Функциональный аналого-цифровой преобразователь

(51)4 С 06 С 7/26 ИСГ ; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(56) Авторское свидетельство СССРВ 1113812, кл, С 06 С 7/26, 1982Патент Японии У 59-45292,кл. Н 03 М 1/50, 1982.(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано для измерения и кодирования различных физических величин,Целью изобретения является упрощениепреобразователя и повышение точности.Преобразователь содержит интегратор,компаратор, генератор импульсов801310855 А 1 счетчик, регистр, постоянное запоминающее .устройство, цифроаналоговыйпреобразователь, источник опорногонапряжения и инвертор. Входнойсигнал в течение определенного интервала времени интегрируется. Затемвход интегратора подключается к источнику опорного напряжения и время.разряда интегратора до нуля фиксируется счетчиком. Дополнительноеускорение или замедление разрядаинтегратора осуществляется подачейна инвертирующий или неинвертирующий вход усилителя ступенчатого ана,логового сигнала, представляющегособой функцию входной величины.Код счетчика в момент обнуления ин"тегратора фиксируется в регистре иявляется выходной величиной преобра"зователя, 1 ил..Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и кодированияразличных физических величин,Целью изобретения является упрощение и повышение точности.На чертеже изображена функциональная схема преобразователя.Функциональный аналого-цифровойпреобразователь содержит интегратор1, состоящий из запоминающего конденсатора 2, операционного усилителя 3, первого 4 и второго 5 масштабных резисторов, первый переключатель6, второй переключатель 7, инвертор8, компаратор 9, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)10, формирователь одиночных импульсов 11, регистр 12, счетчик 13, элемент И 14,ключ 15, генератор импульсов 16,цифроаналоговый преобразователь 17,третий масштабный резистор 18, источник опорного напряжения 19,третий переключатель 20.Преобразователь работает следующий образом.В исходном состоянии счетчик 13сброшен в нуль. Под воздействиемуправляющего потенциала с выходастаршего разряда счетчика 13 ключ15 разомкнут, переключатель 6 подключает вход интегратора 1 к .входупреобразователя.Во время первого такта измеренияс генератора импульсов 16 на счетный вход счетчика 13 непрерывнопоступают .счетные . импульсы, Входной сигнал Б, интегрируется интегратором 1 в течение промежутка времени 0 (( Тр, где Тр промежуток времени от начала счета до установкив единицу старшего разряда счетчика13. К моменту Тр напряжение на выходе интегратора 1 прямо пропорционально величине выходного сигналаП и длительности Тр. Во время второго такта СТр по. тенциал на выходе старшего разряда счетчика 13 изменяет свое значение на обратное и под его воздействием замыкается ключ 15, а переключатель 6 подключает вход интегратора 1 через переключатель 7 либо к выходу источника 19 опорного напряжения Бр либо к выходу инвертора 8, с выхода. которого снимается напряжение Б , что достигается воздействием на переключатель 7 управляющего сигна 10855 2ла с выхода компаратора 9, которыйпринимает значения либо О, либо 1 взависимости от знака входного сигнала Б. Полярность напряжения на выходе переключателя 7 противоположна полярности входного сигнала П,Во втором такте происходит разрядконденсатора 2 под воздействием напряжения +Бр до уровня, при котором 10 сигнал на выходе компаратора 9 меняет свое значение на обратное. Приэтом на линейную зависимость от времени под воздействием + Пнапряже-,ния на выходе интегратора 1 накладывается нелинейная зависимость, определяемая ступенчатой функцией, последовательные значения которой записаны в словах ПЗУ 10, адреса которых последовательно выбираются кодо вой последовательностью на выходесчетчика 13. Кодовые значения слов свыхода ПЗУ 10 преобразуются в напряжение цифроаналоговым преобразователем 17.25В старщий разряд слова ПЗУ записывается значение знака кодируемой величиныСигнал с выхода старшего разрядаПЗУ 10 управляет переключателем 20,подключая выход цифроаналоговогопреобразователя 17 либо к инвертирующему, либо к неинвертирующему входу операционного усилителя 3, Соот. ветственно происходит либо подъем, 35 либо спад передаточной характеристики преобразователя.Разряд интегратора 1 продолжается до момента равенства нулю напряжения на его выходе, в этот моменткомпаратор 9 срабатывает и на выходеформирователя одиночных импульсов 11вырабатывается импульс, по которомузаписывается информация счетчика13 в регистр 12 и сбрасывается в 0счетчик 13.Информация на выходе регистра 12есть преобразованная форма входнойвеличины Б,.Повышение точности преобразова-:ния достигается за счет того, что вданном функциональном преобразователе отсутствуют элементы, создававшие погрешнбсть устройства-прототипамасштабные резисторы и усилительныйкаскад на операционном усилителе. Формула изобретения Функциональный аналого-циФровой преобразователь, содержащий источ"1 З 1 О ник опорного напряжения, генераторимпульсов и интегратор, состоящий изоперационного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с шинойнулевого потенциала, а инвертирующийвход через запоминающий конденсаторсоединен с выходом операционногоусилителя и через второй масштабныйрезистор соединен с выходом первого Юпереключателя, первый информационныйвход которого соединен с входом преобразователя, а второй информационный вход первого переключателя соединен с выходом второго переключате ля, управляющий вход которого соединен с входом старшего разряда адресапостоянного запоминающего устройства, входом формирователя одиночныхимпульсов, первым входом элемента И 20и с выходом компаратора, первый входкоторого соединен с выходом операционного усилителя интегратора, выходэлемента И является знаковым выходом преобразователя, второй вход 25элемента И подключен к выходу старшего информационного разряда счетчика, выходы информационных разрядовкоторого соединены с соответствующими информационными входами регистра 30и с адресными входами постоянногозапоминающего устройства, выходы регистра являются информационными выходами преобразователя, информационныйвыход постоянного запоминающего уст- З 855 4ройства, кроме старшего разряда, соединен с цифровым входом цифроаналого вого преобразователя, старший разряд информационного выхода постоянного запоминающего устройства соединен с управляющим входом третьего переключателя, аналоговый вход цифроаналогового преобразователя через третий масштабный резистор. соединен с выходом источника опорного напряжения, выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выход формирователя одиночных импульсов соединен с входами сброса счетчика и регистра, первый информационный вход второго переключателя соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с вторым информационным входом второго переключателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, в него введен ключ, управляющий вход которого подключен к управляющему входу первого переключателя, выход цифроаналогового преобразователя через ключ подсоединен к информационному входу третьего переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с вторым входом компаратора, выход источника опорного напряжения соединен с входом инвертора.1310855 Составитель Н.фирсовРедактор Н.Горват Техред М.Ходанич Корректор А, Тяско Заказ 1894/47 Тираж б 73 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5