Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республим(22) Заявлено 05. 03,79 (21 2734216/18-21с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий, 53) УД(681. 325 . Дата опубликоваиия описаиия 300 131(72) д р изобретения В. В. Шляхтин и В. Е. Ямный Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет нм. В. И., Ленина(54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к радиотех.нике и может найти применение припреобразовании аналоговых сигналовв цифровой код.ЭИзвестен преобразователь, содержащий зарядное устройство, выход которого соединен с накопительным элементом-емкостью, первыми входами первого и второго элемента сравнения ивыходами двух управляемых генераторовтока для быстрого и медленного разряда тока емкости, управляющие входыкоторых соединены с устройством управления, а вторые входы элементов.сравнения - с двумя источниками опорного напряжения, первый и второй входы устройства управления соединеныс выходами элементов сравнения, третий вход соединен с генератором импульсов, а третий и четвертый выходы - со счетчиками 1Недостатком данного преобразоваФтеля является то, что из-за конечного быстродействия элементов сравнения и ключей возникают погрешностипреобразования при переходе от быстрого к медленному разряду емкости.Цель изобретения - повышение точности аналого-цифрового преобразования.30( Указанная цель достигается тем, что, в аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый источник опорного напряжения, зарядный блок, выход которого соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора, первыми входами первого и второго элементов сравнения и выходами двух управляевяих генераторов тока, управлякщие входы которых соединены с первым и вторым выходаьы блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого и входом второго счетчиков, при этом выход второго счетчика соединен со вторым входом первого счетчика, а первый и второй входы блока управления соединены с выходами первого и второго элементов сравнения, при этом второй вход второго элемента сравнения соединен со входом второго источника опорного напряжения, третий вход блока управления соединен с выходом генератора импульсов, а вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной, введены дополнительный источник опорного напряжения и аналоговый коммутатор, первый вход которого соединенс выходом первого источника опорногонапряжения второй вход соединен свыходом дополнительного источника, опорного напряжения, управляюциййвход соединен с пятым выходом блокауправления, а выход соединен со вторым входом первого элемента сравнения,На фиг. 1 представлен преобразователь, блок-схема, на фиг. 2 - эпюрынапряжений на накопительном элементе-конденсаторе.Преобразователь содержит заряд-10ный блок 1, накопительный элементемкость 2, первый 3 и вторбй 4 элементы сравнения два генератора 5и б тока для быстрого и медленногоразрядов емкости соотвЕтственно, первый 8, второй 7 и дополнительный 9источники опорного напряжения, аналоговый коммутатор 10, общая .шина 11,блок 12 управления, счетчики 13 и 14,генератор 15 импульсов. 20Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии аналоговыйкоммутатор 10 подсоединен к элементу3 сравнения источника 8 опорного напряжения О 0, На второйвход элемента 24 сравнения подается опорное напряжение Оот источника 7 опорного напряжения, По приходу входного сигналаОд, аьжлитуда которого не превышаетнапряжение О , происходит заряд емкости 2 через зарядный блок 1. Поэтому напряжению блок 12 управлениявключает генератор б тока медленногоразряда и происходит разряд емкоститоком 3 до тех пор, пока амплитуданапряжейия на емкости на упадет нижеопорного напряжения О 0, Если входнойсигнал не пересекает напряжение О,то навыходе элемента 4 сравнения появится нулевое напряжение (логический "0").Одновременно с включением генератора б, счетчик 14 начинает подсчет,импульсов генератора 15. При равен-стве напряжения на емкости ОС опорному напряжению О 0 срабатывает элемент 3 сравнения, который через блок12 управления отключает генератор 6и прекращает поступление импульсовна счетчик 14.Цифровой код, зафиксированный всчетчике, будет соответствовать амплитуде входного напряжения Ов 1. Еслиже амплитуда входного сигнала превышает напряжение Ол, то на выходеэлемента 4 сравнения появится единичйое напряжение(логическая ф 1") и 55по этому уровню, при достижении-Ос уровня, блок управления 12 переключает аналоговый коммутатор 10,соединяя дополнительный источник 9опорного напряжения со вторым входомэлемента 3 сравнения. Величина этогодополнительного источника опорногонапряжения равна:О 1 Э 1М= о65где О 0 - начальное пороговое напряжение, 31 - ток разряда медленного разряда, О - скорость изменения медлен. ного разряда, Ц- скорость изменения быстрого разряда, С - зарядная емкость, задержка переключения быстрого разряда на медленный разряд. Одновременно по управляющему сигналу с блока управления включается генератор 5 тока быстрого разряда, который разряжает емкость 2 по линейному закону током 30, С включением генератора быстрого разряда начинают поступать импульсы генератора 15 на счетчик 13. При достижении напряжения на емкости 2 О срабатывает элемент 4, который своим перепадом через устройство управления 12 выключает генератор тока быстрого разряда и включает генератор медленного разряда, который продолжает разряд емкости током 3 . При этом импульсы генератора 15 прекращают поступать в счетчик 13 и начинают поступать в счетчик 14.Выражение для длительности преобразования В этом случаеКоличество импульсов для быстрого разряда равно 82 "дф Овх 2 Ои ЬО027 02 а 2 ГКоличество, импульсов для медленного разряда при отсутствии дополнительного. источника опорного напря-. жения равноОИ 0. где -- число импульсов преобразования в случае отсутствия задержки срабатывания компаратора, - количество импульсов, обусловленное задержкой срабатывания элементов сравнения, Отсюда видно, что число импульсов, соответствующее медленному разряду уменьшается под влиянием задержки срабатывания компаратора,При наличии дополнительного источника напряжения количество импульсов для медленного разряда равноэ,ассо-н ц-бГ О-"уа 1 т О Г аВведение дополнительного источника опорного напряжения компенси рует погрешность Ь. О и повышает точность преобразования,формула изобретенияАналого-циФровой преобразователь, содержащий первый источник опорного напряжения, зарядный блок, выход ко 1 торого соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора, первыми входами первого и второго элементов сравнения и выходами двух управляеиас генераторов тока, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого и входом второго счетчиков, при этом выход второго счетчика соединен со вторьва входом первого счетчика, а первый и второй входы блока управ ления соединены с выходами первогои второго элементов сравнения, приэтом второй вход второго элементасравнения соединен со входом второгоисточника опорного напряжения, тре-тий вход блока управления соединен свыходом генератора импульсов, а вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с 10 ц ью пов ния точности ан-цифрового преобразования, введены дополнительный источник опорного напряжения и аналоговый коммутатор, первый вход которого соединен с выходомпервого источника опорного напряже ния, второй вход соединен с выходомдополнительного источника опорного напряжения, управляющийвход соединенс пятым выходом блока управления, авыход соединен со втоам входом пер-26 вого элемента сравнения. Источники ин 4 ормации,принятые во внимание при экспертизе1. Расуе 1 г к. Раз 1 Ь 19 Ь ргвс 1 зоп2;апе 1 о 9"д 91 Фа 1, сопчегйег Гог рц 1 веьресйгозсору - Ицс 1 еаг 1 пьегиввпйвапд НейЬодз, 10, 1969, р. 61-68.801244 ,7 г 1 1 1 1 1 1 11 11 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 -д=Фиг,1Составитель А. Кузнецов Р акто Л. Пчелинская Тех е И,Голинка Ко ектор, Н. Швыдкая акаэ ОТираж Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий тттста носкка к-Ьа, ра скак нас. . ааФнлкал ППП Патент , т, Унюорол, ул. Проектная, 4