Аналого-цифровой интегратор

ОП ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11842868 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено. 10.07,79 (21) 2795336/18-24 присоединением заявки-оуларственкмк комитет СССР по делам иэобретеиий и открытий30.06.81. Бюллетен ания описания 30.0 Я,ЯДСТВ ЦТЕВТ 1" трц 1 ИЧ(71) Заявител 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОИ ИНТЕГРАТОР Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для точного интегрирования как быстроизменяющихся, так и медленноизменяющихся величин.Известны интеграторы аналого-цифровые, сочетающие высокую точность с возможностью интегрировать функции как быстро- изменяющиеся, так и медленноизменяющиеся, содержащие преобразователи цифровой информации в аналоговую, аналоговый интегратор и сумматор 1 и 2. 10Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналогоцифровой интегратор, содержащий цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) во входной цепи, последовательно соединенный с ним аналоговый интегратор (ИА), два компаратора К 1 и К 2, подключенных своими первыми входами к выходу ИА, выходы компараторов подключены ко входам счетчика-сумматора (Сч-См), выход которого является выходом всего устройства. На второй вход компаратора К 1 подано напряжение сравнения 1.1 ч, на второй вход компаратора К 2 - напряжение Б, полученное при помощи инвертора Ин, Для обнуления интегратора ИА при срабатывании любого из компараторов служит сумматор См, входы которого подключены к выходам компараторов К 1 и К 2, а выход - к управляющему входу интегратора ИА 3.В исходном состоянии на вход ЦАП поданы нули во всех разрядах. На точность интегрирования, помимо других факторов, влияют отличие от расчетных величин и временная и температурная нестабильность параметров аналоговой части схемы: постоянной времени аналогового интегратора, величин напряжений 11 ср и 1.1 оч. Если принять, что Цср и 11 оп высокостабильны и равны расчетным, то ошибка приинтегрировании из-за указанных причин равна Ах (1 17 ср т+ьс с 1 фтносительная ошибка определяется выра- жением Эта погрешность составляет минимум половину полной погрешности интегрирования и не поддается компенсации, в то время842868В исходном состоянии- напряжение навыходе аналогового интегратора 2 равно нулю, на входы ЦАП 1 поданы нули во всех разрядах входного кода и напряжения на его выходе также равно нулю. Сигнал на выходе компаратора 3 - ноль, суммирующий счетчик 5 и счетчик 10 обнулены, поэтому сигнал на выходе блока 7 умножения, что соответствует такту Интегрирование, при этом первый ключ 6 заперт, а цифроаналоговый преобразователь 1 преобО разует в выходной сигнал входной код х.На выходах инвертора 8 и инвертора 9 - сигнал 1, на выходе сумматора 11 также сигнал 1, вследствие чего второй ключ 12 открыт, Состояние выхода опре 15делителя 4 знака приращения интеграла на этом безразлично.В начальный момент на вход ЦАП 1и на шину тактовых импульсов одновременно подаются код, не равный нулю, и последовательность тактовых импульсов от20 генератора. При этом на выходе ЦАП 1появляется напряжение, определяемое следующим выражениемУе К .к,о 25 где. - напряжение внутреннего опорногоисточника напряжения цифроо аналогового преобразователя 1;х - текущее значение входного кода; х,к - максимальное значение входного К, - коэффициент передачи ЦАП 1 прих=хВведем обозначение И, ,Чо макс 35 3как другие составляющие полной погрешности интегрирования можно хотя бы частично компенсировать. Точность такого интегратора невысока и составляет несколько десятых долей процента, что делает невоз можным применение в нем многоразрядных (больше сети - восьми разрядов) кодовЦель изобретения - повышение точности интегрирования аналого-цифрового интегратора.Поставленная цель достигается тем, что аналого-цифровой интегратор, содержащий последовательно соединенные цифроанало говый преобразователь, вход которого под ключен ко входу аналого-цифрового интег ратора, аналоговый интегратор, компаратор и инвертор, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход ком паратора соединен с шиной нулевого потен циала, и суммирующий счетчик, введень блок определения знака приращений интег рала, два ключа, счетчик, дополнительныи инвертор и перемножитель, входы которого подключены к выходам счетчика и компара тора, а выход - к управляющим входам цифроаналогового преобразователя и перво го ключа, включенного между шиной так товых импульсов и первым входом сумми рующего счетчика, второй вход которог соединен через блок определения знака при ращения интервала с выходом аналоговог интегратора, а выход - с выходом цифро аналогового интегратора, второй ключ вклю чен между шиной тактовых импульсов входом счетчика, выход которого через до полнительный инвертор соединен со вторым входом сумматора, выход которого подклю чен к управляющему входу второго ключа.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства (пример конкретного выполнения). Аналого-цифровой интегратор содержит ЦАП 1 со входной цепи, выход которого соединен со входом аналогового интегратора 2, а выход интегратора 2 - с первым40 входом компаратора 3 и входом блока 4 определения знака приращений интеграла. Выход блока 4 соединен с управляющим входом суммирующего счетчика 5, выход суммирующего счетчика 5 является выходом 45 всего устройства, а вход соединен через первый ключ 6 с шиной тактовых импульсов. Выход компаратора 3 подключен к первому входу блока 7 умножения и ко входу инвертора 8, Второй вход блока 7 умножения соединен со входом дополнительного инвер тора 9 и выходом счетчика 10, а выход - с управляющими входами первого ключа 6 и цифроаналогового преобразователя 1. Выходы инвертора 8 и инвертора 9 соединены со входами сумматора 11, а выход сумматора 11 - с управляющим входом55 второго ключа 12. Вход второго ключа 12 соединен с шиной тактовых импульсов, а выход - со входом счетчика 10. Напряжение на выходе аналогового интегратора 2 изменяется по следующему закону0=-т Г УЙ 1=У 11 гдето - постоянная времени аналогового интегратора 2. Когда выходное напряжение интегратора 2 превышает порог срабатывания компаратора 3, на выходе компаратора 3 действует сигнал 1, сигнал на выходе инвертора 8 равен нулю, Счетчик0 через открытый второй ключ 12 заполняется тактовыми импульсами, следующими с периодом Т. Когда счетчик 10 заполнен, на его выходе появляется сигнал 1. а на выходе инвертора 9- сигнал. Таким образом, на обоих входах сумматора 11 - нули, состояние его выхода - также нулевое. Второй ключ 12 заперт. На оба входа блока умножения 7 подаются единицы - с выхода коммпаратора 3 и с выхода счетчика 10, на выходе которого также появляется сигнал , который открывает первый ключ 6 и переводит842868 Формула изобретения 20 оставитель С. Белред А. Бойкасаж 745 Редактор А. ВласеЗаказ 5 06/64ВН Корректор Ю. МакПодписноета СССРытийаб., д. 4/5Проектная, 4 нко Тех Тир ИИПИ Государс по делам нзо13035, Москва, Ж илиал ППП Патент, нко твенног бретени - 35, Раг. Уж комите и откр шская н од, ул. Аналого-цифровой интегратор, содержащий последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен ко входу аналого-цифрового интегратора, аналоговый интегратор, компаратор и инвертор, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, и суммирующий счетчик, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования, в него введены блок определения знака приращений интегратла, два ключа, счетчик, дополнительный инвертор и блок умножения, входы которого подключены к выходам счетчика и компаратора, а выход - к управляющим входам цифроаналогового преобразователя и первого ключа, включенного между шиной тактовых импульсов и первым входом суммирующего счетчика, второй вход которого соединен через блок определения знака приращения интеграла с выходом аналогового интегратора, а выход - с выходом цифроаналогового интегратора, второй ключ включен между шиной тактовых импульсов и входомсчетчика, выход которого через дополнительный инвертор соединен со вторым входомсумматора, выход которого подключен куправляющему входу второго ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР556463, кл. б 06 Л 1/00, 1975,2, Патент Франции2367319,кл. Ст 06 б /18, опублик. 978,3. Гальперин М. В. Точность, надежность,быстродействие. М., Наука, 1976, с. 138,159 (прототип).