Аналого-цифровой преобразователь

О П И С А Н И Е с 1 ч 474932ИЗОБРЕТЕ Н И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) Л. Кл. Н 031 с 13/175 рисоединением заявки -Государственныи комитет Совета Министров СССР 23) Приорите 5. Бюллетень Ъ Опубликовано 25 3) УД,К 681,325(71) Заявител Казахский опытно-экспериментальный за геофизических приборов АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕ 06 РАЗОВАТЕЛЪ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в тех областях техники, где преобразуемые сигналы имеют большой динамический диапазон и когда на фоне больших сигналов замешаны слабые полезные сигналы, которые при последующей обработке необходимо выделить.Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП), содержащие устройство для ди скретизации по времени и фиксации уровня сигнала, блок для определения знака сигнала, сравнивающий блок, устройство, управляющее преобразователем, основной и дополнительный регистры, преобразователь код-аналог и источник стабильного напряжения.Однако известные АЦП при ступенчатом уменьшении коэффициента усиления или уменьшают точность кодирования, или же во. обще це позволяют кодировать слабые сигналы на фоне сильных.Целью изобретения является повышение точности преобразования.Для этого между устройством для дискретизации по времени и фиксации уровня и сравнивающим блоком последовательно включены усилители постоянного тока, а между до. полнительным регистром и усилителями постоянного тока введено устройство, переключающее рабочие точки, источник стабильного напряжения подключен к одному из входов устройства, переключающего рабочие точки.Изобретение пояснецо чертежами.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преобразователя; ца фиг. 2, 3,4 - графики, поясняющие его работу,Аналого-цифровой преобразователь содержит устройство 1 для дискретизации по врсмени и фиксации уровня сигнала, работающее по сигналам устройства 2, управляющегопреобразователем, усилители постоянного тока3 (УПТ), блок 4 для определения знака сигнала, указывающий, в какую стороцу производить переключения рабочей точки того илииного УПТ 3, устройство 5, переключающеерабочие точки УПТ 3, сравнивающий блок 6,на один из входов которого поступает измеряемый сигнал, а ца второй - сигнал с прсобразователя 7 код-ацалог, дополцитсльныйрегистр 8, в который зяписывястся информация для переключения рабочих точск УПТ 3устройством 5, основной регистр 9, в которыйзаносится информация с устройства 2 дляпреобразования методом поразрядного взвсоо р:ния У 0, на величину которого производитсяпереключение рабочих точек УПТ 3,Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом,В первоначальный момецт рабочие точкивсех УПТ 3 находятся в точке 11 (см. фиг. 2).В основной регистр 9 преобразователя, имеющего и двоичных разрядов, заносятся все единицы, что соответствует полной шкале преобразователя. На входе блока б будет действовать напряжение Если блок 6 определит, что У)У, то устройство 2 занесет в К-й разряд дополнительного регистра 8 единицу и через устройство 5 установит рабочую точку К-го УПТ, в зависимости от знака сигнала, в точку 12 или И (см. фиг. 2) на величину Уо, соответствующую полной шкале преобразователя. Сигнал на входе блока 6 уменьшится на Уо 2 - .Если после этого блок 6 определит, что Усигн СУЗА то устройство 2 установит нуль в К-м разряде дополнительного регистра 8 и занесет единицу в К - 1-й разряд. Рабочая точка К-го УПТ 8 займет снова положение И (см. фиг. 2), а рабочая точка К - 1-го УПТ 3 - положение 12 или 13. Сигнал на входе блока б уменьшится от первоначального на величину У 2-Если после этого блок 6 определит, что сг)з, то устройство 2 занесет единицу в К - 2-й разряд дополнительного регистра 8 и через устройство 5 установит рабочую точку К - 2-го УПТ в точку 12 или И (см. фиг.2), Сигнал на входе блока 6 уменьшится на величину У, 2 д- +Уо 2 д - з и т, д.За К тактов работы преобразователя рабочие точки всех УПТ 3 займут одно из трех положений 11, 12 или И, а сигнал займет оптимальное положение на шкале преобразователя. Далее преобразователь работает п тактов (по числу разрядов основного регистра 9 преобразователя) следующим образом.В старший п-й разряд основного регистра 9 записывается нуль, и, если блок 6 определит, что У,СУ то нуль в п-м разряде остается, а если У,)У то в и-й разряд снова заносится единица. В следующем такте в (и - 1)-й разряд основного регистра 9 заносится нуль, и если блок б определит, что Усигн СУэтц 1 то нуль В (О - 1)-м разряде ос тается, а если У,(ри )Уто В (и - 1) разряд снова записывается единица и т. д.В качестве УПТ 3 могут использоватьсядвувходовые дифференциальные усилители постоянного тока, в частности в интегральномисполнении, например 1 УТ 401, смещение рабочей точки которых будет производиться вту или иную сторону в зависимости от того,на какой вход коммутируется постоянное на 1 О пря жение.Ступенчатое переключение усиления в точках 14 и 15 иллюстрировано на фиг. 3. В этоминтервале сигнал не входит в шкалу преобра 15зователя. Как видно из графика, масштаб приуменьшении усиления уменьшается и с нимуменьшается амплитуда слабого сигнала нафоне сильного. Соответственно уменьшениюкоэффициента усиления уменьшается точность20кодирования слабого сигнала.Переключение рабочей точки усилителя вточках 16 и 17 (см. фиг. 4) на величину, равную шкале преобразователя, соответствуетданному изобретению. При этом масштаб неизменяется и слабый сигнал на фоне сильногокодируется с такой точностью, какую позволяет реализовать преобразователь 7 код-аналог,Предмет изобретенияАналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство для дискретизации по времени и фиксации уровня сигнала, блок для определения знака сигнала, сравнивающий блок, устройство, управляющее преобразователем, основной и дополнительный регистры, преобразователь код-аналог, источник стабильного напряжения, отличающийся тем, что, 4 О с целью повышения точности преобразования,между устройством для дискретизации по времени и фиксации уровня и сравнивающим блоком последовательно включены усилители постоянного тока, между дополнительным ре гистром и усилителями постоянного тока введено устройство, переключающее рабочие точки, источник стабильного напряжения подклю.чен к одному из входов устройства, переключающего рабочие точками.Редактор А. Зиньковский Корректор И, Симкина Тип. Харьк, фпл. пред. Патент Заказ 1289/1848 Изд.812 Тирак 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5