Двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк Соцналнстнческнк Республнк(51)М. Кл. Н 03 К 13/02 с присоединением заявки М -Государстаеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(23) Приоритет Опубликовано 07.1181, Ьюллвтень йо 41 Дата опубликования описания 07. 11. 81(54) ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОКОРРЕКЦИИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИзобретение относится к области стабилизации характеристик измерительной аппаратуры и предназначено, например, для автокоррекции нуля и крутизны аналого-цифрового преобразователя при проведении прецизионных измерений.Оно может быть использовано при проведении аналогичной коррекции измерительных тактов в спектрометрии, биологии, медицине и других областях науки и техники.Известно устройство для стабилизации амплитудных тактов, состоящее из цифрового дискриминатора, ревер сивного шагового двигателя с редуктором многооборотного потенциометра с приводом и схемой многофазного управления работой двигателя 11 .20 Известно также двухканальное устройство автокоррекции аналогоцифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистр нуля и наклона со старшими и младши ми разрядами, преобразователь коднапряжение (ПКН).Причем ПКН может быть выполнен как на весовых резисторах, так и построен время-импульс нью способом 121 30 Недостатком известных устройствявляется сложность их реализации. Цель изобретения - упрощение устройства - достигается тем, что в двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистры нуля и наклона со старшими и младшими разрядами, преобразователь код-напряжение, включающий генератор импульсов, еоединенный со счетчиком числа, ключи, соединенные с фильтрами, триггеры, клемму сброс", соединенную с шиной установки в фОф триггеров регистров, введены мультиплексор, старший и младший опорные счетчики, коммутатор, причем первые входы триггеров подключены к выходу младшего и к входу старшего опорных счетчиков, вторые входы триггера преобразования и опорного триггера подключены соответственно к выходам счетчика числа и старшего опорного счетчика, выходы триггера каналов подключены к первому адресному входу мультиплексора и управляющему входу коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом триггера преобразователя. а вкход - с ключами"нуля" и "наклона", выходы опорного триггера подключены к шине сброса старшего опорного счетчика и к второму адресному входу мультиплексора, информационные входы которого соединены со старшими и младшими регистрами "наклона" и "нуля",а выход подключен к установочному входу счетчика числа.На Фиг.1 приведена блок-схема,. двухканального устройства автокоррекции аналого-цифрового преобразователяу на фиг. 2 - диаграммы напряжений,Генератор импульсов 1 через парал.лельно включенные младший опорный счетчик 2 и счетчик числа 3 соединен ,с триггером преобразования 4. Триггер преобразования через коммутатор 5, ключ "наклона" б. и фильтр наклона 7 соединен с выходом канала "наклона" 8. Коммутатор 5 соединен также через ключ "нуля" 9, фильтр "нуля" 10 с вы ходом канала "нуля" 11. Выход младшего опорного счетчика 2 подключен через триггер каналов 12 к управляющему входу коммутатора 5 и соединен со старшим опорным счетчиком 13, 25 с опорным триггером 14, а также с входом стробирования 15 мультиплексора 16. ЦиФровой дискриминатор 17, имеющий вход информации 18 и вход пуска 19, соединен реверсивной связью с младшими разрядами регистра "наклона" 20, подключенного к старшим регистрам "наклона" 21 и младшим разрядам регистра "нуля" 22, к старшим разрядам "нуля" 23, Причем все и-разрядные регистры 20-23 через мульти 35 плексор соединены с входом установки счетчика числа 3. Импульс с клеммы 24 поступает на входы установки "нуля" 25 младших разрядов регистров 22,20 и на входы установки кода 2" " 40 26 старших разрядов регистров 21,23. Выход опорного триггера 14 соединен с входом сброса старшего опорного счетчика 13 и с входом адреса 27 мультиплексора 16, а триггер кана лов 12 - с другими входом адреса 28 мультиплексора 16.На фиг.2 диаграммы напряжений на выходах элементов обозначены теми же цифрами, что и сами элементы. Обоз- у начения циклов преобразования сос" тоят из двух знаков: первый - номер цикла в канале, второй - обозначение канала (например, 2,Н - второй цикл преобразования в канале наклона),стройство работает следующим образом.Входные коды с преобразователя поступают на вход информации 18,а пусковые сигналы, соответственно на вход пуска 19 цифрового дискримина тора 17, который в зависимости от поступающих кодов вырабатывает сигналы "1" и -Т" для реверсивных регистров нуля 22,23 и "наклона" 20,21. Таким образом в процессе набора . 65 спектра на регистрах 20,21 в цифровой форме накапливается сигнал коррекции "наклона", а на регистрах22,23 - "нуля".Сигналы с генератора импульсов 1непрерывно пересчитываются младшимопорным счетчиком 2 и счетчикомчисла 3, имеющими и разрядов, каквсе регистры и старший опорный счетчик 13, Импульсы переполнения сэтих счетчиков формируют на триггере преобразования 4 временные интервалы, пропорциональные содержимомустарших регистров 21,23, так как коды этих регистров устанавливаются всчетчике числа 3 через мультиплексор16 по команде установки, приходящейна вход стробирования 15. Одновременно с переключением мультиплексора 16триггер канала 12 подключает выходтриггера преобразования 4 через коммутатор 5 к соответствующему ключу6 или 9. Ключ соединяет вход фильтра(несколько ВС-цепочек) то с источником напряжения +О, то с источникомнапряжения -О, и таким образом, навыходе фильтра получается напряжениекоррекции О или О,За весь период йреобразованияцикл преобразования повторяется2(2 +1) раэ (см, диаграмму на фиг.2),причем 2 " раз преобразуются кодыстарших разрядов регистра 21, 23регистров "нуля", и фнаклона" и поодному разу коды младших разрядоврегистров 20, 22. Переключение старших и младших разрядов регистров вмультиплексоре 16 производится повходу адреса 27 опорным триггером14, который совместно со старшимопорным счетчиком 13 составляетсчетчик с коэффициентом пересчета2"+1 (в течение 2 ф циклов опорныйтриггер 14 находится в состоянии"1"), Для числа уровней коррекции16 10 и равно 7, тактовая частотагенератора импульсов составляет 1 МГци при этом длительность цикла равна 128 мкс, а периода стабилизации3 мс, Чтобы пульсации на выходе непревышали половины младшего разрядастепень подавления фильтром частотыциклов должна быть не .менее 2 (см.диагр. б и 8 или 9 и 10), Это условие легко удовлетворяется двухзвенным Фильтром (й 4,7 кОм, С20 мкф), причем постоянная Фильтрасоставляет около 0,3 с; что вполнеприемлемо для системы стабилизации.Заявленное устройство, выполненное на интегральных элементах155 серии, содержит только 22 корпуса (не считая цифрового дискриминатора),что позволило в серийно выпускаемом блоке стабилизации исключить одну плату (60-70 корпусов)иэ трех, а также шаговые двигателя,редуктор) и гелипоты. Проведенныеизменения также значительно повысили надежность иэ-за исключения ряда элементов, особенно механических.Формула изобретенияДвухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистры нуля и наклона со старшими и младшими разрядами, преобразователь код-напряжение, включающий генератор импульсов, соединенный со счетчиком числа, ключи, соединенные с фильтрами, триггеры, клемму "сброс", соединенную с шиной установки в "0" триггеров регистров, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены мультиплексор, старший и младший опорные счетчики, коммутатор, причем первые входы триггеров под" ключены к выходу младшего и к входу старшего опорных счетчиков, вторые входы триггера преобразования и опорного триггера подключены соответственно к выходам счетчика числа истаршего опорного счетчика, выходытриггера каналов подключены к первомуадресному входу мультиплексора иуправляющему входу коммутатора, ин"формационный вход которого соединенс выходом триггера преобразования,а выход - с ключами "нуля" и фнаклона", выходы опорного триггера подключены к шине сброса старшего опор"ного счетчика и к "второму адресномувходу мультиплексора, информационные входы которого соединены со старшими и младшими регистрами "наклонаф1и "нуляф, а выход подключен к уста-.новочному входу счетчика числа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3538420,кл. 321-5. 03.0770.20 2. Гельман М.М. и др. Автоматическая коррекция систематическихпогрешностей в преобразователях "напряжение - код". М., "Энергия", 1974,с.26 (прототип)