Аналого-цифровой преобразователь с коррекцией динамических погрешностей

(23) Приоритет по делам иэебретений и открытийИзобретение относится к импульсной технике и может использоваться в аналогоцифровых преобразователях, предназначенных дпя измерения изменяющихся напряжений, обеспечивая при простой технической реализации высокое быстродействие,Известен аналого-цифровой преобразователь с проведением коррекции в процессе поразрядного уравновешивания, содержатций два сравнивающих устройства, два преобю разоватепя кода в напряжение, регистр триггеров, логические схемы, тактовый генератор, распределитель импульсов, в котором один вход второго сравнивающего устройства подключен к источнику измеря 15 емого сигнала, второй вход соединен с схемой суммирования напряжений преобразователей кодов в напряжения, выходы сравнивающих устройств соединены с входами дополнительных схем совпадения, к другим входам которых подключены выходы распределителя тактовых импульсов, одни входы дополнительных схем совпадения соединены с схемами спожеттия, а другие 2с ссемами вычитания "единицы", включенными в младшие разряды регистра триггеров; управляющие входы второго преобразователя кода в напряжение соответственно соединены с шинами распределителя тактовых импульсов младших разрядов преобразователя 1Однако импульсы с выходов схем совпадения одновременно поступают на установочный вход триггеров младших разрядов и в цепь переноса, в связи с чем нормальное функционирование регистра возможно только при включении в цепи переноса дополнительных схем задержек, что приводит к увеличению времени преобразования. Кроме того, область применения таких устройств ограничена невозрастающими напряжениями.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блоки сравнения преобразователь кодов в напряжение, блок контрольных напряжений, блоки суммированыс напряжений, лот ические элементы, ге3 74496 8 Фльсов, распредели- того и девятого элементов И, с вторымсов, дополнительный входом вспомогательного ПКН, с четве 1 гв напряжение, анало- тым выходом РТИ и с единичным входомподключен к блоку пятого разряда регистра, второй вход треирующих напряжений тьего элемента И соединен с первым входинен с входом циф- дом десятого элемента И и с пятым выдругой вход которо- ходом РТИ, выход третьего блока сраввыход основного пения соединен с входом второго инверв напряжение 2,тора и с вторыми входами четвертого ибыстродействие оп- пятого элементов И, выход второго инвер 10реобразования основ- т ра соединен с вторыми входами восьмокод-напряжение (ПКН) го и девятого элементов И, выход первония цифрового сумма- го блока сравнения соединен с первымиожет Работать ак входами шестого и седьмого элементов И,, так и в области с третьими входами восьмого и девятого15напряжений, Увели- элементов И и с вторым входом десятогои расширение области элемента И, третий вход вспомогательноговведением в уст ПКН соединен с единичным входом первох узлов: блока конт- го разряда регистра и с нулевым выходомемы сравнения, ана- РТИ второй вход шестого элемента И со 20ования, цифрового единен с первым выходом РТИ и с единичным входом второго разряда регистра, втодля обеспечения по- рой вход седьмого элемента И соединен ствия является глав- вторым выходом РТИ и с единичным входомо устройства.25третьего разряда регистра, нулевой входявляется упрощение первого разряда регистра соединен с выхои сохранении высоко- дом шестого элемента И, нулевой вход второго разряда регистра соединен с выходомм, что в аналого- седьмого элемента И, счетный вход вычитель с коррекцией30ния второго разряда регистра соединен состей, содержащий выходом четвертого элемента И, счетныйодин вход которо- вход сложения третьего разряда регистраходного сигнала и соединен с выходом первого элемента И,го и третьего бло- а счетный вход вычитания - с выходомвход первого блока пятого элемента И, нулевой вход третьегопервыми входами35разряда регистра соединен с выходоми вычитания напря- восьмого элемента И, счетный вход слоновного ПКН, второй жения четвертого разряда регистра соедиавнения соединен с нен с выходом второго элемента И, нулерования, а второй вой вход четвертого разряда регистра соравнения соединен 40 елинек с выходом девятого элемента И,тания напряженйй, счетный вход пятого разряда регистра сосуммирования и вы- единен с выходом третьего элемента И,ых одом в спо мог а нулевой вход пятого разряда регистра согенератора такто- единен с выходом десятого элемента И,ен с входом распре с первого по пятый выходы регистра соемпульсов (РТИ),динены соответственно с входами основногист, элементы И, го ПКН. нератор тактовых импутель тактовых импульпреобразователь кодаговый выход которогосуммирования компенса цифровой выход соерового сумматора, наго подключен цифровойпреобразов ателя кодаВ этом устройствеределяется временем иного преобразов ателяи временем суммироватора. Преобрьзовательобласти возрастающихубывающих измеряемыхчение быстродействияприменения достигаетсяройство дополнительньрольных напряжений, схлоговой схемы суммирсумм атора,Усложнение схемывышенного быстродейсным недостатком этогЦелью изобретенияработы устройства прго быстродействия.Цель достигается тецифровой преобрвзов атдинамических погрешипервый блок сравненияго соединен с шиной,впервыми входами второков сравнения, второйсравнения соединен сблоков суммированияжений и с выходом освход второго блока срвыходом блока суммивход третьего блока сс выходом блока вычивторые входы блоковчитания соединены с втельного ПКН, выходвых импульсов соединделителя тактовых ивведены инверторы, ре рпричем вход первого инвертора соединен с выходом второго блока сравнения, а его выход соединен с первыми входами перво го, второго и третьего элементов И, второй вход первого элемента И соединен с первыми входами четвертого и восьмого элементов И, с первым входом вспомогательного ПКН, с единичным входом чеч вертого разряда регистра и с третьим выходом РТИ, второй вход второго элемента И соединен с первыми входами пяНа чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого преобрьзов ателя.Преобразователь содержит блоки сравнения 1,2,3, аналоговые блоки суммирования 4 и вычитания 5 напряжений, вспомогательный 6 и основной 7 преобразователи код-напряжение, первый инвертор 8 и второй инвертор 9, генератор тактовых импульсов 10, распределитель тактовых5 7449импульсов 11, регистр 12, элементы И1 З.Преобразователь работает следующимобразом.Импульсом Хоустанавливается начальное состояние, при этом включаются стар 5щие разряды преобразователей колов 7 и 6.Затем с щин распределителя 11 последовательно выдаются импульсы Х 1 и Х 2 ипроизводится уравновещивание старшимиразрядами ПКН 7 как в известных преоб 1(разо в ателях.Блоки сравнения 1,2,3 вырабатываютсигнал "1", если О, ОО,О, (О 1-О,Х О Х О 15+Ок, О,О - О, соответственно,Будем считать первыми старшие разряды в преобразователях 6, 7 и регистре12, тогда младший разряд в регистре 12и преобразователе 7 будет пятым, а в пре-образователе 6 - третьим,Импульс Х устанавливает в единичноесостояние четвертый разряд регистра 12и может пройти па один из трех входоврегистра: установку нуля третьего разряда, счетный вход сложения третьего раэряда, либо счетный вход вычитания второго рьзряда.При 0 ОО +О импульХ проходит лишь в цепь установки единицы четвертого разряда, Число в регистре увеличивается на 2 единицы младшего разряда, как и в обычном ПКН порьзрядного сравнения,При О - О, С О,О импульс35кроме установки в единицу четвертогоразряда проходит через элемент 18 в цепьустановки нулевого состояния третьегоразряда. В результате число в регистреуменьщается на 2 единицы, как и в обычном ПКН поразрядного сравнения.При ОХ) О - О импульс Хкроме установки в единицу четвертого разряда (при этом число в регистре увеличивается на+2 единицы) через элемент 16проходит на счетный вход сложения третьего рьзряда, чем увеличивает число врегистре на +4 единицы. В результатечисло в регистре увеличивается не на+2единицы, как в обычном ПКН поразрядного сравнения, а н а + 2 + 4 = +6. Такимобрьзом происходит коррекция процессапреобразования на +4 единицы.При О,ОО - О, импульс Х.кроме установки в единицу четвертого55разряда (при этом число в регистре увеличивается на + 2 единицы), через элемент14 проходит на счетный вход вычитаниявторого разряда, чем уменьшается число 68 6в регистре на -8 единиц. В результате число в регистре уменьшается +2 - 8 -6 единиц. Таким образом происходит коррекция процесса преобразования на -4 единицы.Аналогично импульсом Х 4 может бьггь проведена коррекция на+2 единицы мл. разряда. Импульсом К число в регистре может бьггь изменено на единицу в сторону увеличения через элемент 21 и в сторону уменьшения через элемент 22,Использование предлагаемого устройсгва позволит при высоком быстродействии упростить известное устройство, исключив из него наиболее сложные узлы, такие, как цифровой сумматор, аналоговый сумматор, блок контрольных напряжений. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь с коррекцией динамиче ских погрешностей, содержащий первый блок сравнения, один вход которого соединен с шиной входного сигнала и первыми входами второго и третьего блоков сравнения, второй вход первого блока сравнения соединен с пер.выми входами блоков суммирования и вычитания напряжений и с выходом основного преобразователя код-напряжение, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом блока суммирования; а второй вход третьего блока сравнения соединен с выходом блока вычитания напряжений, вторые входы блоков суммирования и вычитания соединены с выходом вспомогательного преобрьзов ателя код-напряжение, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом распределителя тактовых импульсов, от ли чающ и й ся тем, что, с целью упрощения работы устройства при сохранении высокого быстродействия, в него дополнительно введены инвесторы, регистр, элементы И, причем вход первого инвертора соединен с выходом второго бпока сравнения, а его выход соеди- . нен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, второй вход первого элемента И соединен с первыми входами четвертого и восьмого элементов И, с первым входом вспомогательного преобразователя код-напряжение, с единичным входом четвертого разряда регистра и с третьим выходом распределителя тактовых импульсов, второй вход второго элемента И соединен с первыми входами пятого и девятого элементов И, с вторым входом вспомогательного преобразователя кодИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 324705, кл, Н 03 К 13/17, 25.11,12. 2, Авторское свидетельство СССР 439913, кл, Н 03 К 13/17, 21.03.75.каз 3682/15 Тираж 995 Подпис ЦНИИ лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, "4 7 7449 напряжение, с четвертым выходом распределителя тактовых импульсов и с единичным входом пятого разряда регистра, второй вход третьего элемента И соединен с первым входом десятого элемента И и с пятым Выходом распределитея тактовых им - пульсов, выход третьего блока сравнения соединен с входом второго инвертора и с Вторыми Входами четвертого и пятого элементов И, выход второго инвертора соеди- О иен с вторыми входами восьмого и девятого элементов И, выход первого блока сравнения соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, с тр тьими входами восьмого и девятого элементов И и с вторым входом десятого элемента И, третий вход вспомогательного преобразователя код-напряжение соединен с единичным входом первого разряда регистра и с нулевым выходом распределителя такто- вых импульоов второй Вход шестОго эле. мента И соединен с первым вькодо; распределителя тактовых импульсов и с единичным Входом Второго разряда регистра, второй вход седьмого элемента И соеднен со вторым выходом распределителя тактовых импульсов и с единичным входом третьего разряда регистра, нулевой вход первого разряда регистра соединен с вы 68 8ходом шестого элемента И, нулевой входвбезрого разрядарегистра соединен с выходом седьмого элемента И, счетный входвычитания второго разряда регистра соедиеп с выходом четвертого э,пемента И,счетный вход сложения третьего разрядарегистра соединен с выходом первого элемента И, а счетный вход вычитания - сВыходом пятого элемента И, нулевой входтретьего разряда регистра соединен с выходом восьмого элемента И, счетный входсложения четвертого разряда соединен свыходом второго элемента И, нулевой входчетвертого разряда регистра соединен свыходом девятого элемента И, счетныйвход пятого разряда регистра соединен свыходом третьего элемента И, нулевойвход пятого разряда регистра соединен свыходом десятогоэлемента И, с первого по пятый выходы регистра соединенысоответственно свхоами основного преобразователя код-напряжение,