Аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХсаивлапмеаежРЕСПУБЛИК СЮ 4 Н.ОЗ М 1 52 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 567206, кл. Н,ОЗ К 13/20, 1977Авторское свидетельство СССРВ 1078611, кл. Н 03 К 13/20, 1982.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретенияявляется повышение помехоустойчивости и точности преобразования. Дляэтого в устройство, содержащееисточник 1 образцового напряжения,ключевой элемент 2, интеграторы 3и 4, аналоговую ячейку 6 памяти,генератор 7 тактовых импульсов, генератор 8 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 11, цифровой изме-,ритель 12 интервалов времени, введены второй компаратор 10, делитель 9напряжения, интегратор 5. 2 ил.12Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- , зовано при создании цифровых измерительных приборов.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и точности.На фиг. 1 приведена функциональная схема преебразователя; на фиг.2 . временные диаграммы работы преобразователя.Устройство содержит двухполярный источник 1 образцового напряжения, ключевой элемент 2, интеграторы 3,4, 5, аналоговую ячейку 6 памяти, генератор 7 тактовых импульсов, генератор 8 линейно изменяющегося напряже-ния, делитель 9 напряжения, компараторы 1 О, 11, цифровой измеритель 12 интервалов времени.При скачкообразном входном воздействии и нУлевых начальных условиях на интеграторах (фиг. 2) преобразователь работает следующим образом.В течение первого цикла работы напряжение на выходе интегратора 3 нарастает линейно и в конце цикла принимает значениецхЕ Тф (1)цо=, / =цх=Тц згде Т 1 - время цикла преобразования;л5 - постоянная времени интегратора 3;ц - входное напряжение.Напряжение на выходе интегратора .4 в первом цикле изменяется.под действием входного напряжения цх и выходного напряжения интегратора 3цц 2 ц Тиц( Е +еьЕ е/ л - ф 1+2 Т=и " фи+Е.а, . (2)Ц ТА21где г - постоянная времени. интегратора 4;о(ц - коэффициент передачи повходу интегратора 4, соединенному с входным зажимом устройства.Напряжение на выходе интегратора 5 в первом цикле изменяется под действием входного напряжения цх и выходного напряжения интегратора 4цх цх + хх +613 2 СС=То,1 - -+4 - , +4 . - , (3)Ц Т Ц Т. Ц Ть6 1 ф 45 2 ч 5 18468 згде- постоянная времени интегратора 5;Ы - коэффициент передачи по входу интегратора 5, соединен ному с входным зажимом устройства.л. лПри 1 == =Тц согласно выраже. ниям (1), (2), (3)Ц.С 1-ЦхЦН 1-Ы, )Ц1Ц,С 13=(- + -О+аг,)Ц.1 16 2Напряжение ЦС Ц записываетсяв конце цикла преобразования в ана логовую ячейку 6 памяти. Одновременно с моментом записи осуществляетсязапуск генератора 8, напряжениена выходе которого уменьшается в течение первой половины цикла от на пряжения ц(2-) до нуля и увеличивается от нуля до ц (2-ф во второйполовине. На входе компаратора 10Фэто напряжение изменяется от напряжения цо(2-Л), где,Д- коэффици ент деления делителя, до нуля в течение первой половины цикла и от нуля до цо (2-д)/ во второй половине.Эти линейно изменяющиеся напряжениясравниваются с напряжением, храняЗ 0 щимся в аналоговой ячейке 6 памяти.Цифровой измеритель 12 подсчитывает среднее значение широтно-модулированного сигнала, которое в установившемся режиме равно среднему значению входного напряжения.Во втором цикле преобразованияна первый вход интегратора 3 поступает образцовое напряжение Ц источ.40 ника 1 образцового напряжения полярности, зависящей от полярности сигнала обратной связи. Эта операция осуществляется ключевым элементом 2, На соответствующие входы интегра торов 4 и 5 поступает напряжение,хранящееся в аналоговой ячейке 6 памяти. К концу второго цикла работы согласно выражениям (1), (2), (3) без учета обратных связей напряжения 50 равны.ц, (23 =2 цх; ц 1, 2 =2 Щ+1) ц), ,ц с 23 = (13 + 2 Ы+2 с( ) ц 55 Поскольку во втором цикле действуют напряжения обратных связей, товыражения для выходных напряженийинтеграторов принимают вид( 5 1 (-Л)и 2 Т Е 21ф х 6 2 , 5 цЬИЗ=Пх( + -оЕ - -ОЕ )- --- -ф-" - - ф 1 П Е 23 (12)47 5 7 (2-Л) Б Т 2112442ЦПсЗЗ-Пх(- + -о(-Зо 2)УсС 2-ф 1 с 23 ф (13)4 тц Формула изобретения ПсЕ 21=(1- +2 о(+2 оЕ,)- --- а-з.1 (2 Л)ПТ Ыс 3 ц4 Ть- Мбс Е 13 3 ф Пс С 1 Д, (6) гдеи- коэффициенты обратных связей с выходааналоговой. ячейки памяти 6 на входы интеграторов 4 и 5 соответственно;.аа (4),(3) и в равенства (5) и (6),учитывая, что (2-Л)=О, получаем Подставляя выражения (4) и (11)в равенства ( 12) и (13), получаем П,СЗЗ =(2-о Е 1,; (14) 1 ЬЕ 33=(-6 Ыв)Бх. (15)11ПсС 33=цх(16) т,е. не зависит от о( и М 5Переходной процесс завершается за три цикла,Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый интегратор, первый вход которого объединен с первым входом второго интегратора и является входной шиной, второй вход соединен с выходом ключевого элемента, первый вход которого соединен с первым выходом источника образцового напряжения, выход первого интегратора соединен с вторым входом второго интегратора,генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения и первым входом аналоговой ячейки йазюяти, выход которой соединен с пер ЕоЕЛ Пх(16 2 о( М,5 1ПьИ=Ц- + 1-о%- -о(.У (- +23 3 .1 1(8) 15Ц2.1=цх (1 - + -оЕ - -о( )(9) .7 3 512 4 ".213 с С 23=Е 1 х (- + -фю,-о э (10)5 1К концу третьего цикла работы 2 О напряжения на выходах интеграторов3, 4, 5 принимают значения вым входом первого компаратора,второй вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выход первогокомпаратора соединен с первым входом цифрового измерителя интерваловвремени и вторым входом ключевогоэлемента, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения помехо О устойчивости и точности, в него вве.дены третий интегратор, делительнапряжения и второй компаратор,первый вход которого через делительнапряжения соединен с выходом гене ратора линейно изменяющегося напряжения, второй вход компаратора объединен с третьим входом второго интегратора, первым входом третьегоинтегратора и соединен с выходом 5 О аналоговой ячейки памяти, а выходвторого компаратора соединен с третьим входом ключевого элемента ивторым входом цифрового измерителяинтервалов времени, причем выход 55 второго интегратора соединенс вторым входом третьего интегратора,третий вход которого объединенс первым входом второго интегратора,1218468 Составитель А.Титовдактор Н.Швыдкая Техред О.Неце Корректор А.Обруч 818 аказ енного етений аушская наб ППП "Патент Филиал Ужгород, ул.Проектн а выход соединен с вторым входом аналоговой ячейки памяти, при этомвторой выход источника образцо 1138/60 ТиражВНИИПИ Государспо делам изо 113035, Москва, Ж-З вого напряжения соединен с четвертым входом ключевого элемента. Подписное.омитета СССР открытий