Устройство аналого-цифрового преобразования

(51 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТ Д АВТОРСКОМ СССР80. 1984,ЙСТВО АНА 310 ГО-ЦИФР АНИЯетение относится к технике и предназ огического обеспеч нно-вычислительных правления. Изобрет(54) УСТР ПРЕОБРАЗО (57) Изоб рительной для метрол информаци и систем и аченониясистем ваМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельствоВ 984030, кл. Н 03 М 1/ 10,Авторское свидетельство СУ 1159161, кл. Н 03 М 1/10 позволяет повысить функциональную надежность устройства, содержащего цифроаналоговый преобразователь 1 (ЦАП), прецизионный цифроаналоговый преобразователь 11, коммутатор 12, .аналого-циФровой преобразователь 4, блок 8 памяти, источник 5 опорного напряжения, за счет введения сумей- тора 3, счетчика 10, первого 6, вто рого 7, третьего 9 мультиплексоров, корректирующего цифроаналогового преобразователя 2, что позволило сн зить требования к корректирующему ЦАП 2 в части монотонности его характеристики, а также снизить требо вания по точности к сумматору 3.295514 2 1 1Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дпя метрологического обеспечения прецизионных цифровых информационно-измерительных комплексов и систем управления.Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства.На чертеже приведена функциональная схема устройства аналого-цифрового преобразования.Устройство содержит цифроаналоговый преобразователь 1, корректирующий цифроаналоговый преобразователь 2, сумматор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, источник 5 опорного напряжения, первый 6 и второй мультиплексоры, блок 8 памяти, третий мультиплексор 9, счетчик 10, прецизионный цифроаналоговый преобразователь 11 и коммутатор 12. Аналого-цифровой преобразователь выполнен на компараторе 13 и блоке 14 поразрядного кодирования.Устройство работает следующим образом.Источник 5 опорного напряжения вырабатывает необходимое для работы цифроаналогового преобразователя корректирующего цифроаналогового преобразователя 2 и прецизионного цифроаналоговогоцифроаналогового пре" образователя 11 опорное напряжение.В режиме коррекции вырабатываются коды коррекции погрешности преобразования. С выхода счетчика 10 код поступает на вход прецизионного цифроаналогового преобразователя 11, выход которого через коммутатор 12 подключен к первому входу компаратора 13. Выходы старших разрядов блока 14 поразрядного кодирования через третий мультиплексор 9 подключены к управляющим входам корректирующего цифроаналогового преобразователя 2, адресный вход блока 8 памяти через второй мультиплексор 7 - к выходам счетчика 10, Выход счетчика 10 через первый мультиплексор 6 подключен к входу цифроаналогового преобразователя 1. На управляющий вход блока 14 поразрядного кодирования подаетсясигнал Пуск", на его выходах старших разрядов вырабатывается код коррекции погрешности преобразования. При подаче этого кода на вход корректирующего цифроаналогового преобразова 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 теля 2 компенсируется влияние погрев- ности цифроаналогового преобразователя 1, сумматора 3 и компаратора 13. На точность компенсации не влияет точность самого корректирующего цифроаналогового преобразователя 2. На управляющий вход "бранись-считывание" блока 8 памяти в режиме коррекции поступает сигнал, соответствующий записи. После окончания выработки кода коррекции старшими разрядами блока 14 поразрядного кодирования на вход "Разрешение" блока 8 памяти подается сигнал, соответствующий разрешению. Таким образом в ячейку блока 8 памяти с адресомравным выходному коду счетчика 10, залисывается такой код коррекции .погрешности преобразования, что при подаче его на вход корректирующего цифроаналогового преобразователя 2 входному напряжению устройства, равному выходному напряжению прецизионного цифроаналогового преобразователя 11 при данном преобразуемом кОде, соответствует этот же код. 11 осле этого код счетчика 10 увеличивается на единицу младшего разряда, и аналогично вырабатывается код коррекции погрешности преобразования для следующей точки характеристики,преобразования напряжения в код. После того, как выбран и запомнен код коррекции для точки характеристики преобразования, в которой все разряды кода содержат единицу, увеличение кода счетчика 10 на единицу младшего разряда приводит к появлению нулей во всех разрядах счетчика 1 О вследствиеЬ переполнения. Производится выработка и запоминание кода коррекции погрешности преобразования для точки характеристики преобразования, в которой выходной код должен содержать во всех разрядах нули, т.е. для входного напряжения, равного нулю. Далее выработка и запоминание кодов коррекции погрешности преобразования производится аналогичным образом,Сразу после включения устройства необходима непрерывная последовательность выработки и запоминания кодов коррекции погрешностей преобразования для всех точек характеристики преобразования т.е, в этом случае устройство непрерывно работает в режиме коррекции до тех пор, пока не будут выработаны и запомнены коды коррек 3 129 ч ции погрешностей преобразования для всех точек характеристики преобразования, Это занимает относительно много времени (для 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя, реализованного на интегральных микросхемах среднего быстродействия При дальнешей работе циклы коррекции чередуются с циклами преобразования, В связи с тем, что температурные, а 1 О тем более временные изменения влияющих на точность преобразования параметров элементов устройства происходят медленно, в каждом цикле коррекции производится выработка и эа поминание кода коррекции только для одной точки характеристики преобразования, и циклы коррекции производятся со значительными интервалами времени, 20После выработки одного кода коррекции содержимое счетчика увеличивается на единицу младшего разряда.В течение значительного интервала времени, занимаемого очередным цик лом преобразования, даЖе при очень малом быстродействии прецизионного цифроаналогового преобразователя 11 к следующему циклу коррекции на выходе его успевают установиться напря-о жения с высокой точностью, Поскольку в цикле коррекции не затрачивается время на выработку точного значения напряжения, так как корректирующий цифроаналОговый преобразователь35 2 имеет небольшую разрядность, то время выработки кода коррекции с помощью блока 14 поразрядного кодирования очень мало. Эти два обстоятельства позволяют получить очень малый цикл коррекции, что дает возможность применять предлагаемый преобразователь в быстродействующих информационно-измерительных системах реального времени и в быстродействующих сис темах управления.В режиме преобразования аналогоцифровой преобразователь работает следующим образом.С помощью коммутатора 12 к вто- рому входу компаратора 13 подключается входное преобразуемое напряжение. Выходы блока 14 порязрядного кодирования через первый мультиплексор 6 подключаются к управляющим входам цифроаналогового преобразователя 1 и через второй мультиплексор 7 к адресным входам блока 8 памяти,514 4Выходы данных блока 8 памяти через третий мультиплексор 9 подключаются к управляющим входам корректирующего цифроаналогового преобразователя 2. На управляющем входе "Разрешение" блока 8 - сигнал, соответствующий разрешению. Теперь после подачи на управляющий вход "Пуск" блока 14 поразрядного кодирования сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя вырабатывается код, с высокой точностью соответствующий входному напряжению.Формула изобретения 1Устройство аналого-цифрового преобр азования, содержащее цифр оаналоговый преобразователь, прецизионный цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход коммутатора является первой входной шиной, блок памяти, источник опорного напряжения, выход которого соединен с входами опорного напряжения цифроаналогового и прецизионного цифроаналогового преобразователей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены сумматор, счетчик, первый, второй, третий мультиплексоры, корректирующий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход аналого в цифрово преобразователя соединен с выходом сумматора, выходы соединены с соответствующими первымиинформационными входа:л первого и второго мультиплексоров, а выходыстарших разрядов соединены с соответствующими первыми информационными входами третьего мультиплексора исоответствующими входами данных блока памяти, входы адреса которого соединены с соответствующими выходами второго мультиплексора, вторые информационные входы которого объединены с соответствующими информационными входами прецизионного цифроаналогового преобразователя и соответствующими вторыми информационными входами первого мультиплексора исоединены с соответствующими выхода129514 Составитель И. РомановаТехред В.Кадар КоРРектоР Н,Король Редактор О.Юрковецкая Заказ 627/61 Тираж 902 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уц, ,Рс.ти.,ми счетчика, выходы данных блока памяти соединены с соответствующимивторыми информационными входамитретьего мультиплексора, а выход исиочника опорного напряжения соединенс входом опорного напряжения корректирующего цифроаналогового преобразователя, информационные входы цифроаналогового преобразователя соединены с соответствующими выходамипервого мультиплексора, а информационные входы корректирующего цифроаналогового преббразователя соединены с соответствующими входами третьего мультиплексора, управляющие входы коммутатора, первого, второго, третьего мультиплексоров и блока памяти являются соответственно второй, третьей четвертой, пятой и шестой входными шинами, а счетныйФ 1 О вход счетчика является шиной такто"вых импульсов.