Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1928633 Союз Советскими Социалистическия Республик(23) ПриоритетОпубликовано 1505,82. Бюллетень М 918Дата опубликования описания 150582 Р 1.К .з Н 03 К 13/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72 Авторыизобретения В.Л. Котляров и В. Г. БрандорфЛьвовский ордена Ленина политехнический институтим.Ленинского комсомола и Львовский лесотехнический институт(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к автоматйке, телемеханике и вычислительнойтехнике и может быть использовано винформационных измерительных системахпри опросах датчиков с нелинейнымихарактеристиками,Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП), например АЦП время-импульсного типа, которые решаютзадачу преобразования напряжения выходного сигнала датчика в число импульсов,а затем в код 1).Однако эти АЦП не обладают способностью линеаризации,характеристикдатчиков, подключенных к их входам.Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому являетсяАЦП, содержащий преобразователь выходного сигнала в интервал времени,триггер, генератор, счетчик, дешифратор, источники тока, конденсатор инуль-орган. АЦП обладает свойствомлинеаризации характеристик датчиков 2).Однако этот АЦП можно применитьлишь с датчиками с выходным сигналомв виде интервала времени или с выходным сигналом, который можно преобразовать в интервал времени. Существует большое число датчиков с выходнымсигналом в виде частоты или числа импульсов. Выходной сигнал этих датчиков трудно преобразовать в интервалвремени и сделать это без потериточности практически невозможно.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей аналого-цифрового преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий триггер, генератор,источники тока, конденсатор и нульорган, выход которого подключен к перному входу триггера, выход которогоподключен к входу генератора и первогоисточника тока, счетчик, выходы которого подключены к первым входам дешифратора, выходы которого соединены с входами остальных источников тока, а выходы всех источников тока объединены и подключены к первому входу нуль-органа и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка соединена с вторым входом нуль-органа и общей шиной, введены преобразователь входного сигнала в число импульсов, формирователь импульсов постоянной длительности и элемент ИЛИ, причем вход преобразователя входного сигнала в число импульсов соединен с входной шинои, первый выход - с вторым входом тригге.ник 9 тока и включают второй, ток которого больше (или меньше), чем упервого. Во время наличия импульсовна выходе формирователя 8 скоростьроста напряжения на конденсаторе изменяется (фиг.2, участок 5 ); напряжение .на конденсаторе под воздействием токов источников 9 изменяетсяи понторяет кусочно-линейно-аппроксимированную характеристику, полученнуюпутем вычитания из кусочно-линейноаппроксимированной характеристикидатчика линейной характеристики преобразонателя 2. Поэтому на конденсаторе в виде напряжения накапливается разность между нелинейной характеристикой датчика и линейной характеристикой преобразователя 2.По окончании линейного преобразования эту разность необходимс преобразовать в дополнительное число импульсов, что происходит следующимобразом.После линейного преобразованияс выхода преобразователя 2 на нходтриггера 3 поступает импульс, устанавливающий его в ф 1Благодаряэтому включается источник тока 10и генератор 4, с выхода которого импульсы через элемент ИЛИ 5 поступаютна вход счетчика б, Под воздействиемтока источника 10 конденсатор 11разряжается до нуля, н результатечего срабатывает нуль-орган 12 и ставит триггер 3 в исходное положение.Источник 10 отключается и подачаимпульсов на счетчик прекращается.Число импульсов, поданное на счетчик, оказывается пропорциональнымвеличине физического воздействия навходе датчика, так как после линейного преобразования число импульсовувеличено на величину, пропорционально разности между линейной характеристикой преобразователя 2 и нелинейной характеристикой датчика.Число с выходов счетчика поступаетна выходы АЦП.В отличие от известного предлагаемый АЦП позволяет производить линеаризацию характеристик датчиков не Отолько с преобразователем входныхсигналов н интервал времени, но и спреобразователями входных сигналовв число импульсов любого принципадействия(например, с промежуточнымпреобразователем н частоту или с преобразователями в число импульсон датчиков с чистотным выходом), что позволяет расширить область примененияАЦП. Формула изобретения,Аналого-цифровой преобразователь, содержащий триггер, генератор, источ 5 ники тока, конденсатор и нуль-орган,ра, а второй выход - с входом формирователя импульсов постоянной дли" тельности, выход которого подключен ,к второму входу дешифратора и к первому входу элемента ИЛИ, нторой вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входом счетчика.На фиг,1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.Аналого-цифроной преобразователь 1 О содержит входную шину 1, которая соединена с выходом датчика с нелинейной характеристикой (на фиг.1 не показан) . Выход преобразователя 2 подключен ко входу установки в 1 триггера 3 управления, выход которого подключен ко входу генератора импульсов 4, выход которого через элемент ИЛИ 5 подкЛючен ко входу счетчика 6, выходы которого подключены ко входам дешифратора 7. Ко второму нходу элемента ИЛИ 5 подключен выход формирователя 8 импульсов постоянной длительности.На выходах дешифратора 7 могут появляться1только н том случае, если на его вход с выхода формирователя 8 импульсов постоянной длительности поступает 1. Ко входу формирователя 8 подключен информационныйвыход преобразователя 2, Выходы дешифратора подключены ко входам ис"точников 9 тока, Для включения источника тока на его вход с выхода дещифратора надо подать 1,Ко входу источника тока 10, генериру ющего ток обратного по сравнению стоком источников 9 напряжения, подключен выход триггера 3;Выходы источни-ков 9 и 10 подключены к конденсатору11, вторая обкладка которого заземле на, и ко входу нуль-органа 12, выходкоторого подключен к установке в01 триггера управления 3.Устройство работает следующим образом. 45С информационного выхода преобразователя 2 на вход формирователя 8импульс ов постоянной дли тель ностипоступают импульсы, число которых пропорционально электрическому сигналуна выходе датчика. Каждый из этихимпульсов с выхода Формирователя поступает на дешифратор и вызываетвключение одного из источников 9 тока, начиная с перного, на время своей длительности. Эадним фронтом каждого импульса добавляется 1 всчетчик б. Во время поступления первых импульсов на вход дешифраторанапряжение на конденсаторе растет содной скоростью (Фиг,2, участок а ),Через некоторое время, когда под воздействием импульсов, поступающих насчетчик, его старшие разряды увеличивают свое состояние, выходы дешифратора перестают включать первый источ- бвыход которого подключен к первомувходу триггера, выход которого подключен к входу генератора и первого источника тока, счетчик, выходы которого подключены к первым входам дешифратора, выходы которого соединены с 5входами остальных источников тока, авыходы всех источников тока объедийены и подключены к первому входу нульоргана и к первой обкладке конденса"тора, вторая обкладка которого соединена с вторым входом нуль-органа иобшей шиной, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введеныпреобразователь входного сигнала вчисло импульсов, формирователь импульсов,постоянной длительности и элементИЛИ, причем вход преобразователя входного сигнала в число импульсовсоединен с входной шиной, первый выход - с вторым входом триггера, авторой выход - с входом формирователяимпульсов постоянной длительности,выход которого подключен к.второмувходу дешифратора и к первому входуэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом генератора, а выход - с входом счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. К., Наукова думка, 1970, с. 342. Авторское свидетельство СССР 9 467462, кл. Н 03 К 13/08, 1973 (прототип) .928 б 33 Корре Зака 283/75 Тираж 954ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская исно ета СССРтийнаб., д. Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул .Проектная,Составит ель В. СолодоРедактор Т,Веселова Техред М, Надь