Аналого-цифровой преобразователь

(22) Заявлено 14.02,79 (21) 2725082/21 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к областивычислительной и цифровой измерительной технике и может быть использованодля преобразования аналоговых величин в цифровые. 5Известен аналого-цифровой преобра зОватель, содержащий компаратор, реверсивный счетчик, цифроаналогоныйпреобразователь и блок управления 11,Этот преобразователь имеет спожный метрологический контроль,Известен также аналого-цифровойпреобразователь, содержащий реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, логическое устройство, блок управления, элементсравнения, первый вход которого подключен ко входу аналого-цифровогопреобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, выходэлемента сравнения соединен с первымвходом логического устройства, первый выход которого соединен с первыминформационным входом реверсивного 25счетчика импульсов, второй выход логического устройства соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, выход реверсивногосчетчика импульсов соединен со входом 30 2цифроан алогов ого преобразов ателя, первый выход блока управления соединен со вторым входом логического устройства 21 .Недостатком этого преобразователя является сложный метрологический контроль линейности выходной характеристики, который осуществляется вручную.Целью изобретения является автоматизация метрологического контроля.Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, логическое устройство, блок управления, элемент сравнения, первый вход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, выход элемента сравнения соединен с первым входом логического устройства, первый выход ко-, торого соединен с первым информационным входом реверсивного счетчика импульсон, второй выход логического устройства соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, выход которого соединен со входом цифроаналогового ,преобразователя,первый выход блока управления соединен со вторым входом логического устройства, введены счетчик импульсов, блок анализа кода и блок приведения кода к минимальной форме, причем выход реверсивного счетчика импульсов соединен со входом блока приведения кода к минимальной форме и информационным входом блока анализа кода, выход которого соединен со вторыМ информационным входом реверсивного счетчика импульсов, выход блока приведения кода к минимальной форме подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, третий выходлогического устройства соединен с 33 информационным входом счетчика импульсов, выход которого подключен ко второму выходу аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы: счетчикаимпульсов. и блока анализа 26 кода соединены соответственно со вторым и третьим вь 1 ходами блока управления.Сущность изобретения поясйяется" чертежом, где представлена Функциональная электрическая схема аналогоцифрового преобразователя.Вход 1 цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом элемента сравнения 2, второй выход которого соединен с выходомцифроаналогового преобразователя 3. Выход.элемента сравнения 2 соединен с первым входом логического устройства 4, обеспечивающего переключЕние режимов счета в реверсивном счетчике импуль- ЗЗ сов 5 и Функционирование счетчика импульсов б. Первый выход логического -устройства 4 соединен с первым информационным входом реверсивного счетчика импульсов 5, предназначен-4 ного для прямого и обратного счета импульсов, а также для выполнения операций свертки и развертки кода.Второй выход логического устройства 4 соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов 5. Выход реверсивного счетчика 5 соединен со входом цифроаналогового преобразователя 3, входом блока приведе-, ния кода к минимальной Форме 7 и с информативным входом блока анализакода 8, предназначенного для вьЩеления старшего значащего разряда кода, Выход блока приведения кода к минимальной форме 7, выполняющего Операцию приведения кода к .минимальной 55 форме, является первым выходом 9 аналого-цифрового преобразователя.Выход блока анализа кода 8 соединен со вторым информационным входом реверсивного счетчика импульсов 5, до Третий вход логического устройства 4 соединен с информационным входом счетчика импульсов б, предназначенного для счета импульсов . Выход счетчика импульсов б является вторым выходом 10 аналого-цифрового преобразователя, Работу преобразователя врежиме кодирования и метрологическогоконтроля обеспечИвает блок управления 11.Предлагаемый аналого-цифровойпреобразователь (АЦп) работает вдвух режимах: режиме непосредственного преобразования аналоговой величины в цифровую и режиме метрологического контроля линейности выходнойхарактеристики,Процесс преобразования входнойаналоговой величины в Р -код происходит по методу следящего уравновешивания.В режиме непосредственного преобразования входной аналоговой величи"Нй в р-код АЦП работает следующимобразом.,Входная аналоговая величина поступает со входа 1 преобразователя напервый вход элемента сравнения 2,который осуществляет сравнение входной аналоговой величины с величинойсигнала обратной связи, поступающегос выхода ЦАПЗ . Разность вышеуказанныхвеличин преобразуется в цифровой ркод с помощью логического устройства 4, реверсивного счетчика импульсов 5 и блока управления 11, Результат преобразования, Формируемый вреверсивном счетчике импульсов 5, вслучае прямого счета представлен вминимальной форме, а обратногов неминимальной.Прямой счет импульсов в реверсивном счетчике 5 осуществляется с помощью проведения операции свертки кода, а обратный - с помощью операцииразвертки. для приведения результата преобразования к минимальной форме служит блок приведения кода.к минимальной Форме 7 .МетрологиЧеский контроль линейности выходной характеристики преобразователя начинается с проверки соответствия своим метрологическим характеристикам (р+2)-го разряда АЦП.При этом предполагается, что (р+1)младших разрядов настроены, на входАЦП подается ступенчато нарастающаявеличина, , -я ступень которой используется для проверки 1, -го разряда.Процесс контроля состоит из двух этапов. На первом этапе производитсяпреобразование величины ь ступени вкод описанным выше способом, На втором этапе происходит исключение проверяемого (старшего значащего) раз-.ряда пОлученного кода .,:путем выполнения операций сверткй и разверткикода в реверсивном счетчике импульсов 5.Например, кодовая комбинация010001000, содержащая единицу в седьмом (старшем) разряде, заменится комбинацией 00101111. Затем процесс кодиревания продолжается, причем если783979 Заказ 8569/61 Подписное состояние элемента сравнения 2 пос;ле исключения старшего значащего, разряда кода остается неизменным, то реверсивный счетчик импульсов 5 под воздействием управляющего сигнала из логического устройства 4 приводится в режим обратного счета импульсов . 5 Если же состояние элемента сравнения.2 изменяется, то реверсивный счетчик импульсов 5 работает в режиме прямого счета импульсов. В процессе кодирования блок анализа кода 8 запрещает 10 проведение операции свертки в проверяемый разряд в реверсивном счетчике импульсов 5, Кодирование прекращается при изменении состояния элемента срав- нения 2. Подсчет количества импульсов, поступивших в реверсивный счет- чик импульсов 5 на данном этапе,ведется также счетчиком импульсов б. Если веса разрядов АЦП полностью соответствуют своим метрологическим ха- о рактеристикам, то на втором этапе впроцессе кодирования элемент сравнения 2 изменит свое состояние при поступлении первого же импульса в реверсивный счетчик импульсов 5. Счетчик импульсов б зафиксирует при этомнулевое количес-.во импульсов . В случае расстройки -го разряда,по окон-чании преобразования входной аналоговой величины в код в счетчике импульсов б будет записан код погрешности 30 этого разряда, причем если реверсивный счетчик импульсов 5 работал в ре" жиме обратного счета, то погрешность-го разряда будет положительна, а ,если в режиме прямого счета, то по грешность отрицательна,На этом процесс метрологическогоФконтроля ь. в .го разряда заканчивается. Формула изобретения 4 О Аналого-цифровой преобразователь, содержащий реверсивньй счетчик им- пульсов, цифроаналогового преобразователь, логическое устройство, блок управления, элемент сравнения, первый вход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифуо"аналогового преобразователя, выход элемента сравнения соединен с первым входом логического устройства, первый выход которого соединен с первым информационнымвходом реверсивного счетчика импульсов, второй выход логического устройства соединен с управляющим входомреверсивного счетчика импульсов, выходкоторого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, первыйвыход блока управления соединен совторым входом логического устройства,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью автоматизации метрологического контроля, в него введены счетчик импульсов, блок анализа кода иблок приведения коца к минимальнойФорме, причем выход реверсивногосчетчика импульсов соединен со входом блока приведения кода к минимальной Форме и информационным входом блока анализа кода, выход которого соединен со вторым информационным входом реверсивного счетчика импульсов,выход блока приведения кода к минимальной Форме подключен к первомувыходу аналого-цифрового преобразователя, третий выход логического устройства соединен с информационнымвходом счетчика импульсов, выход которого подключен ко второму выходуаналого-циФрового преобразователя,управляющие входы счетчика импульсови блока анализа кода соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Преобразование информации в вй ,числительных аналого-циФровых уст- "ройствах и системах, Под ред,Г. М. Петрова. Ммашиностроение",1973 с с. 184,2. Стахов А. П. и Вишняков Ю. М.О повышении информационной надежности аналого-цифровых преобразователей следящего типа сборник "Проблемы создания преобразователей формыинформации, часть 2, Иатериалывсесоюзного симпозиума, Киев, "Наукова думка", 1976, с . 16. Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4