Аналого-цифровой преобразователь

,бО П И С А НИ - "м ИЗОБРЕТЕЯ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт. свидетельства 51) тЧ, Кл. Н 03 с 13/20 2) Заявлено 02.07,72 (21) 1795050/26 с присосдипением заявки Мз 179505 2) Приоритет 26-9 удерствеииый комитет овето Министров СССРва леван ааааветеаваОпубликовано 25.08.74. Бюллетень3и открытийДата опубликования описания 14.07.75, Денисю овский заво лектроизмерительных прибор) Заяви 54) АНАЛ;". ГЗ "1,1:-:рОВОуа 1 11 Г"уБгАЗ,"1 Б,ЛкЛ лее 20 мсек. Это огра- систем автоматическойт. д.уменьшение времени ри наличии сетевой поыстродействия,р азова ния - бо возможностии информацияизобретения -ования АЦП иовышенпе его о ла преоб ничивае обработ Цель преобра мехи иИзобретение относится к аналого-цифровым преобразователям (ЛЦП), применяемых в различных областях измерительной техники, особенно в системах автоматической обработки информации и т. д. 5Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, два электронных ключа, интегратор, компаратор уровня, логическое устройство, регистрирующий счетчик, устройство автомати ки, генератор импульсов заполнения, причем вход первого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, а выход через интегратор, компаратор уровня и логическое устройство - к первому входу регистрирую щего счетчика; вход второго ключа соединен с источником опорного напряжения, а выход - с выходом первого ключа; выход генератора импульсов заполнения подключен ко второму входу логического устройства; второй вход ре гистриру 1 ощего счетчика соединен с вторым выходом устройства автоматики, второй вход которого соединен с выходом регистрирующего счетчика, а третий его вход и третий вход регистрирующего счетчика подключен к источ нику сети 50 гц.Однако нзвсстному АЦП, работающему по принципу двойного интегрирования при условии подавления сетевой помехи с частотой 50 гц свойственна значительная величина цик Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в него дополнительно вводятся источник опорного напряжения, второй интегратор, второй компаратор, третий и четвертьш ключи; причем вход третьего ключа соединен с дополнительным источником опорного напряжения, а выход через второй интегратор и второй компаратор уровня - с четвертым входом устройства автоматики; вход четгертого ключа соединен с входом второго ключа, а его выход - с выходом третьего. Кроме того, с целью повышения быстродействия в него введены генератор импульсов управляемой длительности, схема управления, пятый и шестой ключи, причем второй выход генератора импульсов заполнения соединен через пятый ключ с четвертым входом регистрирующего счетчика, второй выход которого через шестой ключ и схему управления соединен с генератором импульсов управляемой длительности, выход которого соединен со вторым входом схемы управления и пятым ьходом устройства автоматики.3На фпг. 1 представлена структурная схемаописываемого устройства, первый вариант; нафиг, 2 - то же, второй вариант.Аналого-цифровой преобразователь состоитпз источника 1 опорного напряжения 1,ь 5электронных ключей 2 и 3, интегратора 4,компаратора уровня 5, логического устройстваб, регистрирующего счетчика 7 емкостью и)единиц, устройства автоматики 8, генератораимпульсов 9 заполнения частотой 1), источника 10 опорного напряжения - Уоэлектронных ключей 11 и 12, интегратора 13, компаратора уровня 14, генератора импульсов 15управляемой длительности, схемы 1 б управления, электронных ключей 17 и 18, преобразуемого напряжения У и напряжения сетевойпомехи Е/У =Оз 1 п(иУ+ з),Синхронизация работы всего устройства 20производится от сети 50 гц при помощи устропства азтоматикп, которое вырабатывает командные импульсы при прохоядении синхронизпруюп;его напряжения через нулевой уровень, т. с, с периодом 10 мсек. 25В исходном состоянии напряжение на выходе интегратора 4 равно нулю; конденсатор С интегратора 13 предварительно заряжен до вели гпны30У, = - " -, где Т, =- - иВа С Лвсе ключи разомкнуты.С первым переходом синхронизирующего напряжения 50 гц через нулевой уровень по 35 команде от устройства автоматики замыкак)тся ключи 2 и 11; начинается первый такт интегрирования преобразуемого напряжения.Первый такт оканчивается, когда напряжение на выходе интегратора 13 станет равно 40 нулю. По команде от компаратора 14 устройства автоматики 8 ключи 2 и 11 размыкаются.Длительность такта равнат УЛоа С г )оа Тк В а С) аТг -45Уо, Уо 1при У. - .)У, Т, = ТНапряжсние на выходе интегратора 4 достигнет величины 50 т,55Второй такт интегрирования преобразуемого напряжения начинается при очередном переходе синхронизирующего напряжения через нулевой уровень, т. е, через 10 мсек, когда начальный сдвиг фазы напржкения помехи б)- 60 дет иметь величину гг+ср. В этот момент по команде от устройства автоматики замыкаются ключи 2 и 12; производится сброс в исходное состояние счетчика 12 и начинается его заполнение импульсами от генератора 9. 65 Второй такт заканчивается в момент переполнения индикаторного счетчика, когда на его вход поступит г) импульсов, а на его выходе появится импульс переполнения. Длительность второго такта равна1- п,=ТЛНапряжение на выходе интегратора 13 достигнет величиныУо)Т)1 )Яа Са на выходе интегратора 4 величиныт,У, = У, + ) )С)-)- С)п (ш) -)- х -)-йопли с учетом (1)У, - .= 2 (2) После переполнения регистрирующего счетчика начинается разряд интегратора 4 от источника опорного напряжения 1. При этом ключ 3 замыкается, а остальные размыкаются. Когда напряжение на выходе интегратора 4 становится равно нулю, по команде от компаратора 5 устройства автоматики ключ 3 размыкается, заполнение счетчика прекращается, схема возвращается в исходное состояние.Время разряда Т, интегратора 4 равноу а гх 1 С)па - ))-)о)с учетом (2)у цУо)Количество импульсов Л)поступивших навход регистрирующего счетчика 7, за времяТз равноМ, Т Лц,2 Т и 2 Л п) -Уо) )-)о 1 Лго 12 Л 1где й = -- коэффициент преобразования,го 1В случае, если То+Та менее 10 мсек, предлагаемое устройство позволяет производить преобразование аналог - код при подавлении сетевой помехи за время менее 20 мсек,Синхронизация работы устройства, представленного на фиг. 2, производится, как и в первом варианте, от сети 50 гц.Б исходном состоянии напряжение на выходе интегратора 4 равно нулю. Все ключи разомкнуты. Первый такт интегрирования преобразуемого напряжения начинается в момент прохождения сетевого синхронизирующего напряжения через нулевой уровень, В этот момент запускается генератор 15 и замыкаетсяЦ.2 т, Л С,(3) ключ 2, Длительность первого такта определяется длительностью выходного импульса генератора 15, после окончания которого ключ 2 размыкается.Второй такт интегрирования преобразуемого напряжения начинается в очередной момент прохождения сетевого синхронизирующего напряжения через нулевой уровень, Таким образом, начальный сдвиг фазы напряжения помехи во второй такт будет равен со+я.В момент начала второго такта интегрирования в схеме по команде от автоматики замыкаются ключи 2, 17, 18, производится сброс показаний регистрирующего счетчика и начинается его заполнение от генератора 9.Длительность второго такта интегрирования преобразуемого напряжения также определяется длительностью выходного импульса генератора 15, Одновременно, во время второго такта интегрирования при помощи схемы управления 16 производится подстройка длительности выходного импульса генератора 15 таким образом, чтобы она стала равна времени заполнения счетчика 7. В течение нескольких циклов преобразования (с момента включения) длительность импульса Т 4 на выходе генератора становится равна1Т 4.=- й 1 - ,Л Поэтому второй такт интегрирования заканчивается в момент заполнения счетчика 7, когда он возвращается в исходное состояние. В этот момент по команде от автоматики ключи 2, 17, 18 размыкаются; ключ 3 замыкается, счетчик продолжает заполняться через логическое устройство 6, Начинается разряд интегратора 4 от источника 1 опорного напряжения. Напряжение У; на выходе интегратора 4 к моменту разряда будет иметь величину т,С, Ух+ Уз 1 п (о 11+ 1)1 +от,+ УУип(и 1+ -. + ЙШ=о Когда напряжение на выходе интегратора 4становится равным нулю, по команде от компаратора 5 и автоматики ключ 3 размыкаетсяи заполнение счетчика прекращается; схемавозвращается в исходное состояние,Время разряда Т 5 интегратора 4 равноТ,==" "; с учетом (3)У Ид Сод,УО 1 7 У 2745 хКоличество импульсов У 2, поступивших на вход регистрирующего счетчика 7 за время Т равно 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 у С у Л х 214 Л 21 х По 1 оОо 1 Уо Л 012 п,где А = -- коэффициент преобразованияСО 1 В случае, если Т 4+Т 5 менее 10 мсек, предлагаемое устройство позволяет производить преобразование аналог - код при подавлении сетевой помехи за время менее 20 мсек.В случае визуальной индикации результатов преобразования для обеспечения немигающего отсчета напряжение поджига индикаторных ламп производится в первый такт интегрирования преобразуемого напряжения.Предмет изобретения1, Аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, два электронных ключа, интегратор, компаратор уровня, логическое устройство, регистрирующий счетчик, устройство автоматики, генератор импульсов заполнения, причем вход первого ключа подключен к источнику преобразуемого напряжения, а выход через интеграторкомпаратор уровня и логическое устройство - к первому входу регистрирующего счетчика, вход второго ключа соединен с источником опорного напряжения, а выход - с выходом первого ключа, выход генератора импульсов заполнения подключен ко второму входу логического устройства, второй вход регистрирующего счетчика соединен со вторым выходом устройства автоматики, второй вход которого соединен с выходом регистрирующего счетчика, а третий его вход и третий вход регистрирующего счетчика подключены к источнику сети 50 гц, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени преобразования при наличии сетевой помехи, в схему введены дополнительно источник опорного напряжения, второй интегратор, второй компаратор и третий и четвертый ключи, причем вход третьего ключа соединен с дополнительным источником опорного напряжения, а выход через второй интегратор и второй компаратор уровня - с четвертым входом устройства автоматики, вход четвертого ключа соединен со входом второго ключа, а его выход - с выходом третьего.2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор импульсов управляемои длительности схема управления, пятый и шестой ключи, причем второй выход генератора импульсов заполнения соединен через пятый ключ с четвертым входом регистрирующего счетчика, второй выход которого через шестой ключ и схему управления соединен с генератором импульсов управляемой длительности, выход которого соединен со вторым входом схемы управления и пятым входом устройства автоматики.ектор А, Дзесо з 1974/3ЦНИИ сное пография, пр. Сапунова Изд.203 осударственногпо делам изо Москва, ЖТираж 811омитета Совета Миниетений и открытийаушская наб д. 4/5