Аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХССЯЦаичепжикРЕСПУБЛИН 09) (11) З К 1 З/ Й ОПИ ЕН Е И СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТО 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП((72) Р,И. Грушвицкий н А.Х. Иурсаев (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 684325(088,8)(56) 1. Микроэлектронные кодирующие и декодирукщие преобразователи, Под ред. В.Б. Смолова. Л., фЭнергияф 1, 1975 рис, 10-17.2фПриборы и техника .экспериментаф, 1974, Р 5, с. 70-71 (прототип). (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий блок подбора кодового эквивалента, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выходы - с выходной шиной и с входами циФроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого переключателя, второй вход которого соединен с входной шиной, третий входс первйм выходом устройства управления, а выход - с первым входом операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом первого аналогового эапоминакщего устройства, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй переключатель, суююатор, второе аналоговое запоминакщее устройство, первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, второй вход - с третьим выходом устройства управления, а выход - с первым входом второго переключателя, второй вход которого соединен с об- рО щей шиной, третий вход - с четвертым выходом устройства управления, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого аналогового запоминающего устройства, а выход - с вторьм ф входом операционного усилителя,Изобретение относится к преобразованию информации и применяется винформационно-измерительных комплексах, управлякщих и гибридных вычислительных системах.Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП), содержащие блок подбора кодового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и сравнивающий усилитель (1 .Недостатком таких 3 ЩП является 10низкая точность.Наиболее близким к изобретениюявляется аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок подборакоцового эквивалента, вход которого 15соединен с выходом операционногоусилителя, а выходы - с выходной шиной и с выходами цифроаналоговогопреобразователя, выход которогосоединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединенс входной шиной, третий вход - с первым выходом устройства управления,а выход - с первьм входом операционного усилителя, выход которого .соединен с первым входом первого аналогового запоминающего устройства,второй вход которого соединен с вторым выходом устройства управления (2.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность преобразования.Целью изобретения является повышение точности,Поставленная цель достигается тем,что в аналого"цифровой преобразова" 35тель, содержащий блок подбора кодового эквивалента, вход которого соединен с выходом операционного усилителя,а выходы - с выходной шиной и входами цифроаналогового преобразователя, 4 Овыход которого соединен с иервьввходом первого переключателя, второйвход которого соединен с входной шиной, третий вход - с первым выходомустройства управления, а выход - спервю входом операционного усилителя,выход которого соединен с первымвходом первого аналогового запоминаацего устройства, второй вход ноторого соединен с вторым выходом устройства управления, введены второй 5 Опереключатель, сумматор, второе аналоговое запоминающее устройство,первый вход которого соединен с выходом операционного усилителя, второй вход - с третьи выкодбм устройства управления, а выход - с первывходом второго переключателя, второйвход которого соединен с общей шиной, третий вход - с четвертым выходом устройства управления, а выход - 60с первым входом сумматора, второйвход которого соединен с выходомпервого аналогового запоминающегоустройства, а выход - с вторьм входом операционного усилителя.65 На чертеже представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя.Аналого-циФровой преобразователь содержит первый переключатель 1, операционный усилитель 2, первое аналоговое запоминающее устройство 3, сумматор 4, второе аналоговое запоминающее устройство 5, второй переключатель б, блок 7 подобора кодового эквивалента,. устройство 8 управления, цифроаналоговый преобразователь 9, выходную шину 10.Первый вход первого переключателя 1 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй зход - с входной шиной, а выход - с первьв входом операционного усилителя 2, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с входом первого аналогового запоминающего устройства З,выход которого соединен с вторым входом сумматора 4,первый вход второго аналогового запоминающе го устройства 5 соединен с выходом операционного усилителя,а выход - с первым входом второго переключателя ,б,второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с первьаа входом сумматора, вход блока 7 подбора кодового эквивалента соединен с выходом операционного усилителя, первый, второй, третий и четвертый выходы . устройства 8 управления соединены соответственно с третьим входом первого переключателя, вторыми входами первого и второго аналогового запоми-. нающего устройства, с третьим входом второго переключателя, вход цифроаналогового преобразователя 9 соединен с выходом блока подбора кодового эквивалента и выходной шиной 10.Устройство работает следующим образом.Процесс аналого-цифрового преобразования состоит из трех этапов. На первом этапе выполняется заломинание приближенного значения входного напряжения в первом аналоговом запоминающем устройстве 3. Под действием сигналов устройства 8 управления первый переключатель 1 устанавливается так, что вход операционного усилителя 2 соединен с входной шиной и разрешается запись в первое аналоговое запоминающее устройство 3. Переключатель б устанавливается так, что на второй вход сумматора 4 подается нулевое напряжение. Уравнение .баланса схемы на этом этапе имеет видЦ,=ОО,1, (1) где ,1 - напряжение на выходепервого аналоговогозапоминающего устройства 3;10р)- Функция передачи операционного усилителя"вх (Л Л Оо(ОВЬОМВ 1) ЬОвй=Л -(12) Овх Х),Ов Э (1)-2 М,К34(Л-Э,К,) 30 Так как ЗвО, то Р-РКЬО,.1Пр , 1,Од, О,И тогда относительная погрешность выходного кода составит 40 Составитель А. Кузнецов Редактор В. ИвановаТехред С.легеза Корректор А. ЗимокосовЗаказ 515/49 Тираж 862 Подписное ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 ОВх К 10 Ь, ЬЯ йА Од,ЬЯ О;ЬО, -ОЬЛ Л-КЮО О К ьООК, - " 10, - , ацсЭЛ-В К Л-Э Заменив приращение функции в левой части уравнения на произведение приращения первого аргумента на частную производную по этому аргументу в,не которой средней точке отрезка О)ЛД,Овх,О,=М,Ол , которую ббозначим 24 иприведя йодобные члены, получим выражение для оценки погрешности преобразованияОдъч " 1)Раф)з"а ьО-Ос,ОАЪЧ 4Вх 24 Л ЭаКЯ );)4 Л)4 252 Р 2 ЬО% ОС 0 Э)вх (Лф (щ р,фК 2 ьОг+ х4 4 4 4 435 Аналогичное уравнение для известного преобразователя при прочих равныхусловиях будет иметь следующий вид ТакиМ образом, сравнивая выражение (11) с (12) можно видеть, что значение первой и второй дробей в (11) существенно меньше, чем значение соответствующих членов в (12), так. как члены Р,Л и Э представляют коэффициенты передачи операционного усилителя по одному и тому же входупрактически в ддинаковых режимах, а .их относительное отклонение (3- -Э)/Робычно не превышает нескольких тысячных Влияние коммутационной помехи предлагаемого запоминающего устройст ва 5 в 1/К раз меньше, чем влияние такой же помехи в известном устройстве. Значит ошибка, вызванная по" грешностями операционного усилителя 2 и аналоговых запоминающих устройств в предлагаемом устройстве боее, чем в 100 раэ ниже, чем в известном.Таким образом, введение второго аналогового устройства, второго пе реключателя, сумматора существенно повышает точность преобразования.