Устройство аналого-цифрового преобразования

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 83396 5)5 Н 0 12 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(56) Бахтиаров Г,ДВ.П, Аналого-цили/под ред. Г,Д, Брадио, 1980, 280 сС о п р а г и 99 пегз Ьезт ое, р, 119 - 122,4) УСТРОИСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГОРЕОБРАЗОВАНИЯ Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах,Целью изобретения является повышение точности,На фиг, 1 представлена схема устройства аналого-цифрового преобразования; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы; на фиг. 3 - вариант схемы блока управления,Схема устройства аналого-цифрового преобразования содержит: 1 - переключатель (П); 2 - блок выборки-хранения (БВХ);3 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП 1); 4 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); 5 - блок вычитания (БВ);6 - второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП 2); 7 - запоминающий регистр) И зоб рете нив относится к электроизмерительной технике быть использовано в информ измерительных системах, в частн лого-цифровых преобразователях (А изобретения является повышение Устройство содержит два АЦП, циф вый преобразователь, блок управл матор кодов, блок выборки-хране вычитания, Положительный эффект ся за счет того, что благодаря введе ключателя, запоминающего рег вычитателя кодов удается устрани ность, вносимую блоком выборки путем подачи на его вход тестово близкого ко входному, 1 з.п, ф-лы,цифровоии может ационноости в ана- ЦП). Цельюточности, роаналогоения. сумния и блок достигаетнио пере- истра и ть погреш-хранения го сигнала 3 ил.(ЗР); 8 - вычитатель кодов (ВК); 9 - сумматоркодов (СК); 10 - блок управления (БУ),Элементы схемы соединены следующим образом, первый вход П является входом всего устройства, второй вход П соединен с выходом ЦАП и инверсным вхо д дом БВ, выход П соединен со входом БВХ, выход БВХ соединен со входом АЦП 1 и пря- ( мым входом БВ, выход АЦП 1 соединен со (Я входом управления ЦАП и первым входом СК, выход БВ соединен со входом АЦП 2, выход АЦП 2 соединен со входом ЗР и прямым входом ВК, выход ЗР соединен с инверсным входом ВК, выход ВК соединен со вторым входом СК, выход СК является выходом всего устройства, второй, третий и четвертый выходы БУ соединены со входами управления БВХ, АЦП 1 и АЦП 2 соответственно, дополнительные выходы БУ 1 и 5соединены со входами управления П и ЗР, шестой ьход БУ является шиной "пуск" всего устройства,Нумерация диаграмм на фиг, 2 соответствует нумерации выходов БУ, Схема БУ, показанная на фиг. 3, выполнена на 10 одновибраторах (блоки 10,1 - 10,9 и 10,12)и двух схемах ИЛИ (блоки 10,10 и 10.11),Схема устройства аналого-цифрового преобразования работает следующим образом: после подачи на вход БУ команды "пуск" П подает на вход БВХ входной сигнал (01). Через промежуток времени т 1 (здесь и далее смотри фиг. 2) входной сигнал им запоминается (БВХ переходит из режима слежения в режим хранения), Далее, через промежуток времени 12, определяемый окончанием переходных процессов в БВХ АЦП 1 преобразует его выходное напрякение (02) в код (К 1), который поступает на вход управления ЦАП и преобразуется им в напряжение ОЗ. Затем, через промежуток времени сЗ, определяемый быстродействием ЦАП и БВ, выходное напряжение БВ, равное 02 - 03, АЦП 2 преобразует в код (М 2), который запоминается в ЗР, После этого по команде БУ П подает на вход БВХ напрякение 02, которое им запоминается (при этом на выходе БВХ образуется напряжение 04). БВ вычитает из 04 напряжение 03, полученное при этом напряжение 05 после окончания переходного процесса на выходе БВ (т 4) преобразуется в код КЗ. Далее ВК вычитает из кода К 2 код ЙЗ, результат СК суммирует с кодом М 1, В результате на выходе СК образуется код М 4, который является выходным кодом устройства,Рассмотрим получение положительного эффекта более подробно, Обозначим погрешность БВХ - Л 1, а погрешность АЦП 1 - Ь 2. При этом; 20 25 30 35 40 45 50 55 02 = 01,+ Л 1, 03 = 02+ Л 2,(2) погрешностью ЦАП пренебрегаем, Как видно иэ выражений 1 и 2 код М 2 пропорционален Л 2, Так как 04 = 02+ Л 1,то 05 = Л 1, В результате выходной код М 4 = М 1+ К 2 - МЗ свободен от погрешностей АЦП 1 и БВХ, В прототипе же выходной код свободен только от погрешности АЦП 1 (3). За счет этого существенно повышается точность, так как погрешности БВХ обычно составляют 0,1% О 03%. что препятствует их применению на входе многоразрядных АЦП (порядка 15 - 16 двоичных разрядов). Преобразователи без БВХ имеют большую динамическую погрешность.Устройство аналого-цифрового преобразования может быть выполнено на следующих элементах; ЛЦП 1 и АЦП 2 К 1108 ПВ 1 А, ЦАП - М 2 ПАЦ 4171, БВХ - К 1100 СК 2, П - К 590 КНЗ, БВ - на операционном усилителе типа К 140 УД 17 с резисторами (по стандартной схеме), БУ - на микросхемах типа К 155 АГЗ и К 561 ЛЛ 1, СК и ВК - на микросхемах типа К 561 ИМ 1,Формула изобретения 1, Устройство аналого-цифрового преобразования, содержащее первый и второй аналого-цифровые преобразователи, цифроаналоговый преобразователь, блок вычитания, сумматор кодов, блок угравления и блок выборки-хранения, выхоц которого соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выходы первого аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и первыми входами сумматора кодов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с инверсным входом блока вычитания, прямой вход котороо соединен с выходом блока выборки-хранения, а выход соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход сумматора кодов является выходной шиной, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами управления блока выборки-хранения, первого аналого-цифрового преобразователя и второго аналого-цифрового преобразователя соответственно, а его вход является шиной "Пуск", отл ича ю щееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены переключатель, запоминающий регистр и вычитатель кодов, причем первый вход переключателя является входной шиной, второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с входом блока выборки-хранения, прямые входы вычитателя кодов обьединенного входами запоминающего регистра соединены с соответствующими выходами второго аналого-цифрового преобразователя, выходы вычитателя кодов соединены с соответствующими вторыми входами сумматора кодов, а его инверсные входы соединены с выходом запоминающего регистра, соответственно четвертый и пятый выходы блока управления соединены с входами управления переключателя и запоминающего регистра соответственно, 18339652, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления выполнен на десяти одновибраторах и двух элементах ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и третьим выходами бло ка, выходы с первого по пятый одновибратора объединены и являются входом блока, выход первого одновибратора является четвертым выходом блока и через шестой одновибратор соединен с 10 первым входом первого элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом второго одновибратора, выход третьего одновибратора через седьмой одновибратор является вторым выходом блока, выходы четвертого и пятого одновибраторов соответственно через восьмой и десятый одновибраторы соединены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, вход десятого одновибратора подключен к выходу первого одновибратора, а его выход является пятым выходом блока.1833965 иг Составитель В. КапустиТехред М,Моргентал Корректор И, Шулла едактор Л, Павлов Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 акэз 2691 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5