Аналого-цифровой преобразователь

РссО П -И"С - Х-И И Е Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР по делам изобретенийи открытий(71) Заявитель Винницкий политехнический институт(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 15 Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых величин в цифровые.Известен преобразователь напряже ния в код с системой самоконтроля и автокоррекции нуля, содержащий нуль- орган, преобразователь код-напряжение, регистр, ключи, триггеры, элементы И, ИЛИ, НЕ 1 .10Недостаток преобразователя заключается в том, что метрологический контроль выходной характеристики отличается сложностью. Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок управления, цифроаналоговый преобразователь, элемент сравнения, первый вход которого подключен к входной ши не аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом блока управления 121 . 25Недостатки такого преобразователя - значительные затраты времени при определении линейности выходной характеристики и невозможностьиспользования результатов метрологического контроля для коррекции, так как знак погрешности не определяется.Цель изобретения - повышение эфФективности метрологического контроля.Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок управления,цифроана- логовый преобразователь и элемент :равнения, первый вход которого подключен к входной шине аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя,а выход соединен с первым входом блока управления,дополнительно введены первый блок развертки кода, блок элементов И по числу разрядов кода, блок элементов ИЛИ по числу разрядов кода, второй блок развертки кода, блок определения знака, блок приведения кода к минимальной форме, причем первый выход блока управления соединен с первым входом первого блока развертки кода, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, входом блока определения знака, первым входом блока элементов И, первым входом блока элементов ИЛИ и первым входом второго блока развертки кОда, второй выход блока управления соединенсо вторым входом второго блока раз"вертки кода, выход которого соединенсо вторим входом блока элементов ИЛИи вторым вхоцом блока элементов И,Ьыход которого соединен с третьим входом второго блока развертки кода, вторым входом первого блока разверткикода и вторым входом блока,управления, выход блока элементов ИЛИ соединен с информационным входом блокаприведения кода к минимальной Форме,третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока приведения к минимальной форме, выходкоторого соединен с первой выходнойшиной, выход блока определения знака подключен к второй выхоцной шине,На чертеже представлена Функциональная электрическая схема аналогоцифрового преобразователя,Он содержит входную шину 1 преоб Оразователя, элемент 2 сравнения,цифроаналоговый преобразователь 3,первый блок 4 развертки кода, блок 5управления, блок б определения знака, блок 7 схем И, блок 8 схем ИЛИ,второй блок 9 развертки кода, блок 10приведения кода к минимальной форме,первый выход 11 аналого-цифровогопреобразователя, второй выход 12 аналого-цифрового преобразователя.Входная шина 1 аналого-цифрового преобразователя соединена с первым входом элемента 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 3. Выход элемента 2 сравнения соединен с первым входом блока 5 управления, обеспечивающего Функционирование предлагаемого устройства. Первый выход блока 5 управления соединен с первым входом первого блока 4 развертки ко О да, осуществляющего операцию развертки кода. Выход первого блока 4 развертки кода соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 3, входом блока б определения знака, 45 первым входом блока 7 элементов И, первым входом блока 8 элементов ИЛИ, и первым входом второго блока 9 развертки кода. Выход второго блока 9 развертки кода, выполняющего опера- р цию развертки кода, соединен со вторым входом блока 8 элементов ИЛИ и вторым входом блока 7 элементов И, осуществляющего функцию выделения совпадений единичных состояний раэ" рядов первого блока 4 развертки кода и второго блока 9 развертки кода, Выход блока 7 элементов И соединен с третьим входом второго блока 9 развертки кода, вторым входом первого блока 4 развертки кода и вторым 40 входом блока управления. Выход блока 8 элементов ИЛИ, служащего для объединения выходов первого блока 4 развертки кода и второго блока 9 развертки кода, подсоединен к информаци онному входу блока 10 приведения кода к минимальной форме, осуществляющего операцию приведения кода к минимальной форме. Третий выход блока 5 управления соединен с управляющим входом блока 10 приведения кода 1к минимальной форме, выход которого является первым выходом 11 аналогоцифрового преобразователя. Выход блока б определения знака, определяющего знак кода погрешности аналого-цифрового преобразователя, является вторым выходом 12 аналого-цифрового преобразователя.Работа аналого-цифрового преобразователя происходит в режиме метрологического контроля и в режиме непосредственного преобразования аналоговой величины в цифровой код.Метрологический контроль аналогоцифрового преобразователя осуществляется на основании сравнения различных кодовых представлений, соответствующих одному и тому же значению входной аналоговой величины. Такое представление возможно в кодах с иррациональным основанием, К кодам с иррациональным основанием (р-кодам) относится р-код Фибьначчи. Метрологический контроль устройства производится для определения линейности выходной характеристики АЦП и осуществляется путем подачи на вход " ступенчато-нарастающей аналоговой величины, число ступеней которой должно соответствовать,числу разрядов выходного кода, причем 1 -я ступень используется для контроля 1 -го разряда АЦП.Необходимым условием достоверности метрологического контроля является соответствие весов младших (р+1) разрядов ЦАП 3 требуемым значениям.Метрологический контроль осущесгвляется за четыре цикла.В первом цикле происходит поразрядное преобразование входной аналоговой величины, подаваемой на вход 1, в цифровой код. Номер старшего значащего разряда кодовой комбинации, сформированной в процессе поразрядного преобразования в первом блоке 1 развертки кода, совпадает с номером про веряемого разряда АЦП.Во втором цикле происходит перепись кодовой комбинации из первого блока 4 развертки кода во второй блок 9 развертки кода, который функционирует в данном случае как регистр, и установка в нулевое состояние первого блока 4 развертки кода. Затем происходит процесс поразрядного преобразования входной аналоговой величины, подаваемой на вход 1, до момента совпадения старшего значащего разряда кода, формируемого в первом блоке 4 развертки кода, и старшего значащего разряда кода, сформированного в первом цикле. При наличии788372 такого совпадения блок 7 элементов Ивырабатывает сигнал, по которому старший разряд кода, формируемого в первом блоке 4 развертки кода, устанавливается к нулевое состояние, Дальнейшее кодирование входной аналоговой величины происходит при помощиоставшихся младших разрядов, причемустановка в нулевое состояние совпадающих значащих разрядов не производится.В третьем цикле обеспечиваетсяполучение разности этих кодовых ком -бинаций, В случае, отклонения веса проверяемого разряда АЦП от требуемогозначения эта разность представляетсобой код погрешности этого разряда.При полном соответствии весов разря -дов АЦП своим метрологическим характеристикам разность кодовых комбинаций будет нулевая. Признаком появления нулевой кодовой комбинации является отсутствие сигналов совпадений значащих разрядов кодов, поступающих с выхода блока 7 элементов И.В режиме непосредственного преобразования аналоговой величины в цифровой код участвуют элемент 2 сравнения, ЦАП 3, блок 5 управления,первый блок 4 развертки кода, функционирующий как регистр, блок 8 элементов ИЛИ и блок 10 приведения кода,к минимальной форме, также функционирующий как регистр, обеспечивающиев совокупности процесс поразрядногокодирования,дом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом блока управления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыаения эффективности метрологическогоконтроля, в него введены первый блокразвертки кода, блок элементов Ипочислу разрядов кода, блок элементовИЛИ по числу разрядов кода, второйблок развертки кода блок определения знака, блок приведения кода кминимальной форме, причем первыйвыход блока управления соединен спервым входом первого блока развертки кода, выход которого соединен совходом цифроаналогового преобразователя, входом блока определения знака, первым входом блока элементов И,первым входом блока элементов ИЛИ ипервым входом второго блока развертки кода, второй выход блока управления соединен со вторым входом второгоблока развертки кода, выход которогосоединен со вторым входом блока элементов ИЛИ и вторым входом блока элементов И, выход которого соединен стретьим входом второго блока развертки кода, вторым входом первого блокаразвертки кода и вторым входом блокауправления, выход блока элементовИЛИ соединен с информационным входомблока приведения кода к минимальнойформе, третий выход блока управлениясоединен с управляющим входом блокаприведения к минимальной форме, выход которого соединен с первой выходной шиной, а выход блока определениязнака подключен к второй выходной шине. Формула изобретения Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 379979, кл. Н 03 К 13/17, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2462466/18-21, 19.10.77Аналого - цифровой преобразователь, содержащий блок управления, цифроаналоговый преобразователь и элемент 4 О сравнения, первый вход которого подключен к входной шине, второй вход элемента сравнения соединен с выхоЮ.Богдановьма Корректор О. Ковинска Составитель Техред М, Ку дакт к Заказ 8377/69 ВНИТираж 995 ИПИ Государственного по делам изобретен 3035, Москва, Ж, Подписноеета СССРткрытийая наб д. коми й и ауш филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4