Аналого-цифровой преобразователь

.4 "ам г.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вам(71) Краснодарский ордена ТрудовогоКрасного Знамени завод злектроизмерительных приборов(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 866732, кл. Н 03 К 13/20; 1981.(54) (57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. В 866732, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности преобразователя,в него введены генератор случайныхчисел и цифровой сумматор, первыйвход которого соединен с выходомсчетчика, а второй вход - с первымвыходом генератора случайных чисел,второй выход которого соединен с вторым входом счетчика.1113 ло И.,Изобретение относится к областиизмерений характеристик случайныхпроцессов, в частности к аналого-цифровым преобразователям напряжение -код. 5Но основному авт, св. В 866732известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразовательнапряжение - время, выполненный напоследовательно соединенных зарядном 1 Оустройстве и дискриминаторе интервалов времени, выход которого соединенс первым входом элемента пропускания,выход которого соединен со входомсчетчика, а второй вход - с выходомгенератора кодовых импульсов и совходом генератора случайных интервалов времени, выход которого соединенс управляющим входом дискриминатораинтервалов времени преобразователя 2 Онапряжение - время 11,Недостатком известного устройстваявляется невысокая точность вследствие того, что оно не позволяет выравнить дифференциальную нелинейность, 25обусловленную зависимостью порога срабатывания счетчика от зафиксированнойв нем информации, так как в реальныхустройствах импульсы, генерируемыегенератором кодовых импульсов, непрямоугольные, а трапецеидальныевследствие наличия паразитных емкостей в линии передачи, наличия входной паразитной емкости у счетчика итп35Целью изобретения является повышение точности преобразователя.Указанная цель достигается тем,что в аналого-цифровой преобразователь введены генератор случайныхчисел и цифровой сумматор, первыйвход которого соединен с выходомсчетчика, а второй вход - с первымвыходом генератора случайных чисел,второй выход которого соединен совторым входом счетчика.1 Ва Фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 и 3 - графическое пояснение работы известного и предлагаемого устройств,50 где Ъ;1 и 1 временные интервалы, определяющие время срабатывания счет" чика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, причем С 1ьУстройство содержит преобразова тель 1 напряжение - время, состоящий из зарядного устройства 2 и дискриминатора 3 интервалов времени, счетчик; 888 2 4, элемент 5 пропускания, генератор 6 кодовых импульсов, генератор 7 случайных интервалов времени, генератор 8 случайных чисел и цифровой сумматор 9, причем выход зарядного устройства 2 соединен с первым входом дискриминатора 3 интервалов времени, выход которого соединен с первым входом элемента 5 пропускания, второй вход элемента 5 пропускания соединен с выходом генератора 6 кодовых импульсов и с входом генератораслучайных интервалов времени, выход которого соединен со вторым входом дискриминатора 3, выход элемента 5 пропускания соединен с первым входом счетчика 4, выход которого соединен с первым входом цифрового сумматора 9, а второй вход счетчика 4 соединен с одним выходом генератора 8 случайных чисел, другой выход которого соединен со вторым входом цифрового сумматора 9.Преобразователь работает следующим образом.По команде "Начало измерения" на зарядном устройстве 2 запоминается входное напряжение П, а с генератора 8 случайных чисел в счетчик 4 записывается случайное число И в пря мом коде, а в цифровой сумматор 9 в инверсном коде - И, кроме этого генератор 7 случайных интервалов времени начинает Формировать случайный интервал времени, который формируется из целого числа периодов импульсного сигнала, вырабатываемого генератором 6 кодовых импульсов. В конце случайного интервала времени дискриминатор 3 интервалов времени начинает формировать импульс, длительность которого пропорциональна напряжению П, запомненному на зарядном устройстве 2, причем передний фронт импульса открывает элемент 5 пропускания, а задний фронт - закрывает, в результате чего элемент 5 пропускания пропускает на вход счетчика 4 импульсы с генератора 6 кодовых импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению. В этом случае в счетчике 4 записывается число, равное сумме И и числа импульсов, пропущенных элементом5 пропускания, затем данное число переписывается в цифровой сумматор 9, где от данной суммы вычитается чис3 1113В результате этого на выходе циф рового сумматора 9 будет число, рав-. ное количеству импульсов, пропорциональных.измеряемому напряжению. После того как информация снята с цифрово" го сумматора 9, устройство возвращается в исходное состояние, затем цикл измерения повторяется.Так как аналого-цифровые преобразователи,предназначенные для построе О ния гистограмм, работают с постоянной частотой измерения, то возникают корреляционные связи между числом, которое записано в счетчике и пропорционально или равно ширине канала, и уровнем срабатывания первого триггера счетчика, что приводит к искажению ширины каналов.Введение случайного числа в счетчик приводит к тому, что запись им О пульсов в счетчик начинается каждый раз со случайного порога срабатывания первого триггера счетчика, что при больших количествах измерений приводит к выравниванию ширины кана лов аналого-цифрового преобразователя.Аналого-цифровой преобразователь может работать без генератора случайных чисел и цифрового сумматора, щ а также указанными блоками.Для простоты пояснения предположим, что в первом случае уровень срабатывания первого триггера счетчика зависит только от состояния,35 в котором находится этот триггер. При этом возникает различие в ширине четных и нечетных каналов. Это происходит вследствие того, что заполнение временного интервала, выра О батываемого дис,криминатором интервалов времени, происходит при различ 888 4ных уровнях срабатывания первого триг. гера счетчика для четных и нечетных импульсов, так как уровень срабатывания первого триггера в нулевом сос" тоянии более высокий, чем при единичном состоянии. Это приводит к неравенству временных интервалов ь 4 и , определяющих время срабатывания счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, что и онределяет ширину каналов аналого-цифрового преобразователя (графическое пояснение представлено на фиг. 2).Согласно второму варианту работы аналого-цифрового преобразователя запись импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению, на счетчик 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 закону распределения.При больших количествах измерений это приводит к усреднению ширины каналов аналого-цифрового преобразователя (фиг. 3), при этом ширина каждого канала определяется по формуле где 111 - ширина канала;и - количество измерений;- время между передними фронтами импульсов генераторакодовых импульсов,Таким образом, изобретение позволяет увеличить точность устройстваи качество изделий, в которых оно используется,1113888 4/45 Тираж 861 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений к открытий113035, Москва,.Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ филиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная,Составитель В.Солодова Редактор С.Тимохина Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Синицкая