Аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрирования

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 015 03 М 1/52 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРРИ ГННТ СССР ИЯ САНИЕ ЕТЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) АНАЛО ДВУХТАКТН (57) Изоб тельной и частности вой код н низкого у напряжения с резистором 11, цепь коррекции дрейфа нуля, состоящая из второго накопительного элемента, выпол-; Юненного на конденсаторе 12, и ключа СО13, а также генератор 14 тактовыхффимпульсов (ГТИ), Формирователь 15импульсов, элемент И 16 и счетчик 17,формирователь 18 временных интервалов(ФВИ), инвертор 19 элемент ИЛИ 20,делитель 21 частоты,Ключ 13 (фиг.2) выполнен на первом 3элементе И-НЕ 22, первом инверторе 23, рвтором элементе И-НЕ 24, первом 25 и,втором 26 резисторах, первом 27 и втором 28 диодах и втором инверторе 29.Аналого-цифровой преобразовательработает следующим образом. ельнои техниобразованияя постоянного ется повышехем а п 61) 141197421) 4357381/24-2422) 0501,8846) 15.10.89. Бюл. И 3871) Тернопольский финансово-эконеский институт72) А.А.Саченко, В.В.Кочан,.И.Матвиив и Б.А.Маслыяк53) 681.325 (088.8)56) Авторское свидетельство СССР1411974, кл. Н 03 М 1/52, 1985. ГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛГО ИНТЕГРИРОВАНИЯетение относится к измеривычислительной технике, вк преобразованиям в цифропряжения постоянного токаовня. Целью изобретения яв Изобретение относится к электроизмерительной и вычислитке, в частности, для прев цифровой код напряженитока низкого уровня.Целью изобретения являние точности,На фиг1 показана функциональнаяс а преобразователя; на фиг.2 - схм ервого ключа.Аналого-цифровой преобразователь(АЦП) содержит ключи 1 и 2, входнойусилитель 3, резистор 4, интеграторна операционном усилителе 5 и первомнакопительном элементе, выполненномна конденсаторе 6, ключи 7 и 8, компаратор 9, источник 1 О образцового 2ляется повышение точности аналого-цифрового преобразования.,Это достигается тем, что в преобразователь введен делитель частоты, вход которого объединен с вторым входом формирователя временных интервалов, а выход подключен к дополнительному входу первого ключа, который выполнен на основе двух элементов И-НЕ. Преобразователь содержит пять ключей, усилитель, резисторы, интегратор на операционном усилителе и первом накопительном эле", менте, компаратор, источник образцового напряжения, делитель частоты, второй накопительный элемент, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов, элемент И, счетчик, формирователь временных интервалов, инвертор и элемент ИЛИ. 1 з.п. Ф-лы, 2 ил.В исходном состоянии ключ 1 закрыт,а остальные ключи 2, 7, 8 и 13 открыты. За счет действия источника 10 образцового напряжения и резисторов 4и 11 на входе операционного усилителя5 интегратора образуется отрицательноесмещение (с учетом дрейфа усилителя3), которое благодаря действию обратной связи через ключ 13 запоминается 10на конденсаторе 12.Обратная связь через ключ 13 и запоминающий конденсатор 12 действуетследующим образом.Сигнал ФВИ 18 разрешает работу клю 15ча 13 (фиг.2). Сигнал на выходе компаратора 9 управляет прохождением импульсов делителя частоты на выход ключа 13 через первый 27 или второй 28диоды. В первом случае происходит заряд запоминающего конденсатора 12 порцией заряда, а во втором - его разряд,Частота выходных импульсов делителячастоты выбирается в три-пять разменьшей граничной частоты работы компаратора 9 для того, чтобы после заряда-разряда конденсатора 12 компараторуспел занять устойчивое состояние,т.е. успел сработать. Порция заряд. -(пропорциональная амплитуде и дли,ель 30ности импульсов делителя частоты) выбирается равной примерно второй-третьей части единицы младшего разряда(кванта) аналого-цифрового преобразователя. В этом случае погрешность ана-лого-цифрового преобразования, возникшая из-за несоответствия напряженияконденсатора 12 напряжению дрейфа АЦП,не превышает половины кванта,С приходом импульса запуска ФВИ 1840производит сброс счетчика 17 и изменяет состояние своих выходов так, чтоключ 1 открывается, а ключи 2, 8 и 13закрываются. Преобразуемое напряжение,усиленное усилителем 3, поступает череэ резистор 4 и ключ 7 на вход интегратора. Скорость изменения напряжения на выходе интегратора зависитот величины и полярности преобразуемого напряжения, Отрицательное смещениена входе усилителя 5 интегратора должно выбираться более отрицательным, чеммаксимальное усиленное усилителем 3отрицательное преобразуемое напряжение. В этом, случае при преобразовании 5максимального отрицательного напряжения скорость напряжения на выходе усилителя 5 интегратора будет минимальной, а при преобразовании максимального положительного напряжения - максимальной. Нулевому преобразуемому напряжению соответствует скорость изменения выходного напряжения, строго определяемая выходным напряжением источника 10 и соотношением сопротивлений резисторов 4 и 11. Длительность первого такта (выбирается из условий обеспечения максимального подавления помех) определяется длительностью импульса на первом выходе ФВИ 18.Во время второго такта ключи 1 и закрываются, а ключи 2 и 8 открываются. Ключ 13 остается закрытым. При этом на вход усилителя 5 интегратора через резистор 11 подается отрицательное (относительно напряжения смещения и дрейфа на конденсаторе 12) напряжение источника 10. Направление изменения напряжения на выходе интегратора изменяется на обратное, причем скорость изменения напряжения остается постоянной и определяется, кроме значения напряжения источника 10, соотношением сопротивлений резисторов 4 и 11 и значением сопротивления резистора 11, После достижения выходным напряжением усилителя 5 интегратора исходного уровня срабатывает компаратор 9 и второй такт заканчивается. По сигналу компаратора 9 ФВИ 18 изменяет состояние и тем самым переводит схему в исходное состояние - ключ 1 закрыт, остальные открыты, на конденсаторе 12 происходит запоминание дрейфа.Формирование отсчета в счетчике 17происходит следующим образом,Нулевому преобразуемому напряжению на входе соответствует строго заданная напряжением смещения скорость изменения напряжения на выходе усилителя 5 интегратора как в первом, так и во втором такте, т.е. момент срабатывания компаратора 9 в этом случае заранее известен. Именно в этот момент. изменяется на противоположный сигнал на втором выходе ФВИ 18. Формирователь 15 импульсов реализует по отношению к импульсам компаратора 9 и второму сигналу ФВИ 18 Функцию ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛ 1., Когда эти импульсы не совпадают, он разрешает прохождение счетных импульсов генератора 14 через элемент И 1 Ь на счетный вход счетчика 17. При уменьшении значения отрицательногопреобразуемого напряжения момент срабатывания компаратора 9 приближаетсяк моменту изменения состояния выхода ФВИ 18, что вызывает уменьшение количества импульсов, поступающих на счетчик 17. При равенстве преобразуемого напряжения нулю моменты сраоатывания совпадают и на счетчик 17 импульсы не поступают. При преобразовании положи тельного напряжения момент срабатыва-, ния компаратора 9 запаздывает по отношению к моменту изменения состояния выхода ФВИ 18, что вызывает заполнение счетчика 17 соответствующим количест вом импульсов, Анализируя последовательность срабатывания компаратора и изменения сигнала ФВИ 18, можно определить полярность преобразуемого напряжения цифровым методом. Коррекция 20 дрейфа напряжения смещения на входе усилителя 3 (а одновременно и усилителя 5 интегратора и компаратора 9) осуществляется за счет запоминания состояния схемы в исходном состоянии и подключения источника 10 одним полюсом к выходу усилителя 3Делитель 21 частоты, а также ключ 13 могут быть выполнены на микросхемах серии К 561, например К 561 ИЕ 10, К 561 ТИ 2, К 561 ЛА 7, К 561 ЛН 1 или других. формулаизобретения1. Аналого-цифровой преобразовательдвухтактного интегрирования по авт.св. 1 1111974, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью повышения точности преобразования, в него введенделитель частоты, вход которого объединен с вторым входом формирователявременных интервалов, а выход подключен к дополнительному входу первогоключа.2. Преобразователь по п,1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что первьйключ выполнен на двух элементах И-НЕ,двух инверторах, двух диодах и двухрезисторах, при этом выход первогоэлемента И-НЕ через первый инвертори первый резистор соединен с анодомпервого диода, катод которогс подключен к аноду второго диода и являетсявыходом ключа, катод второго диодачерез второй резистор соединен с выходом второго элемента И-НЕ, первый входкоторого через .инвертор объединен спервым входом первого элемента И-НЕи является информационным входом ключа, вторые и третьи входы первого ивторого элементов И-НЕ соответственнообъединены и являются соответственнодополнительным и управляющим входамиключа,1515367 юфУ мНаСоставитель В. Солодова Редактор АЛежнина Техред А,Кравчук Корректор И,ОбручарВ Заказ 6294/56 Тираж 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгород ул Гагарина,101