Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. сеид-вуР 866732 Союз СоветскихСоциалистическихРвспублик оц 999156(22) Заявлено 150181 (21) 3317308/18-21 34 М, Ки,з Н 03 К 13/20 сприсоедииеииемзаявки Ио(23) Приоритет Государственный комнтет СССР но делам изобретеннй н открмтнйОпубликовано 239233. Бюллетень Ио 7 1 Щ УДК 618. 325088.8 Дата опубликования описания 230283 уН.А. Витковский, А.Ф. Зубович и К.Ю. Лсфпаче,с.;".(1щт,р"-Й 1Краснодарский ордена Трудового Красного Ъйамеци-" 1завод злектроизмерительйых приборов(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области измерений характеристик случайных про. цессов, в частности к аналого-цифро-. вым преобразователям напряжение-код.По Ьсноэному авт. св. В 866732 известен аналого"цифровой преобразователь, содержащий преобразователь нап- ряжение-время, выполненный на последовательно соединенных зарядном устройстве и дискриминаторе интервалов времени, выход которого соединен с первым входом элемента пропускания, выход которого соединен с входом счетчика, а второй вход - с выходом генератора кодовых импульсов и с входом генератора случайньи интервалов времени, выход которого соединен с управлякщим входом дискриминатора интервалов времени преобразоватля напряжение-время (1).Недостатком устройства является . , невысокая точность вследствие того, что оно не позволяет выравнить диф" Ференциальнув нелинейность,обусловленнув зависимостью порога срабатывания счетчика от зафиксированной в нем информации, так как в реальных 1 стройствах импульсы, генерируемые генератором кодовых импульсов, не прямоугольные, а трапецеидальные вследствие наличия паразитных емкостей в линии передачи, наличия входной наразитной емкости у счетчика к т. и.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.Цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь введены генератор случайных чисел и цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вхЮ- с первым выходом генератора случай" ных чисел, второй вход которого соединен с вторым входом счетчика.На фиг. 1 приведена блок схема предлагаемого, устройства на фиг. 2 и 3 - графическое пояснение работы из.вестного и предлагаемого устройств (где К, и- временные интервалы, ,определянщне время срабатывания счетчика между передними Фронтами нечетных и четных импульсов, причем 1 фЯУстройство содержит преобразователь напряжение-время 1, состоящий из зарядного устройства 2 и дискриминатора 3 интервалов времени, счетчик 4, элемент 5.пропускания, генератор 6 кодовых импульсов, генератор 7 случайных интервалов времени, генератор 8 случайных чисел к цифровой сумматор 9, причем выход зарядного устрой.ства 2 соединен с первым входом дискриминатора 3 интервалов времени, выход которого соединен с первым входомэлемента 5 пропускания, второй входэлемента 5 пропускания соединен с выходом генератора 6 кодовых импульсови с входом генератора 7 случайных интервалов времени, выход которого соединен с вторым входом "дискриминаторавыход элемента 5 пропускания соеинен с первым входом счетчика 4, выход которого соединен с первым входомцифрового сумматора 9., а второй входсчетчика 4 соединен с одним выходомгенератора 8 случайных чисел другойвыход которого соединен с вторым вхо дом цифрового. сумматора 9,Преобразователь работает следующим образом.По команде Начало измерения назарядном устройстве 2 запоминается щвходное напряжение 0, а с генератора 8 случайных чисел в счетчик 4 записывается случайное число Б: в прямом коде, а в цифровой сум втор 9 винверсном коде - И, кроме этого генератор 7 случайных интервалов времени начинает формировать случайныйинтервал времени, который формируется из целого числа периодов импульсного сигнала, вырабатываемого генера- ЗОтором 6 кодовых импульсов. В концеслучайного интервала времени дискриминатор 3 интервалов времени начинаетформировать импульс, длительность которбго пропорциональна напряжению ПХ,запомненному на зарядном устройстве2, причем передний фронт импульсаоткрывает элемент 5 пропускания, азадний Фронт - закрывает, в результате чего элемент 5 пропускания пропускает на вход счетчика 4 импульсы с 40генератора 6 кодовых импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению, В этом случае в счетчике 4 .записывается число, равное сумме И и числа импульсов, пропущенных 45элементом 5 пропускания, затем данноечисло переписывается в цифровой сумматор 9, где от данной суммы вычитается число Б.,В результате этого на выходе цифро 50 .вого сумматора 9 присутствует число,равное количеству импульсов, пропорциональных измеряемому напряжению.После того, как информация снимаетсяс цифрового сумматора 9, устройство увозвращается в исходное состояние,затем цикл измерения повторяется,Так как аналого-цифровые преобразователи, предназначенные для постро- ения гистограмм, работают с постоян 60 ной частотой измерения, то возникают корреляционные связи между числом, которое записано в счетчике и пропорционально или равно ширине канала, и уровнем срабатывания первого Тригге ра счетчика, что приводит к искажениюширины каналов.Введение случайного числа в счетчик приводит к тому, что запись импульсов в счетчик начинается каждыйраз со случайного порога срабатывания первого триггера счетчика, чтопри больших количествах измеренийприводит к выравниванию ширины каналов аналого-цифрового преобразователя.Рассмотрим два случая работы аналого цифрового преобразователя: одинбеэ генератора случайных чисел и цифрового сумматора, другой с упомянутыми блоками.При первом варианте для простоты по,яснения предположим, что уровень срабатывания первого триггера счетчиказависит только от состояния, в котором находится этот триггер. В этом случае возникает различие в ширине четных и нечетных каналов. Это происходит вследствие того, что заполнениевременного интервала, вырабатываемогодискриминатором интервалов времени,происходит при различных уровнях срабатывания первого триггера счетчикадля четных и нечетных импульсов, таккак уровень срабатывания первого триггера в нулевом состоянии более высокий, чем при единичном состоянии.Это приводит к неравенству временныхинтервалов К, и , определяющих время срабатывания счетчика между передними Фронтами нечетных и четных импульсов, что и определяет ширину каналов аналого-циФрового преобразователя (фиг, 2).При втором варианте работы аналого-цифрового преобразователя записьимпульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению, насчетчик начинается, в отличие от первого случая, при каждом новом измерении с нового уровня срабатывания первого триггера счетчика, так как каждый раз в счетчик предварительно записываются случайные числа, подчиненные, например, равномерному законураспределения,При больших количествах измеренийэто приводит к усреднению ширины каналов аналого-цифрового преобразователя (Фиг. 3), при этом ширина каждого канала определяется по формуле где (,)- ширина канала;и - количество измерений- время между передними фронтами импульсов генератора кодовых импульсов.Использование дополнительного гене ратора случайных чисел и цифрового сумматора позволяет увеличить точ.999156 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 1173/77 Тираж одписн л.Яроек ность устройства и качество изделий,в которых оно используется,Аналого-цифровой преобразователь по авт. св. В 866732, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повмае. ния точности преобразователя, в него ввецены генератор случайных чисел и илиал ППП "Патнтф,г.уж циФровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика,. авторой вход - с первьи выходом генератора случайных чисел, второй, входкоторого соединен с вторым входомсчетчика,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 10 9 866732, кл. Н 03 К .13/20, 1980.