Многоканальный интегрирующий аналогоцифровой преобразователь

11 702515 ОП АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик(23) Приоритет Н 03 К 13/2 осударствемиый ком ите СС С Р мо делам изобретемий и открытийДата опубликования описания 08.127,А,Яремчу ий ордена Ленина политехническ 0-летия Великой Октябрьской среволюции й институт циалистичес Киев мени 1) Заявитель 4) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТ Извес жет обес ное и фу сигналов пень Целью изобретения является расширение функциональных воэмОжностей п тем обеспечения возможности измерения не только усредненных мгновенных значений сигналов, но и возведенных в различную степень, а также повышение точности преобразования.Для этого аналого-цифровой пре- образователь, содержащий Несколько каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные ЯО-цепочки и канальный ключ, а также общий для всех каналов ключ, с которым соединены выходы канальных ключей, ипоследовательно соединенные компаратор, блок управления и блок адресного выбора каналов, к которому подключены управляющие входы канальных ключей, причем управляющий вход общего для всех каналов ключа соединен с блоком управления, дополнительно содержит два генератора акспоненциальных напряжений, два ключа, цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные компаратор,Усато 15 Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть .использовано для преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды, 5Известны многоканальные интегрирующие аналого-циФровые преобразователи, в состав которых входят интеграторы, коммутирующие" элементы, управляющее устройство 11. 1Эти устройства обладают недостаточно высокой точностью преобразования вследствие дрейфа нуля аналогового интегратора и утечек конден ров,Известен также аналого-циФровой преобразователь, содержащий несколько каналов, кажцый иэ которых включает последовательно соединенные Е,С(1 цепочку и канальный ключ, а также общий для всех каналов ключ, с которым соединены выходы канальных клю" чей, и последовательно соединенные компаратор, блок управления и блок 25 адресного выбора каналов, к которому подключены управляющие входы канальных ключей, причем управляющий вход общего для всех каналов ключа соединен с блоком управления 2 30%я ный преобразователь не моечить одновременное линейкциональное преобразование например, возведение в ст) вычитаюший счетчик, регистр, сумматор и запоминающее устройство, причем управляющие входы генераторовэкспоненциальных напряжений подключены к выходу блока управления, ихвыходы через дополнительные ключи,управляющие входы которых соединеныс блоком адресного выбора каналов,подключены к одному из входов компа-ратора, к другому входу котброго подключены выходы канальных ключей ивход общего для всех каналов ключа,выход которого соединен с общей шиной, а выход компаратора подключенк регистру, при этом выход одногоиз генараторов экспоненциального на пряжения подключен также к первомувходу дополнительного компаратора,второй вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, к входу которого подключен выход вычитающего счетчика, установочный вход, которого соединен с блокомуправления, причем выход запоминающего устройства соединен с одним извходов сумматора, а управляющий входподключен к блоку адресного выбора 25каналов.Структурная электрическая схемаустройства представлена на чертеже,Преобразователь состоит из идентичных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенныхсопротивления 1, конденсатора 2, образующих ЯС - цепочку и канальногоключа 3. Выход каждого канала подключен к одному из входов компаратора 4 и к ключу 5, управляющий входкоторого соединен с блоком управления б. Другой вход компаратора 4 через ключи 7 и 8 подключен соответственно к выходам генераторов 9 и 10,экспоненциального напряжения, а вы 40ход компаратора 4 соединен с блокомуправления б и управляющим входомрегистра 11. Выход генератора 9 экспонециального напряжения соединентакже с одним из входов компаратора12, выход которого подключен к вхо ду вычитафщего счетчика 13, соединенного с цифроаналоговым преобразова телем 14 й регистром 11. Выход цифроаналогового 1 преобразователя 14подключен к другому входу компаратора 12. Регистр 11 подключен к сумматору 15, соединенному цепями приемаи выдачи кода с запоминающим устройством 1 б. Один выход блока управления 55б подщючен к управляющим входаМ генераторов 9 и 10 экспоненциальногонапряжения, а другой выход соединенс блоком 17 адресного выбора канала,к первому выходу которого подключе- б 0ны управляющие входы ключей 3, к второму выходу подключены управляющиевходы ключей 7 и 8, а третий выходсоединен с запоминающим устройством16. Результат измерения снимается с выходов 18 запоминающего устройст-.ва 16,Устройство работает следующим образом.Перед началом измерения все ячейки запоминающего устройства обнуляются.Измерение входных напряжений производится в течение времени Тн кратного периоду помехи, наложенной насигналы. Это время складывается изциклов измерения:Т= тцПо окончании предыдущего цикла измерения КС - цепочки каждого каналаразряжены до нулевого уровня, Очередной цикл начинается по команде, вырабатываемой блоком управления б и поступающей в блок 17 адресного выбораканалов. При этом ключи 3, 5, 7 и 8закрыты. Начинаетсяинтегрированиевходных напряжений соответствующимиВС - цепочками. Соотношение междувременем интегрирования и постояннымивремени %С - цепочек Г должно бытьЬвыбрано таким, чтобы не внести погрешности в результат измерения из-за нелинейности интегратора на КС - цепочках.Одновременно с интегрированием входных напряжений по команде из блокауправления б производится заряд конденсаторов в генераторах 9 и 10 экспоненциальных напряжений до значенияМз. Кроме того, в вычитающий счетчик13 по команде из блока управления бзаписывается код, пропорциональныйвеличине Чэ.После окончания интегрированиявходных напряжений с помощью ЙС - цепочек генераторы 9 и 10 экспоненциаль-,ного напряжения начинают формироватьэкспоненциально убывающие напряженияс постоянными времени соответственнои И ( П- степень, в которуювозводятся измеряемые напряжения),Напряжение с выхода генератора 9 экспоненциального напряжения поступаетна один из входов компаратора 12, надругой вход которого подается напряжение Чс выхода цифроаналоговогопреобразователя 14, котброе пропорционально коду И, записанному в вычитающем счетчике 13.При равенстве напряжений на входах компаратора 12 происходит егосрабатывание и формирование импульса, поступающего в вычитающий счетчик 13, при этом записанный в нем кодуменьшается на единицу, это вызываетуменьшение выходного напряжения циф-роаналогового преобразователя 14,чтоприводит к возврату компаратора впрежнее состояние. Таким образом, кодЯ,.в вычитающем счетчике 13 с точностью до величины жЧ пропорционаленнапряжению на выходе генератора 9 экспоненциального напряжения.Одновременно с началом разряда генераторов 9 и 10 экспоненциального напряжения производится поочередное подключение ключей 3 к входу компаратора 4 с помощью блока 17 адресного выбора каналов. 5При подключении к одному из входов компаратора 4 напряжения с выхода 2 С - цепочки какого-либо канала первоначально по команде из блока 17 адресного выбора каналов открывается ключ 7, и к другому входу компарато. ра 4 подключается напряжение с выхо" да генератора 9 экспоненциального напряжения, а затем ключ 7 закрывается, а ключ 8 открывается, и к входу компаратора 4 подключается напряжение с выхода генератора 10 экспоненциального напряжения. После этого к первому входу компаратора 4 подключается напряжение с выхода последующей ЦС - цепочки и так далее. После подключе О ния ВС - цепочки последнего канала вновь производится подключение ЪС,- цепочки первого канала.При равенстве выходных напряжений С - цепочки 1-го канала и генерато ра 9 экспоненциального напряжения происходит срабатывание компаратора 4 и перепись кода Вз вычитающего счетчика 13 в регистр 11. Информация, записанная в регистре 11, подается наЗф вход сумматора 15, на второй вход которого по команде из блока 17 адресного выбора каналов подключается содержимое первой ячейки 1 -го канала запоминающего устройства 16, Результат сложения с выхода сумматора 15 вновь записывается в первую ячейкуго канала запоминающего устройства 16.При равенстве выходных напряжений 40 11 С-цепочки 1-го канала и генератора 10 экспоненциального напряжения происходит срабатывание компаратора 4 и перепись кода из вычитающего счетчика 13 в регистр 11, после чего аналогично выше изложенному производится сложение записанного в регистре 11 кода с кодом, хранимым во второй ячейке 1- го канала запоминающего устройства 16 и запись результата сложения в эту ячейку. Одновременно при 50 срабатывании компаратора 4 блок управления 6 открывает ключ 5, производя разряд напряжения с выхода -ой %С-цепочки до нуля.После деления записанной в запоми нающем устройстве 16 информации начисло циклов измерения Ф коды будут пропорциональны усредненным за времясоответственно мгновенному и возведенному в степень 11 значениям вход. ного напряжения.фсрмула изобретенияАналого-цифровой .преобразовательсодержащий несколько каналов, каждый.из которых включает последовательносоединенные ЯС - цепочку и канальныйключ, а также общий для всех каналовключ, с которым соединены выходы канальных ключей, и последовательно соединенные компаратор, блок управленияи блок адресноговыбора каналов, ккоторому подключены управляющие входы канальных ключей, причем управляющий вход общего для всех каналов ключа соединен с блоком управления, о т - .л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, введеныдва генератора экспоненциальных напряжений, два ключа, цифроаналоговыйпреобразователь и последовательно со"единенные компаратор, вычитающий счетчик, регистр, сумматор и запоминающееустройство, причем управляющие входыгенераторов экспоненциальных напряжений подключены к выходу блока управления, их выходй через дополнительныеключи, управляющие входы которых соеди.иены с блоком адресного выбора каналов, подключены к одному из входовкомпаратора, к другому входу которого подключены выходы канальных ключейи вход общего для всех каналов ключа,выход которого соединен с обшей шиной, а выход компаратора подключен крегистру, при этом выход одного изгенераторов экспоненциального напряжения подключен также к первому входу дополнительного компаратора, вто-рой вход которого соединен с выходомцифроаналогового преобразователя, квходу которого подключен выход вычитающего счетчика, установочный входкоторого соединен с блоком управления,причем выход запоминающего устройства соединен с одним из входов сумматора, а управляющий вход подключенк блоку адресного выбора каналов.Источники информации,принятые во внимание при фэкспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 482007, кл. Н 03 К 13/20, 26.08.73,2. Авторское свидетельство СССР9 347728, кл. Н 03 К 13/20, 9.10.70.Подписно 4/5 ПП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная ли каз 7609/54 ЦНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, Тираж 1060 твенного комитета бретений и открыт 35, Раушская наб.