Циклический аналого-цифровой преобразователь

72) Авторы нэобретенн В. А. Окружнов и А. К. Леонтье 71) Заявитель ЛИЧЕСКИЙ АНАЛОГО -ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЮВАТЕЛ(54) вычислитель может быть их системах ретение относится ике и автоматике вано в автоматичес н использоуправлениИзвпреобрйст алого ес тек циклический аналого-цифровой азователь, содержащий входное уст 5 ро во, .выход которого через первый ключ, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления, соединен с неинвертирующим вхо,,1 О дом усилителя и выходом ключа, управляющий вход которого соединен с пятым выходом устройства управления, два ключа, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами устройства15 управления, источник опорных напряжений, выходные напряжения которого через четвертый и пятый ключи подключены ко второму резистору: резистор, второй и третий ключи, вых.ды которых Соединены, соответственно, со входами первого и второго буферных усилителей и с соответствующими первыми обкладками конденсато- . ров, вторые обкладки которых соединены 2с общей шиной, регистр, второй вход которого подключен к выходу устройства,управления 1 ),Недостатком данного циклического,аналого-цифрового преобразователя является низкая точность преобразования.Бель данного изобретении - повьпцениеточности преобразования,Поставленная ь достигается тем, чтов циклический ан -цифровой преоораэователь, содержащий входное устройство,выход которого соединен с первым входомпервого ключа, второй вход которого Соединен с первым выходом блока управления, а выход - с неинвертирующим входом усилителя, выход которого соединенс первым входом регистра и с первыми,входами второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены со вторыми третьим выходами блока управления,а выходы - с первыми обкладками ,первого и второго конденсаторов соответственно, вторые обкладки которых соединеныс общей шиной и входами первого и второОеьх = г Овх 1-О 1 Оо 3 8756 го буферных усилителей, при этом выход первого буферного усилителя соединен с первыми входами четвертого и пятого ключей, вторые входы которых соединены с четвертым и пятым выходами блока управления, при этом выход четвертого ключа через первый резистор соединен с первым выводом второго резистора и инвертирующим входом усилителя, а выход пятого ключа соединен с инвертирующим входом усилителя; выход второго буферного усилителя соединен с первым входом шестого ключа, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления, а выход соединен с неинвертирующим входом усилителя, седьмой выход блока управления соединен со вторым входм регистра, источник опорного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом седьмого ключа; второй выход - с первым входом восьмого ключа, выходы которых соединены со вторым выводом второго резистора, дополнительно введены формирователь команд, девятый и десятый ключи, при этом первый вход девятого ключа соединен с выходом второго буферного усилителя, второй вход - с первым выходом формирователя команд, а выход - с выходом четвертого ключа, первый вход десятого ключа соединен с30 общей шиной, второй вход - со вторым выходом формирователя команд, а выходс выходом восьмого ключа, третий и четвертый выходы формирователя команд соединены со вторыми входами седьмого и восьмого ключей соответственно, а первый и второй входы формирователя команд соединены, соответственно, с седьмым выходом блока управления и выходом регистра.На чертеже представлена структурная схема циклического аналого-цифрового40 преобразователя.Схема преобразователя содержит входное устройство 1, блок управления 2, подключенные через ключ 3 к неинвертирующему входу усилителя 4, выход которого 45 через ключи 5 и 6 соединен, соответственно, с первым 7 и вторым 8 конденсаторами и с первым 9 и вторым 10 буферными усилителями, выходы которых, соответственно, соединены с первыми 50 входами ключей 11-14, первый резистор1.5, соединенный с инвертирующим входом усилителя 4 и через второй резистор 16 выходами 17-19 ключей, источник опорных напряжений 20, выходы которого под- Б влючекы к первым входам 17 и 18 ключей, регистр 21, выход первого разрядакоторого соединен с формирователем команд 23 422, выходы которого 23-26 соединены со вторыми входами ооответственно 17 и 18, 11 и 19 ключей, выходы блока управления 2 27-31 соединены со вторыми входами, соответственно, 5 и 6, 12-14 ключей.Преобразователь работает следующимобразом.В исходном состоянии ключи 3 и 19замкнуты, а остальные разомкнуты. Напряжение от входного устройства 1 поступает на неинвертирующий вход усилителя 4, включенного в этом цикле преобразования в режиме компаратора, при этом состояние "1" соответствует или отсутствию напряжения или присутствию положительного напряжения на неинвертирующем входе усилителя 4, состояние "0" - отрицательного. Состояние усилителя 4 записывается в первый разряд регистра 21, указывая на полярность напряжения входного устройства 1, при этом, если напряжение входного устройства 1 положительно результат преобразования выводится с регистра 21 в прямом коде, если отрицательно - то в доплнительном; на этом завершается первый цикл работы - определение знака входного напряжения.Во втором цикле в соответствии с состоянием первого разряда регистра 21, с выхода которого информация записывается в формирователь команд 22, содержащий дешифратор и регистр, последний вырабатывает соответствующие команды управления, поступающие на управляющие входы ключей 11 и 17 19 при этом подавая на один иэ ключей 17 или 18 разрешающий сигнал. Установка ключей осуществляется по сигналам устройства управления 2. При установке первого разряда регистра 21 в состояние "1 ф,что соответствует положительному напряжению на неинвертирующем входе усилителя 4, замыкаются ключи 3, 5 и 13 приэтом коэффициент передачи устройства, содержащегопоследовательно соединенные усилитель 4,ключ 5 с конденсатором 7, буферныйусилитель 9, резисторы 15 и 16, становится равным двум, так как номиналырезисторов 15 и 16 одинаковы,Входное напряжение запоминается наконденсаторе 7, и на выходе буферногоусилителя 9, в нечетных циклах устанавливается напряжениеЦиклический аналого-цифровой преоб разователь, содержащий входное устройство, выход которого соединен о первым входом первого ключа, второй вход кото рого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с неинвертирукюцим входом усилителя, выход которого соединен с первым входом регистра и с первыми входами второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены со вторыми и третьими выходами. блока управления, а выходы - с первыми обкладками иены с обшей шиной и входами первого ивторого буферных усилителей, при этомвыход первого буферного усилителя соединен с первыми входами четвертого ипятого ключей, вторые входы которыхсоединены с четвертым и пятым выходаМиблока управления, при этом выход четвертого ключа через первый резистор соедивыход пятого ключа соединен с инвертирующим входом усилителя; выход второГо буферного усилителя соединен с первым входом шестого ключа, второй вход которого соединен с шестым выходом блокауправления, а выход соединен с неинвертируюшим входом усилителя, седьмой выходблока управления соединен со вторымвходом регистра, источник опорного на 40 пряжения, первый выход которого соедигде а - код четного разряда преобразоваКтеля, принимающего значения"1" или "0" в зависимости отполярности входного напряжения.5Преобразователь в четных циклах преобразования содержит конденсатор 8, буферный усилитель 10, ключи 12 и 17 (при положительном входном напряжении) и 11, регистры 15 и 16,50Число разрядов преобразователя определяется алгоритмом функционирования блока управления 2, а смена кода о результатах преобразования в регистре 21 производится в моменты перевода усилителя 55 4 в компараторный режим.Совмещение во входном усилителе функции компаратора и усилителя записи обеснен с первым входом седьмого ключа,второй выход - с первым входом восьмого ключа, выходы которых соединены со вторым выводом второго регистра, о т - , л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены формирователь команд, девятый и десятый ключи, при этом первыйвход девятого ключа соединен с выходом второго буферного усилителя, второй входс первым выходом формирователя команд,а выход - с выходом четвертого ключа,первый вход десятого ключа соединен с обшей шиной, второй вход - со вторымвыходом формирователя команд, а выходс выходом восьмого ключа, третий и четвертый выходы формирователя командсоединены со вторыми входами седьмого 5 875623 6где 0 - входное напряжение 1 - того печивает повышение точности преобразоВХ 4.цикла преобразования; вания.О с - код нечетного разряда преобразователя, принимающегозначение "1" или 0" в заформ улаизобретениявисимости от полярности входного напряжения;0 - абсолютная величина выходОПного напряжения источникаопорных напряжений,0В следующем цикле. преобразования 1,при положительном входном напряжении,замыкаются ключи 13, 14 и 17, остальные ключи разомкнуты, Усилитель 4 переводится в компараторный режим, и информа 15пия о результате преобразования старшегоразряда переносится в первый разряд регистра 21 и, в соответствии с тем, какойрезультат "1" или "Оф в него записывается, формирователь команд выра аман 22 выраба о первого и второго конденсаторов соответственно, вторые обкладки которых соедитывает соответствующие команды управления ключами 11 и,17-19. При этоминформация о знаке входного напряжения,записанная в первый разряд регистра 21переписывается во второй разряд регистра 21 и хранится в нем до момента определения результата преобразования следующего за старшим разрядом преобразователя. Аналогично происходит процесснен с первым выводом второго резисторапреобразования четных разрядов преобразо-зои инвертируюшим входом усилителя, авателя. При этом трактзаписи информациивключает последовательно соединенныеключ 3, усилитель 4, ключ 6, конденсатор8, буферный усилитель 10, ключ 11, рези:.сторы 15 и 16, а выходное напряжениеНа выходе буферного усилителя 10 в чет-ных циклах преобразования устанавливается с соответствии с выражением0 =20ЭЫХ ВХ 1 К ОП875623 итель А. КузнецовТ,Мат очка Кор Сос а Техр.по делам, изобретений 1 13035, Москва, Ж, 4/5 ал ППП "Патент", г,.Ужгород, ул. Проектн и восьмого клеей соответственно, а . первый и второй входы формирователя команд соединены соответственно, с седьмым выходом блока управления и выходом рюистра. 8 Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 526075, кл, Н 03 К 13/17, 1976 5 ( ПРОТОТИП)Под лискомитета СССРоткрытийРаушская наб.