Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(22) Заявлено 031077 (21) 2532665/18-24 (51) М. КЛ 6 08 С 9/04 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 050480, Бюллетень М 13 Дата опубликования описания 10, 04. 80 В. П. Анциферов, А. Г. Золотов, В. И. Латьтаев, Х. Ю. Османов и В, Ф. Тараев( 5 4 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 2Изобретение относится к областипреобразования аналоговых величин вдискретный электрический сигнал.Известен преобразователь аналогкод (1, содержащий генератор импуль 5сов, соединенный с блоком управленияИ первЫМ входсм Элемента И, выход которого подключен к первому входу счетчика а второй вход - к выходу форР10мирователя временного интервала, первый вход которого через последовательно соедйненные формирователь фазовогоимпульса и фазовращатель подключен квыхоДу формирователя синусоидальногонапряжения, элемент сравнения, блоккоррекции, триггеры, дополнительныесчетчики, элемент И и формировательвременного интервала. Второй входформирователя временного интерваласоедйнен с первым выходом блока управления,Этот преобразователь не может выдавать информацию об угловом перемещении в виде приращений.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является аналого-цифровой преобразователь (АЦП),содержащий генератор, пересчетнуюсхему, соединенную с цепочкой из поЗО следовательно соединенных блока формирования синусоидального напряже- ния, фазовращателя, формирователя фа-. зового импульса и схемы считывания, второй вход которой соединен с перес- четной схемой, а выход - с выходом устройства, дешифратор, элемент ИЛИ, триггеры и элементы И 2) .Недостатком этогопреобразователя является его сравнительно низкая разрешающая способность.Цель изобретения состоит в повышении разрешающей способности АЦП,Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенный АЦП введены два дополнительных элемента И и дополнительный элемент ИЛИ. Один вход первого и второго дополнительных элементов И соединен с выходом формирователя фазового импульса, другой вход первого дополнительного элемента И соединен с первым выходом пересчет- ного блока, со вторым выходом которого соединен другой вход второго дополнительного элемента И. Выходы первого и второго дополнительных элементов И соединены со входами триггера и с одними входами первого и второго элементов И, к другим входам которыхподключены выходы триггера. Выход первого основного элемента И соединен с однимивходами третьего и четвертого элементов И, к другим входам которых подключены третий и четвертый выходы пересчетного блока и одни входы пятого и шестого элементов И, к другим входам которых подключены выход второго основного элемента И. Выходы третьего и пятого элементов И подклюЧенй ко"входамосновного элемента ИЛИ, о выходы четвертого и шестого элементов И - ко входам дополнительного элемента ИЛИ.На чертеже приведена структурная схема АЦП,.Он содержит последовательно соединенные генератор 1, пересчетный блок 2, представляющий собой двухразрядный счетчик в коде Грея, блок 3 формирования синусоидального напряжения, фазовращатель 4 и формирователь 5 фазоного импульса, Выход формирователя 5 подключен к первым входам первого 6 и второго 7 дополнительных элементов И,-вторые входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым р 5 выходами первой счетной ячейки пере- счетного блока 2.Выход элемента И б подключен к единичному входу триггера 8 и первому входу второго основного элемента И 9, Зо второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера 8, а выход под-, ключен к первым входам пятого 11 и шестого 12 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами второй счетной ячейки пересчетного блока 2. Выход элемента И 7 подключен к нулевому входу триггера 8 и первому входу первого основного элемента И 12, второй вход которого соединен с еди- ф ничным выходом триггера 8, а выход подключен к первым входам четвертого 13 и третьего 14 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами второй счетной ячейки пересчетного блока 2. Входы первого дополнительного 15 и основного 16 элементбн ИЛИ соединены соответственно с выходами элементов И 11, 13 и 10, 14. 50АЦП работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает импульсы с частотой К, которые поступают на вхоД пересчетного блока 2. Выходноенапряжение с частотой Г, кратной частоте К блока 3, стабилизиронанное почастоте и фазе с импульсами генератора 1 поступает на вход фазовращателя4, При вращении ротора фазонращателя4 последовательно чередуются зоны уг-лового положения ротора фазонращате- бОля, в которых импульсы с выхода формирователя 5 совпадают с одним из четырех состояний двух счетных ячеекпересчетного блока ОО, 01",11 ф, 10 при вращении в пря мом направлении и 00 10711 , , 01при вращении н обратном направлении. При нахожденииротора фазовращателя 4 в зоне, когда,например, фазовые импульсы совпадаютс состоянием 10 счетных ячеекпересчетного блока, фазовые импульсыпроходят через элемент И 7 и устанавливают триггер 8 в нулевое состояние,При повороте ротора на угол 360 7в прямом направлении фазовые импульсы совпадают с состоянием 00 счетных ячеек пересчетного блока. При ещеодном повороте ротора фазонращателя4 на угол 360 в этом же направлениифазовые импульсы совпадают с состоя-.нием 01 счетных ячеек пересчетного блока. При этом первый фазовыйимпульс, прошедший через элемент И б,устанавливает триггер 8 в единичноесостояние и через элементы И 9, 11 иэлемент или 15 поступает на ныход АЦп.Остальные фазовые импульсы через элемент И 9 не проходят. Импульс на выходе элеМента ИЛИ 15 является признаком поворота ротора фазовращателя4 в прямом направлении на угол 360При понороте ротора фазовращателя 4Теще на угол 360 - в этом же направлеорнии фазоные импульсы совпадают ссостоянием 11 счетных ячеекпересчетного блока,При повороте ротора фазовращателя4 еще на угол 360 - в этом же направо Глении фазоные импульсы. совпадают с состоянием 10 счетных ячеек пересчет-.ного блока. При этом первый фазовыйимпульс, прошедший через элемент И 7,устанавливает триггер 8 н нулевоесостояние и через элементы И 12, 13и элемент ИЛИ 15 поступает на выходАЦП. Остальные фазовые импульсы через элемент И 13 не пройдут. Импульсна выходе элемента ИЛИ 1 5 являетсяпризнаком поворота ротора фазовращателя 4 еще. на угол 360 о" н прямомнаправлении. При понороте ротора фазовращателя 4 еще на угол 360вэтом же направлении фазовые импульсысовпадают с состоянием 100 счетных ячеек пересчетного блока.,При дальнейшем повороте ротора фазовращателя 4 в том же направленииАЦП работает аналогично,При повороте ротора в обратном направлении на угол 360 - фазовые имоГпульсыснова совпадают с состояниемф 10 счетных ячеек пересчетногоблока, При повороте ротора фазовращателя 4 в обратном направлении ещеоЕна угол 360 - фазовые импульсы совпадают с состоянием 11 счетныхячеек пересчетного блока. При этомпервый фазовый импульс, прошедшийчерез элемент И 6, устанавливает триггер 8 в единичное состояние и черезэлементы И 9, 10 и элемент ИЛИ 16 поступает на выход АЦП. Остальные фазо;вые импульсы через элемент И 9 не про726555 иал ППП Пате Ужгород, ул, П ектная,4 ходят. Импульс на выходе элемента ИЛИ16 является признаком поворота роторафазовращателя 4 на угол 360в.обратном направлении. При повороте ротора7фазовращателя 4 в обратном направлении еще на угол 360фазовые импульсы совпадают с состоянием ф 01 ф счетных ячеек пе 1 есчетного блока. При по"вороте ротора фазовращателя 4 в обратном направлении еще на угол 360 фазовые импульсы совпадают с состоянием 00 счетных ячеек пересчетного10блока. При этом первый фазовый импульс, прошедший через элемент И 7,устанавливает триггер 8 в нулевое состояние и через элементы И 12, 14 иэлемент ИЛИ 16 поступает на выходАЦП. Остальные фазовые импульсы через элемент И 12 не проходят, Импульс на выходе элемента ИЛИ 16 явля"ется признаком поворота ротора фазовращателя 4 еще на угол 360 - в обратном направлении. При дальнейшемповороте ротора фазовращателя 4 в обратном направлении АЦП работает аналогично,25Таким образом, при каждом повороте ротора фазовращателя 4 на угол 360 - в ту или иную сторону на соотозсветствующем выходе АЦП появляетсЯ один импульс, 30 За счет введения АЦП двух элемен-. тов И, элемента ИЛИ и соответствующих связей их между собой и другойчастью преобразователя за счет выполнения.двухзарядной пересчетной схемы в виде счетчика в коде Грея точность и разрешающая способность АЦП повышена в два раза, а объем электронного оборудования уменьшен.эконсиический эффект от использова 40 ния предложенного технического реше-. ния обусловлен его техническими преимуществами. 6Формула изобретенияАналого-цифров ой преобра з ова тель,содержащий последовательно соединенные генератор, пересчетный блок, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формировательфазового импульса, элементы И, элемент ИЛИ и триггер, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности преобразователя, в него введены два дополнительных элемента И и дополнительныйэлемент ИЛИ, один вход первого и второго дополнительных элементов И соединен с выходом формирователя фазового импульса, другой вход первогодополнительного элемента И соединенс первым выходом пересчетного блока,свторым выходом которого соединендругой вход второго дополнительногоэлемента И, выходы первоГо и второгодополнительных элементов И соединенысо входами триггера и с одними входами первого и второго основных элементов И, к другим входам которых под.ключены выходы триггера, выход первого основного элемента И соединен содними входами третьего и четвертогоэлементов И, к другим входам которыхподключены третий и четвертый выходыпересчетного блока и одни входы пятого и шестого элементов И, к другимвходам которых подключен выход второгсосновногО элемента И, выходы третьегои пятого элементов И подключены ковходам основного элемента ИЛИ, выходычетвертого и шестого .элементов И подключены ко входам дополнительного элемента ИЛИ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 425197, кл. 6 08 С 9/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССРР 342209, кл. 6 08 С 9/04, 1970 (прототип) . ЦНИИПИ Заказ 655 ираж 682 Подписное