Многопредельный аналого-цифровой преобразователь

О Союз Сфветскнк Социалистнческнд Реслублнк(22) Заявлено 201278 (21 2699329/18-21с присоединением заявки йо - .(51)М, Кл,з Н 03 К 13/17 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(71) Заявитель 54 ) ИНОРОПРЕДЕЛЬНЫй АНАЛОГО ЦИФРОВОЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение .относится к импульсной электронзмерительной технике, а именно к устройствам аналого-цифрового преобразования быстро изменяющихся сигналов, и может быть использовано 3 в автоматических устройствах контроЛя еИзвестно многопредельное устройство для аналого-циФрового преобразования, содержащее многоканальный 10 дискриминатор напряжения, дешифратор, АЦП, в котором осуществляется параллельный выбор предела измерения за счет использования многоканального дискриминатора напряжения на 15 компараторах, имеющих различные пороги срабатывания, и дешифратора, управляющего коэффициентом передачи входного устройства. На входе дискриминатора включен логарифматор, .кото О рый обеспечивает сжатие динамического диапазона измеряеМого сигнала Ь 1 .Недостатком устройства является большая погрешность выбора предела измерения и относительно низкое 2 быстродействие.Известно также многопредельное устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее последовательно соединенные усилитель, ана Зр лого-цифровой преобразователь и блок управления Г 2. Недостатком устройства является низкое быстродействие.Целью изобретения является повышение быстродействия преобразоватеЛя еПоставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее канал с последовательно включенными усилителем и аналого-цифровым преобразователем и блок управления, дополнительно введены тт - 1 каналов, (где о - количество диапазонов измерения), каждый из которых содержит последовательно включенные усилитель .и аналого-цифровой преобразователь, первые элементы И, количест во которых равно количеству разрядных выходов аналого-цифрового преобразователя, многовходовый элемент И, входы которого соединены с входами первых элементов И и разрядными. выходами аналого-цифрового преобразователя, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом многовходового элемента И, второй элемент И, один вход которого соединен с выходом элемента НЕ, выход - со вторыми входами первых элементов И и первым выходом устройства, а второй входс выходом многовходового элементаИ предыдущего канала, и третий элемент И, один вход которого соединенс третьими входами второго элементаИ всех каналов с выходом блока управления, а второй - с выходом многовходового элемента И последнего канала, причем выходы первых элементовИ, соответствующие одному и тому жеразряду всех АЦП, соединены со вторым выходом устройства, выходтретьего элемента И соединен с дополнительным выходом устройства, авходы всех усилителейподключены квходу устройства.Сущность изобретения поясняетсячертежом, где изображена функциональная электрическая схема предлагаемого преобразователя.Каждый из каналов устройствасодержит последовательно включенныеусилитель 1 и АЦП 2. Разрядные выходы последнего соединены с первымиэлементами И 3, количество которыхравно количеству разрядных выходовАЦП, и многовходовым элементом И 4.Каждый канал содержит также элемент НЕ 5, вход которого соединен свыходом многовходового элемента И 4и второй элемент И б, один вход которого соединен с выходом элементаНЕ 5, выход - с объединенными вторымивходами первых элементов И 3,и первым выходом 7 преобразователя,другой вход - с выходом многовходового элемента И. 4 предыдущего канала,а третьи входы соединены с одним извходов элемента И 8 и выходом блока9 управления, формирующим сигналсчитывания, другой вход которого соединен с выходом многовходовогоэлемента И 4 последнего канала, выходы первых элементов И 3, соответствующие одному и тому же разрядувсех АЦП, объединены и соединены свторым выходом 10 преобразователя,выход дополнительного элемента И 8соединен с дополнительным его выходом 11, а выходы всех усилителей 1подключены к входу 12 преобразователя.Входное напряжение, которое леВ ю 1,жит в диапазоне Од = 10 - 10 ) 6,поступает с входа 12 на усилителй 1и далее на аналого-циФровые преобразователи 2, разрешающая способностькоторых составляет 2 - 10 , где Р -Рм фколичество двоичных разрядов АЦП.Каждый иэ усилителей 1 работает водном из и поддиапазонов, числокоторых равно:Яв- еИ-( -11,а каждый иэ поддиапазонов охватывает10 изменений входного напряжения.Коэффициенты усиления К усилителей1 выбираются такими, чтобы входноенапряжение Оп в каждом из поддиапазонов, умноженное на К, равнялосьвходному напряжению АЦП. устройство работает следующимобразом.Входное напряжение УЭ поступаетс входа 12 на усилители 1 и далеена аналого-цифровые преобразователи2, которые осуществляют одновременное преобразование входного сигналав цифровую форму. Многовходовые элементы И 4 анализируют АЦП на переполнение и своими выходными сигналами,поступающими на входы элементов И бследующего канала, разрешают прохождение сигнала считывания с выходаблока управления 9 на съем информациис АЦП в этом канале, а инвертированныес помощью элементов НЕ 5 выходы эле 1 ментов И 4 запрещают прохождение сигнала считывания на съем информации сАЦП в предыдущем канале, В конце цикла преобразования по сигналу считывания в зависимости от того, в каком20 из поддиапазонов находится О,только на выходе 7 одного из элементовИ 6 будет. присутствовать сигнал, поступающий на первые элементы И 3. Приэтом все цифры результата в параллельном коде поступают из одного из25АЦП,на выход 10 устройства. Одновременно сигнал на выходе 7 указываетномер поддиапазона, в котором находится измеряемое напряжение. Наличиесигнала переполнения на выходе 11 элемента И 8 служит признаком того,что входной сигнал ОЗ ) 10 В,Таким образом, независимо от того, в каком из подциапаэонов находится измеряемое напряжение, за один цикл работы АЦП обеспечивается преобразование входного сигнала в цифровую форму и автоматический выбор предела измерения.Формула изобретенияМногопредельный аналого-цифровойпреобразователь, содержащий канал споследовательно включенными усилителем и аналого-цифровым преобразователем, и блок управления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия преобразователя, в него дополнительно введены- 1 каналов, где й - количество пределов измерения, каждый изкоторых содержит последовательновключенные усилитель и аналого-цифровой преобразователь, разрядныевыходы которого подключены к первымвходам первых элементов И и входаммноговходового элемента И, элементНЕ, вход которого соединен с выходоммноговходового элемента И, второйэлемент И, один вход которого соединен с выходом элемента НЕ, второйвход - с выходом многовходовогоэлемента И предыдущего канала, а 65 .выход подключен ко вторым входам785989 Составитель Ю. Богданов.едактор Ж. Рожкова Техред А.Ач Коррект Муска Заказ 8862/58 Тираж 995 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписноетета СССРрытийнаб., д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 л первых элементов И и первому выходуустройства, и третий элемент И,один вход которого соединен с третьими входами вторых элементов И всехканалов и выходом блока управления,а второй вход - с выходом многовходового элемента И последнего канала,причем выходы первых элементов И,соответствующие одному и тому жеразряду всех аналого-цифровых преобразователей, соединены со вторымвыходом преобразователя, выход третьего элемента И соединен с дополнительным выходом его, а выходы всех усилителей подключены к входу преобразбвателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Прянишников В.А., Чекова Л.ф. и Губанов Н.Н, Быстродействующее устройство автоматического выбора предела измерения, - "Приборы и системы управления", 1978, В 8.2. Вольтметр универсальный цифровой В 7-18.Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1972 прототип).