Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСИОМУ С ЕТИЛЬСТВУ Союз Советскнк Социалистических Республик(23) Приоритет -Н 03 К 13/00 Государственный комитет СССР ио.делам изобретений и открытий(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОИ ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть, использовано дляпреобразования напряжения в цифровой .код или для де-ления двух напряжений, при этом частньм является выходной код.Известен аналого-цировой преобразователь, содержащий два запоминающих конденсатора, устройство, задающее 10 порог, устройство сравнения и ключи 1, Известный аналого-циФровой пре. обраэователь предназначен для преобразования в код быстро меняющегося напряжения.Однако в случае медленно меняющегося напряжения преобразователь имеет невысокую точность иэ-за утечек в запоминающих конденсаторах, при этом преобразователь не может преобразовывать в код постоянные напряжения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аналого-цифровой преобразователь, содержащии усилитель, выход которого соединен с одним иэ входов устройства сравнения и с одними иэ входов первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с неинвертирующим входом усилителя и с выходом входногоключа, вход которого соединен с источником входного сигнала, выходы первого и второго ключей соединены с одной из обкладок соответственно первого и второго запоминающих конденсаторов, первый ключ опорного напряжения,один из входов которого соединен с шиной нулевого потенциала, другой входс первым источником опорного напряжения, при этом другой вход устройствасравнения соединен со вторым источником опорного напряжения, а инвертирующий вход усилителя соединен с первым резистором, подключенным к третьему источнику опорного напряжения, и,со вторым резистором, подключеннымк выходу усилителя 121 .Недостатком известного аналогоцифрового преобразователя являетсяневысокая точность, которая зависитот сопротивления перехода ключа опорного напряжения,Цель изобретения - повышение точности работы устройства.Указанная цель достигается тем,что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий усилитель, выход которого соединен с одним из входов уст748855 щий конденсатор к неинвертирующемувходу усилителя 3, то другой подключает соответствующий запоминающий конжения подключает другую обкладку к шине нулевого потенциала, и на эапомиется напряжение О, Если запоминающийконденсатор 7 (8) работает в режимесчитывания, то возможны два варианта гической единице, т.е. О = 20 в- Ов ) О, то ключ опорного напряжения 1 (11) ос 25 ется на запоминающем конденсаторе 7 иустройство сравнения 4 определяетстарший разряд кода,Во втором тактевходной ключ 2 отключается,а ключ 5подает одну обкладку запоминающего ду усилителя З.Ключ опорного напряжения 1 в зависимости от кода старшего, разряда подключает другую обкладку ф 5 запоминающего конденсатора 7 к шинепервого источника опорного напряженияОл (если код был равен нулю) или останется подключенным к шине нулевогопотенциала (если код равен единице).50 Ключ 6 подключает одну обкладку запоминающего конденсатора 8 к выхоцуусилителя З,а дополнительный ключопорного напрякения 11 подключаетдругую обкладку к шине нулевого по тенциала. Напряжение на запоминающемконденсаторе 7 удваивается на усилителе 3 и из него вычитается напряжение с третьего источника опорногонапряжения Оз . Эта разность запоминается на запоминающем конденсаторе 8 и устройство сравнения 4 опредеройства сравнения и с одним из входовпервого и второго ключей, вторые входы которых соединены с инвертирующимвходом усилителя и с выходом входно- денсатор к выходу усилителя 3. Ключ го ключа, вход которого соединен с опорного напряжения 1 и дополнительисточником входного сигнала, выходы ный ключ опорного напряжения 11 рапервого и второго ключей соединены с ботают следующим образом, Если один5.одной иэ обкладок соответственно пер- из запоминающих конденсаторов 7 или вого и второго запоминаюцих конденса подключен к выходу усилителя 3, т.е. торов, первый ключ опорного напряжения, работает в режиме запоминания, то соодин иэ входов которого соединен с ши- ответствующий ему ключ опорного напрян.й нулевого потенциала, другой входс первым источником опорного напряжения, при этом другой вход устройствасравнения соединен со вторым источником опорного напряжения, а инвертируюций вход усилителя соединен с первым резистором, подключенным к третье- если состояние выхода устройства сравму источнику опорного напряжения и со нения 4 в предыдущем такте равно ловторым резистором, подключенным к выходу усилителя, введен второй ключопорного напряжения, при этом выходы ;я тается подключенным к шине нулевого ключей опорного напряжения соединены потенциала и на неинвертирующий вход с другой обкладкой соответственно пер- . усилителя подается напряжение О вого и второго запоминающих конденса- : 20 - О , и если состояние выходав - э, и если состояние выхода торов, один из. входов второго ключа устройства сравнения 4 в предыдущем опорного напряжения соединен с шиной такте равно нулю т,е. 0 = 20 - О( Ов з нулевого потенциала, другой вход - с то ключ опорного напряжения 1 (11) первым источником опорного напряжения соединяет обкладку запоминающего кона первый резистор подключен к третье- денсатора 7 (8) с выходом первого му источнику опорного напряжения.внешнего источника опорного напряжеНа чертеже представлена функцио- ния О = О ,при этом на запоминающемл - знальная схема предлагаемого аналого- З 0 конденсаторе 7 (8) устанавливается цифрового преобразователя. разность потенциалов ч =О-О =20 -0 +л вл 3Он содержит ключ опорного напряже- О =20 ,которая подается на неинверния 1, входной ключ 2, усилитель 3, тирующий вход усилителя 3. устройство сравнения 4, ключи 5 и б,запоминаюцие конденсаторы 7 и 8, ре Таким образом в первом такте напряэисторы 9 и 10 и дополнительный ключ жения О с выхода усилителя 3 запоминаопорного напряжения 11.Аналого-цифровой преобразовательработает следующим образом.Впервом такте входной ключ 2 замыкается, соединяя неинвертирующийвход усилителя 3 с внешним источником входного сигнала О . Так как квкклемме резистора 9 постоянно подсоединен третий источник опорного напряжения Ов, то на выходе усилителя 3 устанавливается напряжениеО 20 в-О , которое сравнивается наустройстве сравнения с напряжениемвторого источника опорного напряжения О , которое при данном алгоритме работы устройства равно напряжению на шине нулевого потенциала, т.е.О = О. Таким образом, еЬли напряженйе О ) О, т.е. входное напряжениеОбольше половины напряжения третьего опорного источника Оз, то навходе преобразователя воэнйкает сиг"йал, соответствующий логической единице. Если ОО, то возникает сигнал, соответствующий логическому нулю. Таким образом в первом такте определяется старший разряд выходного ляет следующий разряд кода. Далее, в кода. Ключи 5 и б работают в проти- следуюцих тактах процесс повторяется вофаэе, т.е. если один иэ них под- и на выхбде преобразователя формируетключает соответствующий запоминаю 65ся код, пропорциональный входному на748855 каз 4262/49 Тираж 995 Подписно ИИИ ал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная,пряжению Ов в масштабе опорного напряжения О(О).Если н качестве опор-. ного напряжения О(О ) подать второе входное напряжение О то код на выхом 1де преобразователя пропорционален отношению напряжений 5й = К Дгде К - коэффицйейт пропорциональности. Формула изобретения10 Аналого-цифровой преобразователь, содержащий усилитель, выход которого соединен с одним из входов устройства сравнения и с одним из входов первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с неинвертирующим входом усилителя и с выходом входного ключа, вход которого соединен с источником входного сигнала, выходы первого и второго ключей соединены с одной из обкладок соответственно первого и второго запоминающих конденсаторов, первый ключ опорного напряжения, один из входов которого соединен 25 с шиной нулевого потенциала, другой вход - с первым источником опорного напряжения, при этом другой вход устройства сравнения соединен со вторымисточником опорного напряжения, а инвертирующий вход усилителя соединенс первым резистором, подключенным ктретьему источнику опорного напряжения и со вторым резистором, подключенным к выходу усилителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности работы преобразователя, в него введен второй ключопорного напряжения, при этом выходыключей опорного напряжения соединеныс другой обкладкой соответственно первого и второго запоминающих конденсаторов, один из входов второго ключа опорного напряжения соединен сшиной нулевого потенциала, другойвход - с первым источником опорногонапряжения, а первый резистор подключен к третьему источнику опорного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 474930, кл. Н 03 К 13/02, Об.10.72,2. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.М., "Высшая школа", 1973, с. 202.