запомненного значения интеграла ин - формационного сигнала, т,е, изменением величины25 Аналого-цифровой преобразователь,содержащий информационный и опорный 30датчики переменного тока, выходами подключенные через аналоговые ключи ко входу интегратора, формирователь импульсов начала интегрирования, синхронизируемый напряжением питания датчиков, блок управления, выходы которого соединены со входом счетчика, управляющими входами аналоговых ключей, ключа нулевого потенциала и ключа разряда емкости интегратора, а входы соединены с выходами формирователя импульсов начала интегрирования и компаратора, вход которого подключен к выходу интегратора, о тличающийся тем,что, с целью повьпаения точности преобразования, в него введены два запоминаю щих устройства, входы которых соединены с выходом интегратора, а выходы через дополнительные аналоговые ключи подключены к входу интегратора,причем управляющие входы запоминающих устройств и дополнительных аналоговых ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 132863, кл, Н 0 3 К 13/20,12 .02 .60.2, Авторское свидетельство СССР Р 398008, кл, Н 03 К 13/02,24.03,69 (прототип).