Аналого-цифровой преобразователь

(22) Заявлено 251174 (21) 2078218/18-21 (51) М, Кл. Н 03 К 13/18 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 3005.80(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к областям техники, связанной с преобразованием аналоговых сигналов в цифровую форму и служит для повыаения точности аналого-цифрового преобразования.Известен аналого-циФровой преобразователь (АЦП напряжения на электронной трубке, содержащий усилитель входного сигнала, выход которого подключен к отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки, генератор развертки, поразрядные усилители-формирователи и блок Формирования двоичного кода.Недостатком данного преобразователя является низкая точность преобразования из-за действия дестабилизирующих факторов и старения элементов, в частности кодируюшей трубки Г 11 .Известен аналого-циФровой преобразователь, содержащий усилитель, синхрогенератор кодируюшую электронно-лучевую трубку, устройство ус тановки режима питания трубки, амплитудные разрядные регеиераторы, контрольный регенератор с отличаюшимся ;порогом срабатывания, логическую ,схему запрет и интегратор, при чем синхрогенератор соединен с,кодируюшей трубкой через усилитель и непосредственно, выход-кодйрующей трубки соединены с соответствующими амплитудными разрядными регвнераторами,причем вход регенератора младшегоразряда соединен со входом контрольного регенератора, выходы этих регенераторов соединены с сигнальным изапрещающим входами схемы запрет 1,выход которой через последовательносоедииенные интегратор и устройствоустановки режима питания трубки соединен с кодирующей трубкой.Недостатком известного АУП является низкая точность преобразованияв процессе длительной эксйлуатациипод действием различных дестабилизирующих факторов (2).Целью предлагаемого изобретенияявляется повышение точности аналогоцИфрового преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий кодирующую трубку,первый вход которой соединен с выходом усилителя, первый вход последнего соединен с шиной входного сигнала,а второй вход - с первым выходом син"2 О хрониэатора, второй выход которогоподключен к второму входу кодирующей трубки, третий вход которой соединен с выходом устройства установки режима питания кодирующей трубки,вйходц последней соединены с-соот- ветствующими входами амйлитудныхразрядных регенераторов, вход реге йератора Младших разрядов соединенс"вхбдом контрольного регенератора,а их выходы через элемент И -"С" входом интегратора, введены пороговоеустройство, триггер, два ключа и устройство объединения, причем прямойвыход интегратора соединен с первымвходом первого ключа, а через пороговое устройство - с счетным входомтриггера, первый выход которого со едийен с вторым входом первого ключа,а второй выход - с первым входомвторого ключа, второй вход последнего соединен с инверсным выходом интегратора, выходы ключей через устройство объединения подключены квходу устройства установки режимапитания кодируюшшей трубки.На чертеже представлена блок-схема АЦП,Входная шина 1 АИП через усилитель 2 соединена с кодирующей трубкой 3. Выходы синхронизатора 4 соединены с усилителем 2 и кодирующейтрубкой 3, выходы разрядов которойсбедииены с амплитудными разряднымирегенераторами 5.Вход регенеоатора 5 младшего разряда соединен с входом контрольногорегенератора б, Выходы регенераторов5, 6 подключены к сигнальному и запрещающему входам элемента И 7, который соединен с интегратором 8, Прямой выход интегратора 8 через ключ 9,устройство 10 объединения, устройство11 установки режима питания трубкисоединен с кодирующей трубкой 3 ичерез пороговое устройство 12 - стриггером 13. Инверсный вйходинтег- ратора 8 через ключ 14 соединеноустройством 10 объединения. Выходытриггера 13 подключены к вторымвходам ключей 9 и 14, Выходы регеиераторов 3 подключенй к выходйый"клеммам 15.Работа преобразователя происходитследующим образом,Аналоговый сигнал с входа 1 черезусилитель 2, поступает на отклоняю-щие пластины трубки 3, питающейсяот устройства 11 установки режимапйтаиия трубки. Синхронизация работы усилителя 2 и трубки 3 осуществ - ляется синхрогенератором 4.На выходах трубки 3 формируются;кодовые импульсы, комбинация котррыхотображает амплитуду входного аналогового сигнала. нормализация кодовых ймйульсов поамплитуде"осущебтвляется регенераторами 5, порог срабатйвания которых. устанавливается равным половине амплитудного значения импульсов, Для Формирования сигнала ошибки сигнал младшего разряда поступает на вход контрольного регенератора б, порог соабатывания которого устанавливается выше порогасрабатывания регенератора 5 младшего разряда. В процессе работы на выходах регенераторов 5 и б Формируются пакеты импульсов, длительностькоторых Пропорциональна скорости отклонения луча трубки 3, а разница вдлительности обоих пакетов характеризует крутизну коллекторной характеристики. Пакеты импульсов с выходом регенераторов 5 и 6 подаются на входы элемента И 7. Причем выходной сигнал контрольного регенератора б подается на запрещающий вход элемента И 7, на выходе которогоформируется сигнал ошибки, его длительность характеризует крутизну коллекторной характеристики. Сигналошибки подается на интегратор 8, на выходах которого образуется сигнал,амплитуда которого пропорциональнасигналу ошибки. Прн первоначальнойнастройке АЦП, когда режим питаниятрубки 3 выбран оптимальным, величины сигналов на прямом и инверсномвыходах интегратора. 8 одинаковы, приэтом один из ключей, например ключ 9,открыт, а ключ 14 закрыт, Потенциалс прямого выхода интегратора 8 черезключ 9 и устройство 10 объединенияпоступает на устройство 11 установкирзжима питания трубки, на выходекоторого устанавливается напряжение,обеспечивающее оптимальную крутизнуколлекторной характеристики.Под действием дестабилизирующих факторов крутизна коллекторной характеристики 40 уменьшается, что приводит к увеличенив потенциала на прямом выходеинтегратора 8, а это в свою очередьизменяет режим питания трубки 3, Если"направление изменения режима питания 4 . трубки 3 -оказалось правильным,то оноприведет к восстановлению оптимальной крутизны коллекторной характеристики, Если"это направление оказалосьнеправильным; то крутизна коллекторной -характеристики уменьшается, и потенциал на"прямом выходе интегратора. -.8 продолжает увеличиваться, При достижении допустимой границы уменьшения Футизны коллекторйой характеристики срабатывает пороговое уст ройство 12, переключается триггер 13,ключ 9 начинает -закрываться, а ключ14 открывать,.я, Время переключениякаждого из ключей 9 и 14 выбираетсябольшим, чем постоянная времени цепи обратной связи.Сигнал с выхода устройства 10объединения; представляющий собойсумму сигналов с выходов ключей 914, начинает уменьшаться. Это обуу 5 зловлено тем, что после срабатыванИя738155триггера потенциал на выходе ключа9 стремится к нулю, а потенциал навыходе ключа 14 - к потенциалу наинверсном выходе интегратора 8. Потенциал на инверсном выходе представ-ляет собой разность между величинойпотенциала при первоначальной установке и приращением потенциала напрямом выходе. Сигнал обратной связис устройства 10 объединения изменяет режим питания трубки 3, что приводит к увеличению крутизны коллекторной характеристики, следовательно, уменьшению (увеличению) потенциала на прямом (инверсном) выходеинтегратора 8. Таким образом, сигнална выходе устройства 10 объединенияпродолжает уменьшаться до восстановления оптимальной крутизны коЛлекторной характеристики когда потенциалы на прямом и инверсном выходахинтегратора 8 приближаются к своей 20первоначальной величине, Процессвосстановления оптимальной крутизныколлектбрной характеристики будетповторяться при воздействии различных достабилизируюших факторов. 25ЦиФровой код снимается с выходныхклемм 15 преобразователя.Предполагаемое изобретение позволяет обеспечить аналого-циФровоепреобразование с заданной точностью 3 Опри длительной эксплуатации АЦП привоздействии различных дестабилизирующих факторов. Таким. образом,сокрашаются затраты времени, связанные с контролем и настройкой АЦПв процессе эксплуатации, что повышает надежность функционированияаппаратуры.Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь,содержащий кодируюшую трубку, первый 6вход которой соединен с выходом усилителя, первый вход последнего соединен с шиной входного сигнала, а второй вход - спервым выходом синхронизатора, второй выход которо го подключен к второму входу кодируюшей трубки, третий вход которой соединен с выходом устройства устайовки режима питания кодируюшей трубки, выходы последней соединены ссоответствующими входами амплитудных разрядных регенераторов, вход реге-. нератЬра младшего разряда соединен с входом контрольного регенератора, а их выходы через элементы И - с входом интегратора, о т, и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него вве-. дены пороговое устройство, триггер, два ключа и устройство объединения, причем Прямой выход интегратора соединен с первым входом первого клю. ча, а через пороговЬе устройство - с счетным входом триггера, первый вход которого соединен с вторым входом ,первого ключа,а второй выход - с первым входом второго ключа, второй вход последнего соединен с инверсным выходом интегратора, выходы ключей через устройство объединения подключены к входу устройства установки режима питания кбдируюшей трубкиИстОчники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Анисимов Б,В,и Четвериков В.Н.Преобразование информации для ЭЦВИ,И., фВысшая школа, 1968, с,142143, рис,2-73,2, Авторское свидетельство СССР9 417091, кл, Н 03 К 13/18, 1973738153 Составитель Н.КозловКараулова Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Гриценк аказ 2829/37 Тираж 995 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 иал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная,4