Аналого-цифровой преобразователь

(51 У НЫЙ КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРИ ГКНТ СС ЕН К АВТО(21) 4363908/2 (22) 02.11,87 (46) 15. 10.89. (71) Винницкий 38хнический и иЛ.И.Тимченко,мкина и А.В.Шев идетельство СССР 03 М 1/50, 1981. етельство СССР 03 М 1/50, 1986. ЕЛЬ НАЛОГ РОВОЙ ПРЕОБРАЗОВА ФвЙ АНИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике иможет быть использовано для построенустройств обмена информацией. Изобретение позволяет повысить надежностьпутем упрощения и расширить функциональные возможности. Это достигаетсятем, что в преобразователь введеныоптоэлектронный блок 11 управления,аналоговые ключи 6, 7, двухпороговыйэлемент 10, элемент ИЛИ 9, а в каждыиразряд преобразования введены светодиоды 38, 39 и фотодиод 34. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1515366Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для построения устройств обмена информацией.5Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения и расширение функциональных возможностей,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразо-О вателя.Аналого-цифровой преобразователь содержит входную шину 1, шины 2 и 3 источника отрицательной и положительной полярности, шины 4 и 5 управления,15 аналоговые ключи 6 и 7 широтно-импульсный модулятор 8, элемент ИЛИ 9, двух- пороговый элемент 10, оптоэлектронный блок 11 управления, содержащий фотодиод 12, светодиод 13, фотодиод 14, светодиоды 15 и 16, фотодиод 17, резистор 18, фотодиод 19, светодиод 20, транзистор 21, диод 22, резистор 23, светодиод 24, фотодиод 25, и-разрядов преобразования, каждый из которых со держит транзистор 26, диод 29, светодиод 28, Фотодиод 29, светодиод 30, фотодиод 31, резистор 32, светодиод 33, фотодиод 34, резистор 35, светодиод 36,фотолиод 37, светодиод 38 и фо тодиод 39,Измеряемое входное напряжение параллельно поступает на информационные входы аналоговых ключей 6 и 7.Данный АЦП может работать в двух режимах: в режиме широтно-импульсного 35 модулятора (ШИМ) и в режиме двухпорогового элемента.В начальный момент времени все разряды обнулены, поэтому транзистор 26 каждого д-го разряда закрыт, потен 40 циал на его коллекторе и катоде диода 27 высокий и диод 27 находится в закрытом состоянии, поэтому через светодиоды 36 и 38 и резистор 35 протекает ток, Светодиоды 36 и 38 включены и 45 световой поток от них поступает соответственно на фотодиод 37 последующего(1+1)-го разряда 1, +1 и Фотодиод 39 предыдущего (-1)-го разряда 1, 1-1.50В режиме широтно-импульсного модулятора высокий уровень подается на вход управления аналогового ключа 6, разрешая прохождение входного напряжения на вход ШИМ 8, В зависимости от величины входного напряжения широтно- импульсный модулятор 8 дает на выходе положительный импульс, длительность которого функционально зависит от входного напряжения, Этот же импульс получается на выходе элемента ИЛИ 9.При подаче светового потока на фотодиод 34 (1-1)-го разряда от предыдущего разряда и импульса положительной полярности на выходе элемента ИЛИ 9 сопротивление фотодиода 34 данного разряда резко уменьшается и данный разряд переходит в возбужденное состояние, Возбуждается также оптоэлектронный блок 11, включается источник света - светодиод 16, через открытый транзистор 21 протекает ток через резистор 18 и диод 22. Светодиод 24 зашунтирован транзистором 21 и находится в выключенном состоянии. Световой поток от светодиода 16 поступает на фотодиод 17, поэтому на объединенном выводе фотодиода 17 и фотодисда 25 присутствует низкий отрицательный потенциал.Если длительность паузы между импульсами такова, что оптоэлектронный блок 11 не успел обнулиться, то при записи следующей единицы информации с вывода фотодиодов 17 и 25 также снимается низкий отрицательный потенциал. При подаче очередных импульсов последовательно срабатывает -й, (+1)-й и т.д. разряды, при этом обнуления (1.-1)-го, -го и т.д. разрядов не происходит, так как при записи информации с фотодиодов 17 и 25 также снимается низкий отрицательный потенциал, Таким образом, при записи информации аналого-цифровой преобразователь работает в единично-нормальном коде.После завершения записи информации, т.е. после прекращения импульсов на выходе элемента ИЛИ 9, оптоэлектронный блок 11 обнуляется, диод 22 оказывается в закрытом состоянии и через светодиод 24 начинает протекать ток. Световой поток от светодиода 24 поступает на фотодиод 25, поэтому с вывода фотодиодов 17 и 25 снимается высокий отрицательный потенциал. Происходит обнуление возбужденных разрядов, причем обнуляется только тот возбужденный разряд, на Фотодиодах 37 и 29 которых присутствуют оптические сигналы соответственно со светодиода 36 предыдущего разряда и от светодиода 28 последующего разряда, т.е. предыдущий разряд обнулен, а последующий возбужден. Таким образом, происходит последовательное обнуление всех ранее1515366 формула изобретения 551Следовательно, создаются все условия для обнуления всех возбужденных разрядов, кроме старшего. возбужденных разрядов за исключением старшего (д+1)-го возбужденного разряда, который не обнуляется, поскольку отсутствует оптический сигнал от светодиода 28 последующего разряда,5 так как этот последующий разряд обнулен.После завершения записи информации аналого-цифровой преобразователь работает в единично-позиционном коде.В режиме двухпорогового элемента на вход управления аналогового ключа 7 подается высокий уровень, пропуская напряжение на вход двухпорогового элемента 10, на выходе которого получается положительный импульс. фронт этого импульса по времени совпадает с моментом достижения входным напряжением первого порога срабатывания двухпоро-;ягового элемента 10, а спад импульса по времени совпадает с моментом достижения входным напряжением второго порога срабатывания двухпорогового элемента 10, Таким образом, достигается 25 функциональная зависимость длительности импульса от величины входного нап-. ряжения. Этот же импульс получается на выходе элемента ИЛИ 9.Работа аналого-циФрового преобразо-З 0 вателя в этом режиме аналогична работе в режимеширотно-импульсного модулятора. Аналого-цифровой преобразователь функционирует в единично-нормальном коде, если длительность паузы Г между импульсами меньше времени обнуления оптоэлектронной схемы управления л с Л .ьн азсу т ел сан. асу сли п 40С ОБс , то АЦП функционирует в единично-позиционном коде.Если на выход элемента ИЛИ 9 подается потенциал положительной полярности в течение времени п, где и - ко личество разрядов аналого-цифрового преобразователя, а- время срабатывания разряда, то в возбужденное состояние переходят и разрядов.Конец записи информации соответствует тому, что оптоэлектронный блок обнуляется, с фотодиодов 17 и 25 снимается высокий отрицательный потенциал. 1, Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый аналоговыйключ, и разрядов преобразования, каждый из которых содержит первый, второй, третий и четвертый светсдиоды, первый, второй и третий фотодиоды, два резистора, диод и транзистор, вкаждом -м разряде преобразования эмиттер транзистора является шиной нулевого потенциала, коллектор соединен с катодами диода и первого светодиода, который оптически соединен с первым фотодиодом (-1)-го разряда преобразования, анод первого светодиода в каждом -м разряде преобразования через последовательно соединенные второй светодиод, первый резистор и третий светодиод соединен с шиной источника положительной полярности, и через второй резистор - с анодами диода и четвертого светодиода, опти" чески соединенного с вторым фотодиодом (+1)-го разряда преобразования, в каждом -м разряде преобразования второй светодиод оптически соединен с третьим фотодиодом, анод котоГого соединен с базой транзистора и катодом второго фотодиода, а катод объединен с катодами третьих фотодиодов всех разрядов преобразования, в каждом х-м разряде преобразования анод втооого фотодиода соединен с катодом первого фотодиода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения и расширения функциональных возможностей за счет возможности обеспечения дополнительной функции нелинейного преобразования входного сигнала, в него введены второй аналоговый ключ, двухпороговый элемент, широтно-импульсный модулятор, элемент ИЛИ, оптоэлектронный блок управления, а в каждый разряд преобразования введен пятый светодиод, четвертый и пятый фотодиоды, в каждом -м разряде преобразования анод четвертого фотодиода соединен с базой транзистора, катод - с анодом пятого фотодиода, катоды пятых фото- диодов всех разрядов преобразования и первый вход оптоэлектронного блока управления обьединены и соединены с выходом элемента ИЛИ, третий светодиод каждого -го разряда преобразования оптически соединен с пятым фото- диодом (+1)-го разряда преобразова1515366 Составитель А.ТитовРедактор А.-Лежнина Техред А. Крачвук Корректор В,Кабаций Заказ 6294/56 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 ния, пятый светодиод которого оптически соединен с четвертым фотодиодом -го разряда преобразования, в каждом д-м разряде преобразования анод пятого5 светодиода соединен с катодом четвертого светодиода, а катод является шиной нулевого потенциала, аноды первых фотодиодов всех разрядов преобразования объединены и соединены с выходом оптоэлектоонного блока управления, второй вход которого объединен с катодами третьих фотодиодов всех разрядов преобразования и является шиной источника положительной полярности, третий 15 вход оптоэлектронного блока управления является шиной источника отрицательной полярности, первый вход элемента ИЛИ через широтно-импульсный модулятор соединен с выходом первого аналогового ключа, второй вход через двухпороговый элемент - с выходом второго аналогового ключа, информационные входы первого и второго аналоговый ключей объединеныи являются входной шиной, 25 управляющие входы первого и второго аналоговых ключей являются соответственно первой и второй шинами управления.2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что.оптоэлектрбнный блок управления выполнен на пяти фотодиодах, пяти светодиодах, 1 диоде, двух резисторах и транзисторе,эмиттер которого является шиной нулевого потенциала, коллектор соединенс катодом диода и через последовательно соединенные первый и второй светодиоды, первый резистор и третий светодиод - с первым выводом второго резистора, катод первого фотодиода соединен с анодом четвертого светодиодаи является вторым входом блока, второй светодиод оптически соединен спервым фотодиодом, третий светодиодоптически соединен с вторым фотодиодом, катод которого является шинойнулевого потенциала, анод соединенс катодом третьего фотодиода и является выходом блока, третьим входомкоторого являются аноды третьего ичетвертого фотодиодов, последний изкоторых оптически соединен с первымсветодиодом, катод четвертого фотодиода соединен с анодами первого и пятого фотодиодов и с базой транзистора,катод пятого фотодиода является первымвходом блока, катоды четвертого и пятого светодиодов объединены и являютсяшиной нулевого потенциала, анод пятогосветодиода объединен с анодом диодаи соединен с вторым выводом второгорезистора, пятый светодиод оптическисоединен с третьим фотодиодом, четвертый светодиод - с пятым фотодиодом.