Аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоц 1 калистмческихРеспублик ои 94858по делам кзобретеннй и открытий(72) Автор изобретения В. А. Харакозов Татарский филиал Всесоюзного государственногопроектно-технологического института по механизацииучета и вычислительных работ ЦСУ СССР(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и используется в цифровых вольтметрах, однопредельных широкодиапазонных аналого-цифровых преобразователях и информационно-измерительных системах.Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник эталонного напряжения, две пары управляемых ключей, резистивный делитель, состоящий из двух последов а тел ьпых резис торов, блок управления и последовательно включенные усилитель, преобразователь аналог - код, цифровой счетно - решающий блок и выходной блок, причем входы первой пары управляемых ключей соединены с выводами источника эталонного напряжения, один из которых соединенс входом сигнала, а выходы - с входомрезистивного делителя, входы второйпары управляемых ключей соединенысоответственно с входом и выходом резистивного делителя, а выходы - совходом усилителя. Управляющие входы ключей преобразователя аналог-код и счетно-решающего блока соединены с соответствующими выходами блока управления1.Недостатком данного аналого-цифрового преобразователя является низкая точность преобразования в широком динамическом диапазоне изменения входных сигналов.Цель изобретения - повышение точ Оности преобразования в широком динамическом диапазоне изменения входных сигналов.Поставленная цель достигается тем,что в известный аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник эталонного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока уп равл ения, в торой выход источника эталонного напряжения соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, входом третье 9248585 10 15 20 25 30 35 45 55 го ключа и первым выводом первого резистора резистивного делителя, второй вывод которого соединен с первым входом четвертого ключа и с первым выводом второго резистора резистивного делителя второй вывод которого соединен с общей шиной, вторые входы третьего и четвертого ключа соединены с третьим и четвертым выходами блока управления соответственно, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с первыми входами преобразователя аналог-код, цифрового счетно-решающего блока, выходного блока, второй вход которого соединен с выходом цифрового счетно-решающего блока, второй вход которого соединен с выходом преобразователя аналог-код, второй вход которого соединен с выходом усилителя, введены источник, опорного напряжения, три ключа, регулируемый усилитель, и конденсатор, при этом первая обкладка которого соединена с обшей шиной, а вторая - с выходом пятого ключа и первым входом регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходами третьего и четвертого ключей, а выход - с входом усилителя и первым входом пятого ключа, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, а выход источника опорного напряжения соединен с первым входом шестого ключа, второй вход которого соединен с девятым выходом блока управления, а выход - с первым входом второго ключа, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход с десятым входом блока управления.На чертеже представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя еАналого-цифровой преобразователь содержит регистрируемый усилитель 8,конденсатор 9, усилитель 10, преобразователь 1 1 аналог-код, цифровой счетно- решающий блок 12 источник эталонного напряжения 13, резисторы 14 и 15 резистивного делителя, источник 16 опорного напряжения, выходной блок 17, блок 18 управления. Блок 18. управления осуществляет синхронизацию работы управляемых ключей 1 - 7, преобразователя аналог-код 11 и цифрового счетно-решающего блока 12, Коэффициент усиления регулируемого усилителя 8 регулируема так, что при динамическом диапазойе изменения входного сигнала враз, коэффициент усиления меняется в Д раз. А величина опорного напряжения источника 16 выбирается вЖ раз меньше максимального значениявходного сигнала, В процессе автоматического регулирования коэффициента усиления происходит перераспределение динамических диапазонов между входнымсигналом и опорным напряжением, Динамический диапазон входного сигналасужает в Я раз, а динамический диапазон опорного напряжения расширяетсяво столько же раз, что и позволяет восстанавливать динамический диапазон цифрового сигнала, адекватного входному,с помощью деления в цифровом счетнорещаюшем блоке 12.Устройство работает следующим образом,В течение первого такта ключи 1 - 4открыты, ключи 5, 6 и 7 закрыты. Входной сигнал через открытые кг 1 ючи 1, 2и 3 поступает на вход регулируемогоусилителя 8. Выходное напряжение регулируемого усилителя 8 через открытый.ключ 4 поступает на конденсатор 9, который запоминает его. С конденсатора 9регулирующее напряжение поступает нарегупирующий вход регулируемого усилителя 8, при этом, чем больше входноенапряжение, тем меньше коэффициент усиления усилителя 8 и наоборот, Коэффициент усиления регулируемого усилителя 8 устанавливается в начале первого ф такта и сохраняется постоянным в течение последующих тактов за счет сохранения управляющего напряжения на конденсаторе 9. С выхода регулируемого усилителя 8 напряжение также поступает на вход последовательно включенных усилителя 10 и преобразователя 11 аналог-код. С выхода преобразователя 11 записывается в цифровом счетно-рещакпцем блоке 12 код числаЙ:кО КО )где 1 - коэффициент усиления, установленный в начале такта;0 - напряжение входного сигнала;Ио - смешение нуля градировочнойхарактеристики для выбранногоаппроксимирующего учас гка.В течение второго такта ключи 1; 3 и 6 открыты, ключи 2, 4,.5 и 7 закрыты, Напряжение входного сигнала включено посдедовательно с напряжением источника 13 эталонного напряжения и на вход регулируемого усилителя 8 поступает сумма этих напряжений, С выхода преобразователя 1 1 в цифровое счетно-решающее устройство 12 записываетж число:-едактор М, Янович Техред Е.Харитончик Корректор К). Макаренк к 954ственпог Тир Госуд там пз 283 У 74 БНЙИПИ по де 112035,. Г.;1 п;ач ЦЦ 7 9248 ввпиеняя точности преобразования в широком динамическом диапазоне изменения входных сигналов, введены источник опорного напряжения, три ключа, регулируемый усилитель и конденсатор, первая обкладка 5 Которого соединена с общей шиной, а вторая - с выходом пятого ключа и первым входом регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходами третьего и четвертого ключей, а выходс входом усилителя и первым входом пятого ключа, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, .а выход источника опорного напряжения соединен с девятым выходом блока управления, а выход - с первым входом второго ключа, вторым выходом источника эталонного напряжения и выходом седьмого ключа, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход с десятым входом блока управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Бромберг Э. М., Куликовский К. Л,Тестовые методы повышения точностиизмерений. М. "Энергия, 1978,с. 121 - 123 (прототип).