Устройство время-импульсного преобразования напряжения постоянного тока в число

Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 27.04.79 (21) 2758674/18-21 (51)м3 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР оо делам нзобретеннй н открытиИ(53) УДК 6 21. 317(088.8) Дата опубликования описания 23. 10. 80(5 4) УСТРОИСТВО ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ЧИСЛО Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, аточнее к аналого-дискретным преобразователям сигналов,Известны аналого-цифровые преобразователи с двойным интегрированием,позволяющие существенно уменьшитьвлияние неточности интегрирования,повысить помехоустойчивость, содержащие источник эталонного напряжения,1 Овходные ключи, интегрирующее устройство компаратор, блок управления Недостатком известных устройств 15 является то, что эталонное напряжение, подключаемое входными ключами к интегрирующему устройству во втором такте интегрирования, имеет полярность, противоположную измеряемому 20 напряжению, в результате чего дрейф нуля, приведенный ко входу интегрирующего устройства, суммируется дважды (в первый и второй такты интегрирования), что приводит к появлению 25 существенной погрешности преобразователя и снижению точности . Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 30устройство время-импульсного преобразования напряжения постоянного тока в число, содержащее источник эталонного напряжения, входные ключи,соединяющие источник эталонного иизмеряемое напряжение с интегратором, выход которого соединен с ком-паратором, у которого выходы подключены ко входу преобразователя интервала времени в код и к одному извходов блока управления, а выход преобразователя интервала времени в кодсоединен с другим входом устройствауправления, выходы которого управляютвходными ключами и интегратором (2 1.Недостатком подобных аналого-цифровых преобразователей двухтактногоинтегрирования является то, что эталонное напряжение, подключаемое входными ключами к интегрируюшему устройс"тву во втором такте интегрирования,имеет полярность, противоположную из"меряемому напряжению, в результатечего дрейф нуля, приведенный ко входу интегрирующего устройства, суммируется дважды (в первый и второй такты интегрирования), что приводит кпоявлению существенной аддитивной погрешности преобразователя и снижениюточности,напряжению О. На фиг. 2 во второмтакте пунктиром показана Линия, покоторой разряжалась бы емкость 9,если бы не было компенсации,Использование в предлагаемом устройстве времй-импульсного преобразования напряжения постоянного токав число двойного интегрирования, подключение источника эталонного напряжения однополярно с измеряемым напряжением и выполнение интегрирующего устройства в виде управляемогоисточника тока с интегрирующей емкостью при снабжении его двумя парами ключей коммутации емкости, позволяют повысить точность преобразования без увеличения при этом временипреобразования. Формула изобретения Цель изобретения - повышение точности без увеличения времени преобразования,Указанная цель достигается тем, чтов предлагаемом устройстве время-импульсного преобразования напряженияпостоянного тока в число, содержащемисточник эталонного напряжения, входные ключи, соединяюшие источник эталонного напряжения и измеряемое напряжение с интегратором, выполненнымв видеуцравляемого источника тока сконденсатором, выход которого соединенс компаратором, у которого выходыподключены ко входу преобразователя интервала времени в код и к первому входу блока управления, а выход преобразователя интервала времени в код соединен со вторым входом блока управления выходы которого соединены с входными ключами ивходами интегратора, источник эта Олонного напряжения включен однополярно с измеряемым напряжением, аинтегратор снабжен дополнительнодвумя парами ключей коммутации конденсатора, соединенных в мостовуюсхему, в одной диагонали которой находится интегрирующий конденсатор,а другая диагональ первой своей верииной соединена с управляемым источником тоха, а второй вершиной подключена к источнику питающего на 30пряжений,На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства 1 на фиг. 2диаграмма заряда емкости. 35Устройство содержит источник 1эталонного напряжения, входные ключи 2, источник 3 измеряемого напряжения, интегратор 4, компаратор 5, преобразователь б интервала времени вкод, блок 7 управления, Интегратор4 состоит из управляемого источника8 тока, интегрирующего конденсатора9, первой пары ключей 10, второйпары ключей 11. Интегратор 4 питаетсяисточником 12 напряжения. 45Устройство работает следующим образом.Какая-либо пара ключей 10 или 11всегда замкнута, поэтому в любоймомент работы преобразователя существует электрическая цепь заряда-разряда емкости 9; управляемый источниктока 8, ключи 10 или 11, емкость 9,источник 12 питающего напряжения.,Интегрирующая емкость 9 соединена скомпаратором 5 напряжения, которыйподключен к преобразователю б интервала времени в код и к одному извходов блока 7 управления. Выходпреобразователя интервала времени вкод соединен с другим входом блока 60управления, соединенного с ключами2, 10, 11,Измеряемое напряжение О черезключи 2 управляет источником 8 тока,который через замкнутую в первый такт 65 интегрирования первую пару ключей 10 заряжает током 1 , пропорциональным О, интегрируюцую емкость 9 в течение фйксированного промежутка времени Т, Во время второго такта интегрирования блок 7 управления через ключи 2 подключает к источнику 8 тока эталонное напряжение 1, размыкает ключи 10 и замыкает ключи 11, в результате чего ток заряда интегрируюшей емкости 9 изменяется на противоположный и емкость 9 начинает разряжаться токомпропорциональным Е . В этот момент компаратор 5 вырабатывает им-, пульс, длительность которого Т равх на длительности полного разряда интегрирующей емкости 9, Интервал времени Т, пропорциональный измеряемому напряжению О, преобразуется преобразователем б интервала времени в код Ж.Дрейф нуля, приведенный ко входу источника 8 тока, в первый такт интегрирования суммируется с измеряемым напряжением 0, что приводит к изменению напряжения О на емкости 9 в Конце первого такта интегрирования на величину аО (см. фиг. 2) . Во втором такте интегрирования дрейф нуля, приведенный ко входу источника 8 тока, суммируется с эталонным напряжением Е и изменяет время разряда емкости 9 на величину аТ, тем самым компенсируя влияниедрейфа нуля, приведенного ко входу источника 8 тока, до величины временного интервала Т, пропорционального измеряемому Устройство время-импульсного преобразования напряжения поатоянного тока в число, содержащее источник эталонного напряжения, выход которого через входные ключи соединен с источником измеряемого напряжения и со входом интегратора, выполненного в виде управляемого источника тока с конденсатором, выход которого соединен со входом компаратора, выходкоторого подключен ко входу преобразователя интервала времени в код ик первому входу блока управления, авыход преобразователя интервала времени в код соединен со вторым входомблока управления, выходы .которогосоединены с входными ключами и входами интегратора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности без увеличения времени преобразования, источник эталонного напряжения включен однополярно с источником измеряемого напряжения, а интегратор снабжен дополнительно двумя парами ключей коммутации конденсатора, соединенных в мостовую схему, водной диагонали которой находится интегрирующий конденсатор, а другаядиагональ первой своей вершиной соединена с унравляеьым источником тока,5 а второй вер ной подк .Чена к источнику питающего напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Заявка Японии 9. 49-39547,10 кл 98 (5) Г 1.2, Авторское свидетельство СССРМ 132863 кл,.Н 03 К 13/20 1960..Патент Филиал Ужгород, ул. тная 7531/79 Тираж 995НИИПН Государственного комитпо делам изобретений и откры3035, Москва, Ж, Раушская а Сийаб,