Устройство для аналого-цифровогопреобразования

О П И С А Н И Е ( )815898ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 23.03.81. Бюллетень11Дата опубликования описания 28.03.81 ао делам изебретеиий и. открытийпреобразо- быстродейсхема анасодержафи циентомподключен - к выхователя, а цифрового туры являрового преналов, возшности при составляюИзобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и предназначено для преобразования широкополосных аналоговых электрических сигналов в цифровой двоичный код,Известен аналого-цифровой преобразователь, в котором для обеспечения минималь ной ошибки преобразования случайных сигналов адаптивно изменяются параметры аналого-цифрового преобразования, например длительность, такта или число разрядов. Устройство содержит сравнивающий блок, аналоговый сумматор, первый преобразователь код-напряжение, блок стробирования, блок управления, реве рсивный счетчик, второй преобразователь код-напряжение, устройство определения установившегося режима преобразования, блок сравнения и запоминания состояния реверсивного счетчика, логическую схему, блок управления параметром 1,Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы при кодировании широкополосных сигналов и сигналов с быстроменяющимся частотным сйектром, возникающая вследствие большого времени сходимости алгоритма. Известен аналого-цифровой тель, в котором для увеличения ствия используется трехтактная лого-цифрового преобразования, щий усилитель с переменным коэф усиления, первый вход которого ко входу устройства, второй вход ду цифроаналогового преобразо выход соединен с входом аналого- преобразователя 2.Недостатком известной струк ется низкая точность аналого-циф образования шттрокополосных сиг никающая из-за большой погре кодировании высокочастотных Цель изобретения - повышение точности устройства для аналого-цифрового преобразования.Устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее усилитель с переменным коэффициентом усиления, первый вход которого подключен к входу устройства, второй вход к. выходу первого цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, введены сумматор, первый и вто50 рой компараторы, блок управления,.второй цифроаналоговый преобразователь, блок памяти и сумматор-вычитатель, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а первый и второй выходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены ко входу устройства, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, выход которого соединен со входом блока памяти, с третьим входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, вторым входом аналого-цифрового преобразователя и с первым выходом сумматора, первый.вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, со входом первого цифроаналогового преобразователя, а второй вход с выходом блока памяти и с входом второго цифроаналогового преобразователя.На чертеже представлена структурная схема устройства для аналого-цифрового преобразования.Он содержит усилитель 1 с переменным коэффициентом усиления, итоговый цифроаналоговый преобразователь 2, аналого-цифровой преобразователь 3, сумМатор 4, блок 5 памяти, второй цифроаналоговый преобразователь 6, сумматор-вычитатель 7, первый и второй компараторы 8 и 9 и блок 10 управления.Устройство работает следующим образом.Цикл преобразования входного сигнала разделяют в зависимости от скорости его изменения на К тактов, За один такт работы устройства происходит определение М разрядов двоичного кода. Длительность одного такта преобразования определяется временем работы аналого-цифрового преобразователя 3 1 р и временем слежения за изменением входного сигнала 1, которое минимально на первом такте преобразования и последовательно увеличивается на последующих тактах. Времена 1 задаются блоком 10 управления. В блоке 5 памяти записывают коды уста вок, соответствующие приращению входного сигнала за время 1 при различных скоростях изменения входного сигнала,В начале работы импульсом Пуск в усилителе 1 из блока 10 управления устанавливается коэффициент передачи, равный 1, регистры сумматора 4 сбрасываются в О, в блоке 5 памяти устанавливается код, соответствующий приращению входного сигнала за время 1, при максимальной частоте входного сигнала. Затем запускается аналого-цифровой преобразователь 3, который кодирует входной сигнал с числом разрядов И. Этот код записывается в сумматор 4 и подается на вход цифроаналогового преобразователя 2. С его выхода аналоговый сигнал, соответствующий коду Х 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 4подается на второй вход усилителя 1 и на вход сумматора-вычитателя 7, на другой вход которого подается с выхода второго цифроаналогового преобразователя 6 напряжение уставки 1 Зчсоответствующее коду первой уставки, записанному в блоке 5 памяти.С выходов сумматора-вычитателя 7 на входы первого и второго компараторов 8 и 9 подается напряжение3 й+ 13 чст. и 1-3 и, - 1-Зчст,На другие их входы йодается входное напряжение 13 х Если за время 11 изменение входного напряжения не превосходит заданной уставки, то следующим импульсом с блока 10 управления, приходящим через время 1 от первого импульса в усилителе 1, устанавливается коэффициент передачи К = 2 , в блоке 5 памяти устанавливается код следующей уставки и запускается аналого-цифровой преобразователь 3, кощ торый кодирует усиленную в К = 2 раз разность .Зх - 31.Полученный код сдвигается на п разряда, т. е. делится на 2 записывается в сумматор 4 и суммируется с записанным в нем кодом ИУточненный таким образом результат преобразуется цифроаналоговым преобразователем 2 в напряжение, которое подается на второй вход усилителя 1 и на вход сумматора-вычитателя 7, на другой вход которого подается напряжение, соответстЬующее коду новой уставки,Если в течение времени 1 изменение входного напряжения не превосходит заданной уставки, то следующим импульсом с блока 10 управления производится следующий такт преобразования.Процесс уточнения результата преобразования происходит до тех пор, пока изменение входного напряжения 1 за время 1, не превосходит заданную уставку УчетВ этот момент по команде с блока 10 управления цикл преобразования останавливается, код соответствующей уставки переписывается в сумматор, суммируется с хранящимся там кодом уточненного результата преобразования М; и выдается из сумматора 4 на выход устроиства как результат аналого-цифрового преобразования, При следующем импульсе Пуск процесс аналогового преобразования повторяется. Предлагаемое устройство адаптивно изменяет свои параметры в зависимости от частотного спектра входного сигнала, что позволяет повысить точность аналого-цифрового преобразования широкополосных сиги налов за счет уменьшения динамическои погрешности преобразования. При этом снижаются требования к аналого-цифровому преобразователю, так как для получения многоразрядного кода в предлагаемом устройстве используют любой малоразрядный преобразователь с любым алгоритмом работы, что1 5%В. Формула изобретения Составитель ич Техред А. Бойк Тираж 98 Ь ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рау илиал ППП Патент, г. УжгоЧ. Белас Редактор Н. Рогул Заказ 695/88 упрощает техническую реализацию устройства.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически повысить точность аналого-цифрового преобразования при кодировании широкополосных быстроменяющихся сигналов, что повышает его техникоэкономические показатели. Устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее усилитель с переменным коэффициентом усиления, первый вход которого подключен к входу устройства, второй вход к выходу первого цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены сумматор, первый и второй компараторы, блок управления, второй цифроаналоговый преобразо-, ватель, блок памяти и сумматор-вычитатель, первый и второй входы которого соответ-,ственно соединены с выходами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, апервый и второй ьыходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых5 подключены ко входу устройства, а выходыподсоединены соответственно к первому ивторому входам блока управления, выходкоторого соединен со входом блока памяти,с третьим входом усилителя с переменнымкоэффициентом усиления, вторым входом1 Оаналого-цифрового преобразователя и с первым выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифровогопреобразователя со входом первого цифроаналогового преобразователя, а второй вход15 с выходом блока памяти и.а входом второго цифроаналогового преобразователя.Источники инрормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 525240, кл. Н 03 К 13/17, 03.06.74.2, Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., Высшая школа, 1973, с. 239 - 240, рис. 4.29. яеваКорректор Е. РошкоПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4