Аналого-цифровой преобразователь с автоматической коррекцией

(54) АНАЛОГОЦИфРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ, КОРРЕКЦИЕЙ 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в прецизионных устройствах контроля цифроаналоговых преобразователей устройств ввода-вывода ЦВМ.5Известны аналого-цифровые преобразователи с автоматической коррекцией, Указанные устройства основаны на компенсации сдвига нулевого уровня в цифровой, аналого- ой или чисто аналоговой форме 1Недостатками известных устройств явлпотся сложность схемкой реализации, необходимость обратного преобразования полученного кода в напряжение значительное время преобразования.Наиболее близким к предлагаемому является аналого-пифровой преобразователь с автоматической корреюяей, содержаший преобрвзоватеюь код-напряже ние, компаратор, источник опорного напряжения, блок управления, первый выход колорого соединен с цифровым входом1. 2В известном устройстве недостаток обусловлен сдвигом нуля к ограниченной величиной коэффициента ослабленной сина фазной составляквпей, устраня егся посредством проведения двух преобразований, при которых преобразуемое наптвпкение подается поочередно на первый и второй;Ф входы компаратора, а точное значение кода вычисляется как среднее арифметиф ческое кодов, полученных при двух преобразованиях.Однако данный преобразователь тре бует значительного времени преобраэо вания из-эа необходимости проведения двух циклов преобразования, кроме того, низка надежность срабатывания огдепь ных элементов устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение надежносж преобразователя. Поставленная цель достигается тем,тго в аналого-цифровой преобразовательс автоматической коррекцией, содержаций, ЦОП- ОП -Я.1 40 45 50 55 3 94 преобразователь код-напряжение, компаратор, источник опорного напряжения, блок управления первый ВыхОд котороГОсоединен с цифровым входом преобразоватопя код-напряжение, введены дополнитеп ны й идентичный основному преобразователь код-напряжение, входной коммутатор, процессор и запоминающее устройство, при этом выходы источника опорного напряжения. и шина преобразующего сигнала через входной коммутатор подключены соответственно к аналоговым Входам ОснОВнОГО и дополнительного прО образователей код-напряжение, цифровой вход последнего соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом входного коммутатора, а выход - с первым выходом процессора, причем выходы преобразователей код-напряжение подключены соответственно к входам компаратора, выход которого подключен к первому входу процессора, вторые вход н выход которого соединены с входом и выходом запоминающего устройства.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя.Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, входной коммутатор 2, два идентичных преобразователя 3 и 4 код-напряжение, содержапйх соот ветственно декодирующие сетки 8, -2 1 3 и 4, коммутаторы 5 и 6 разрядов, управляющие регистры 7 и 8, буферные операционные усялнтели 9 н 10, компаратор 11, блок 12 управления, процессор 13 и запоминающее устройство 14.Преобразователь работает следующим образом.Устройство перед началом преобразования входного напряжения производит самокалибровку, при которой запоминает значения собственной абсолютной погрешности в ряде точек в диапазоне входных напряжений и в дальнейшем, при преобразовании входных напряжений учитывает собственную погрешность, алгебраически складывая ее с полученным кодом,В режиме самокалибровки входной коммутатор 2, управляемый по сигналам блока 12 управления, подает опорное напряжение положительной или отрицательной полярности от источника 1 опорного напряжения на вход коммутатора 5 разрядов первого преобразователя 3 код-напряжение и на вход коммутатора.6 разрядов второго преобразователя 4 код-напряжение. Коммутатор 5 разрядов,управляемый регистром 7 по сигналам блока 12 управления, получающего информацию иэ процессора 13, подключает все входы декоднрующей сетки 3 к шине источника опорного напряжения вследствие чего с выхода буферного операционного усилителя 9 на первый вход компаратора 11 подается величина опорного напряжения, смещенная на величину сдвига нулевого уровня операционного усютнтеля 9 и компаратора 11, приведенного к первому входу компаратора .11.Коммутатор 6 разрядов, управляемый регистром 8 по сигналам с блока 12 управления, подключает все входы декоднрующей сетки 4 к шине источника опорного напряжения, в результате чего с выхода буферного операционного усилителя 10 на второй вход компаратора 11 подается величина опорного напряжения,смещенная на величину сдвига нулевого уровня операционного усилителя 10, С выхода компаратора 11 сигнал подается на вход процессора 13.По сигналу компаратора процессор 13 определяет, на каком из входов компаратора 11 напряжение больше, Коммутатор разрядов (5 или 6) преобразователя код-напряжение той ветви, где напряжение на входе компаратора 11 наибольшее, по сигналам блока 12 управления, получающего информацию от процессора 13, в соответствии с алгоритмом поразрядного уравновешивания, отключает часть разрядов соответствющей декоднрующей сетки (3 или 4);в результате чего напряжения на входах компаратора 1 1 уравновешиваются где ОО- опорное напряжение;К - цифровой код в одном из управляюпжх регистров;Ь - сдвиг нулевого уровня, приведенный к первому входукомпара гора 11;Ь - сдвиг нулевого уровня, приведенный ко второму входукомпаратора 11. Значение цифрового кода определяется какОП ++а1+Ь 2.оп Ооо Процессор 13 вычисляет значение абсолютной погрешности устройства по формуле а 1 т ЬяЬ=Кф 1 хоп5 9402 где Ь - абсолютная погрешность устройства, и подает его в запоминающее устройство 14. Запоминающее устройство 14 хранит значение ЬСтупенчато изменяя значения кодов в регистрах 7 и 8 от максимального до минимального и каждый раз производя уравновешивание напряжений на входах компаратора 11, вычисление и запоминание величины Ь, устройство полу чает ряд значений собственной абсолютной погрешности в диапазоне возможных входных напряжений, На этом заканчивается режим самокалибровки.В режиме измерения входной комму татор 2 подает входное напряжение на вход одного из преобразователей коднапряжение, а на вход второго преобразователя соответственно подает опорное напряжение от источника 1 опорного 20 напряжения. В результате выполнения алгоритма поразрядного уравновешнвани( устанавливается равенство напряжений на входах компаратора 11 где 0 - входное напряжение;К- цифровой код в управляющемИХрегистре..Значение цифрового кода определяется из формулы (4) какВХ 1+ 1 ВХФОП АКОП ОПТочное значение цифрового кода вы 35 числяется в процессоре 13 с учетом значений Ь, хранящихся в запоминак щем устройстве 14 и соответствующих, ближайших к полученному (К) значениям кодов, по формуле40к"=к- Ъ(ОвъОПгде М - точное значение цифрового кода равное в результате подста 45новки (5) в (6) ,"- Таким образом, полученное точйое значение кода свободно от погрешности,М 6создаваемой сдвигом нулевого уровнякомпонентов предлагаемого устройства,обусловленного в том числе и ограниченной величиной коэффициента ослаблениясинфазнойсоставляющей,формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь с автоматической коррекцией, содержащий преобразователь код-напряжение, компаратор, источник опорного напряжения, блок управления, первый выход когорого соединен с цифровым входом преобраз вателя код-напряжение, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и увеличения надежности преобразователя, в него введены дополнительный идентичный основному преобразователь код-напряжение, входной коммутатор, процессор и запоминающее устройство, при этом выходы источника опорного напряжения и шина преобразующего сигнала через входной коммутатор подключены соответственно к аналоговым входам основного и дополнительного преобразователей код-напряжение, цифровой вход последнего соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом входного коммутатора, а входс первым выходом процессора, причем выходы преобразователей код-напряж нне подключены соответственно к входам компаратора, выход которого подключен к первому входу процессора, вторые вход и выход которого соединены с входом н выходом запоминающего устройства.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции % 2196559, кл. Н 03 К 13/02, 1977.2. Авторское свидетельство СССРй 379979, кл. Н 03 К 13/17, 1971с;оставитель В. МахиановРедактор Ю. Середа Техред М.Гергель Корректор А. ФеренцЗаказ 4686/77 Тйраж 959 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открой,113035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4/5 Филиал ППП 4 фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4