Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК д, С 01 К 13 ГОСУД А ПО ДЕЛ ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ САНИЕ АВТОРСНОМУ тор ока ходов 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИ(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 519637, кл. С 01 К 13/02, 1976.2.Авторское свидетельство СССР У 943584, кл, С 01 К 13/02, 1982 (прототип),(54) (57) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной вход ного сигнала, второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом компаратора,тре- тий вход - с выходом генератора строб-импульсов, а выход - с вхо- дом усилителя-расширителя, выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного спервым входом регистра последовательных приближений, второй вход ко ого соединен с вторым выходом блуправления, третий вход - с выгенератора импульсов, а выходы - спервыми входами сумматора, выходыкоторого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, авторые входы - к выходам регистра,причем вход генератора строб-импульсов связан с первым выходом блокауправления, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что, с целью повышения точности преобразования,он снабжен дополнительным сумматором, первые входыкоторого соединены с выходами сум-,матора, выходы - с входаьи регистра, а вторые входы - с выходами ре,гистра, причем управляюп 1 ий вход усилйтеля-расширителя подключен к третьему входу блока управления.Изобретение относится к электро" измерительной технике и может быть использовано для преобразования мгновенных значений широкополосных сигналов н цифровой код. 5Известен цифровой стробоскопический преобразователь, содержащий генератор строб-импульсов,смеситель, усилитель-расширитель, аналого-цифровой преобразователь, сумматор,ре 10 гистр и цифроаналоговый преобразователь,11).Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная дву-мя преобразованиями в петле обрат ной связи.Устройство характеризуется низ-.ким быстродействием.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 20 цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов,содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход " с выходом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом компаратора, третий вход - с выходом генератора строб-импульсов,а выход - с входом усилителя-расширите ля, ныход которого подключен к пер ному входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра поспедовательных приближений,вто. рой вход которого соединен с вто-, рым выходом блока управления, третий вход - с ныходом генератора импульсов, а ныходы - с первыми входами сумматора, ныходы которогоподключены к входам цифро-аналогового преобразователя и входам реги стра, а вторые входы - к выходам регистра, причем вход генератора строб-импульсов связан с первым выходом блока уорааления 2 .Недостатком известного устройства 45 является низкая точность преобразования, обусловленная занисимостью результата аналого-цифрового преобразования ныборки сигнала от частоты стробирования и существенным влиянием нелинейности амплитудной характеристики расширителя на результат преобразования. Цельизобретения - повышение точности преобразования,55Цель достигается тем,что цифровой стро богкопический преобразователь электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, вто-. рой вход - с выходом цифроаналогово- го преобразователя и вторым входом компаратора, третий вход - с выходом ,генератора строб-импульсов, а выходс входом усилителя-расширителя, выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с выходом генератора импульсов, а выходы - с первыми входами сумматора, выходыкоторого подключены к . входам цифроаналогового преобразователя, а вторые входы - к ныходам регистра, причем вход генератора строб импульсов связан с первым выходом блока управления, снабжен дополнительным сумматором, первые входы ко- торого соединены с выходами суммато" ра, выходы - с входами регистра, а вторые входы - с выходами регистра, причем управляющий вход усилителя-.раопирителя подключен к третьему выходу блока управления.На чертеже показана структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из .смесителя 1, шины 2 входного сигнала, цифроана логового преобразователя (ЦАП) 3, генератора 4 строб-импульсов, блока 5 управления, усилителя-расширителя б, компаратора 7, регистра 8 по. спедов ательных приближений, гене р а- тора 9 импульсов, сумматора 10,до" полнительного сумматора 11 и регистра 12. Первый вход смесителя 1 соединен с шиной 2 входного сигнала,второй вход - с выходом ЦАП 3 и вторым входом компаратора 7, третий нход - с выходом генератора 4 строб-импуль-. сов, а выход - с входом усилителя-" расширителя б, выход которого подключен к первому входу компаратора 7, выходом связанного с первым входом регистра 8 последовательных прибли жений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 5 управления, третий вход - с выходом генератора 9 импульсов, а выходы - с первыми входами сумматора 10, выходы которого подключены к входам ЦАП 3, "а вторые входы - к ныходам регистра 12, при" чем вход генератора 4 строб-импульсов связан с первым выходом блока 5 управления. Первые входы до. полнительного сумматора 11 соединеныс выходами сумматора 10, выходы - свходамн регистра 12, а вторые вхо" 5ды - с выходами регистра 12,.причемуправляющий вход усилителя-расширителя б подключен к третьему выходу бло.ка 5 управления.Устройство работает следующим образом,При подаче на вход генератора 4строб-импульсов запускающего сигнала с блока 5 управления на его выходе формируются короткие импульсы, 15открывакщие диоды смесителя 1. С выхода смесителя 1 импульс, амплитуда которого пропорциональна разностимгновенного значения входного сигнала и выходного напряжения ЦАП 3, поступает на вход усилителя-расширителя б, запоминающего амплитудные зна"чения сигнала на время аналого-цифрового преобразования. Одновременно сзапуском генератора 4 строб-импульсов 45блок 5 управления вырабатывает сигнал, по которому начинается цнкл аналого-цифрового преобразования в соответствии с программой поразрядногоуравновешивания. Синхронизация реги- Зрстра 8.последовательных приближенийосуществляется генератором 9,Двоичная информация с выхода регистра 8, соответствующая амплитудесигнала на выходе усилителя-расширителя б, поступает на входы сумматора 10, на выходе которого к концу цикла поразрядного уравновешивания формируется код, пропорциональный приращению сигнала на входе стробоско Опического преобразователя.Суммирование кода приращения икода, соответствующего результату аналого-цифрового преобразования пре дыдущей точки стробирования, происходит в сумматоре 11. По сигналу бло. ка 5 управления двоичная информация с выхода сумматора 11 записывается в регистр 12, после чего регистр 8 последовательных приближений сбрасывается в нулевое состояние, Это приводит к тому, что на выходе сумматора 1 О устанавливается двоичный код, а на выходе ЦАП 3 напряжение, равное мгновенному значению напряжения в измеряемой точке. Одновременно с этим усилитель-расширитель 6 устанавливается в режим "Сброс" при котором происходит быстрый разряд запоминающего конденсатора до "нулевого" потенциала.В предлагаемом устройстве расширитель как и смеситель всегда отрабатывает сигнал приращения, т.е. диапазон изменения сигнала на его выхо 1 де мал при малом шаге считывания.Это позволяет устранить погрешности, связанные с нелинейностью амплитуд ной характеристики расширителя,что обеспечивает повышение точности пре образования.Использование дополнительного цифрового сумматора позволяет уменьшить время хранения информации в рас ширителе до времени, равного длительности аналого-цифрового преобразования, т.е. независимо от частоты стробирования длительность расширенного импульса на выходе расширителя фиксирована, Это полностью устраняет зависимость результатовпреобразования от, частоты стробирования и, следовательно, повышает точность преобразования./41 Т ПИ Государственног делам изобретений 035, Москва, Ж, н Рцхщ:щ ППП "раж 711 Подпикомитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5 род, ул. Проектная