Аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик884121Опубликовано 23.11.81. Бюллетень 43Дата опубликования описания 28.11,81 до лелзк изобретений и открытий.Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к измерительнойи вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях (АЦП).Известен АЦП, содержащий рабочийфазовращатель, две ступени преобразования (грубую и точну 1 о), каждая из которых состоит из последовательно включенных блока пороговых элементов, шифратора и блока регистра числа, и два блока компенсирующего тока противоположной полярности 11.10Недостатки этого устройства - большие аппаратурные затраты и невысокая точность аналого-цифрового преобразования, что обусловлено наличием двух одинаковых ступеней преобразования (грубой и точной), а также нестабильностью наст с ройки пороговых элементов, особенно в точной ступени преобразования.Наиболее близким к изобретению по технической суШности: является устройство, . содержащее генератор опорного напряжения, рабочий фазовращатель, грубую ступень 20 преобразования, состоящую из последовательно включенных блока пороговых элементов, шифратора и блока регистра чис-. 2яа, блок компенсирующего тока, ключ, точную ступень преобразования, состоящую из, последовательно включенных блока пороговых элементов, шифратора и блока регист- ра числа, а также блок управления 2),Недостатками известного устройства являются большие аппаратурные затраты (две идентичные в аппаратурном отношении ступени преобразования), снижающие его надежность и усложняющие настройку и эксплуатацию, а также невысокая точность, обусловленная нарушением нормальной пос-ледовательности срабатывания пороговых элементов при изменении уровня преобра- . зуемого сигнала.Цель изобретения - повышение точности преобразования и уменьшение аппаратурных затрат.Указанная цель достигается тем, что в АЦП, содержащий рабочий фазовращатель, блок пороговых элементов, шифратор, блок регистра числа, блок компенсирующего тока, блок управления и генератор опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом блока пороговых элементов и с вторым входом рабочего фазовращателяодновременно, третий вход которого3через блок компенсирующего тока подключен к выходной шине и выходу блока регистра числа одновременно, вход последнего через шифратор подключен.к выходу блока пороговых элементов, первый вход котОрого соединен с выходом рабочего фазовращателя, чей первый вход подключен к шине преобразуемых сигналов, введены перестраиваемый фазовращатель, формирователь импульсов, генератор импульсов и счетчик, выход которого подключен к выходной шине, счетный вход соединен с генератором импульсов, а управляющий вход подключен к выходу формирователя импульсов, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам соответственно рабочего фазовращателя, перестраиваемого фазовращателя и блока управления, при этом вход перестраиваемого фазовращателя подключен к выходу генератора опорного напряжения,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Аналого-цифровой преобразователь содержит генератор 1 опорного напряжения, рабочий фазовращатель 2, блок 3 пороговых элементов, шифратор 4, блок 5 регистра числа, блок 6 компенсирующего тока, перестраиваемый фазовращатель 7, формирователь 8 импульсов, счетчик 9, блок 10 управления и. генератор 11 импульсов.Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.В течение первого такта преобразования сигнал с выхода рабочего фазовращателя 2 с фазовым сдвигом 9, пропорциональным величине преобразуемого сигнала 3( Н), поступает на первый вход блока 3 пороговых элементов. На второй вход этого блока с выхода генератора, 1 опорного напряжения поступают опорные напряжения,В зависимости от величины 9 в блоке 3 пороговых элементов срабатывает определенное количество пороговых элементов (фазовых компараторов), после чего при помощи шифратора 4 происходит формирование и занесение в блок 5 регистра числа в старших разрядов цифрового кода (для этого в блоке 3 пороговых элементов необходимо иметь (2 п 1 - 1) фазовых компараторов и столько же опорных фазовращателей для формирования опорных фазовых сдви).Пропорциональный коду гп старших разрядов ток, вырабатываемый в блоке 6 компенсирующего тока, поступает на третин вход (в обмотку компенсации) рабочего фазовращателя 2. В результате фаза выходного напряжения рабочего фазовращателя 2 сдвигается в направлении, противоположном тому, в котором она сдвигалась под воздействием преобразуемого . сигнала происходит компенсация сдвига фазы выходного напряжения рабочего фазовращателя.10 15 Повышение точности кодйрования в предлагаемом устройстве достигается за счет исключения блока пороговых элементов в точной ступени преобразования, позволяющего определять младшие разряды параллельным способом. Формирование младших разрядов кода осуществляется последовательным способом, что автоматически устр 5 раняет воэможность срабатывания старших пороговых элементов раньше младших при увеличении (уменьшении) уровня преобразуемых сигналов.Поскольку определение младших разрядов кода можно проводить только после З 0 окончания процесса компенсации, величинаостаточного фазового сдвига 9, всегда находится на начальном участке выходной характеристики рабочего фазовращателя 2.Формирование младших разрядов кода воз.можно осуществлять время-импульсным способом, так как в силу малости этого участка погрешность кодирования, обусловленная его нелинейностью,пренебрежимо мала. Формула изобретения 40 45 50 55 4По окончачии компенсации выходное напряжение рабочего фазовращателя 2 имеет некоторый остаточный фазовый сдвиг у, , меньший дискретности блока 3 пороговых элементов.В течение второго такта происходит кодирование величины ,с, На первый и второй входы формирователя 8 импульсов поступают напряжения с выходов соответствен. но рабочего 2 и перестраиваемого 7 фазовращателей Сигнал из блока 10 управления, поступающий на третий вход формирователя 8, дает разрешение на формирование временного интервала, пропорционального величине 9, после чего происходит наполнение счетчика 9 импульсами стабильной частоты от генератора 11 импульсов и формирование (гп - п) младших разрядов выходного кода. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий рабочий фазовращатель, блок пороговых элементов, шифратор, блок регистра числа, блок компенсирующего тока, блок управления и генератор опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом блока пороговых элементов и с вторым входом рабочего фазовращателя ощовременно, при этом третий вход рабочего фазовращателя через блок компенсирующего тока подключен к выходной шине и выходу блока регистра числа одновременно, чей вход через шифратор подсоединен к выходу блока пороговых элементов, первый вход которого соединен с выходом рабочего фазовращателя, а первый вход последнего - с шиной преобразуемых сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и уменьшения аппаратур.884121 СостаТехред АТираж 9ИПИ Государсто делам нзобрМосква, Ж - 3ПП Патента,Корректор НПодписноетета СССРткрытийнаб., а. 4/5ул. Проектная,едактор Н. Джуганаказ 0254/84ВН 3035нлиал П 5ных затрат, в него введены перестраиваемый фазовращатель, формирователь импульсов, генератор импульсов и счетчик, выход которого подключен к выходной шине, счетный вход - к генератору импульсов, а управляющий вход к выходу формирователя импульсов, первый второй и третий входы которого подсоединены к выходам соответственно рабочего фазоврашателя, перестраиваемого фаэовращателя и блока управления, при этом вход перестраиваемого фазоврагцателя соединен с выходом генератора опорного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Материалы семинара Коммутация и преобразование малых сигналов ЛДНТП, 974, с. 65 - 67,2. Приборы и системы управления, 1972,8, с. 40 - 43. аитель В. Ряб . Бойкас 9 енного ком етений и о5; Раушска Ужгород,