Аналого-цифровой преобразователь

/17 ПИСА И ТЕЛСТ первым входомход которогодом второго крого соединенорного напрход которогдом выходногорядов, а перв хо счетчика младшихй вход - с выходо енератора импуль второго вентиля го соединен с в ра, а выход - с ход которого со дом первого три ц а ю щ и й с я искулов Е.Абразователи225тельство СССР13/20, 1980.Интегрирующостоянного тос, 11 (протоервым в дин повышения быстр преобразования, вентиль, группа ИЛИ, выход кото ым входом перв ход - с вторым ходом вто ог а второи триггера вентиля, вторым в вход с в и первым в выход кото етьего единен етчика ародом выходно дов, а в м второг с вхо х р триггер ыхо м вхо м вых их разр оединен ентилей ного счетцика млад ходы которого нтилей группы которых объеди иной "Пуск" иР Ф рые в ми Ве дов, в с выхо нены первые входы соединены с О рым перво вхо ы - соответих разрядовение-код поия. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ С(5 Ф)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий преобразовательнапряжение-код поразрядного уравновешивания, вход которого соединен свходной ыиной и первым входом блокавычитания, а выходы старших разрядовсоединены с первыми входами выходного счетцика старших разрядов и входа.ми преобразователя код-напряжение,выход которого соединен с вторым вхо- .дом блока вычитания, выход которогосоединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен свыходом первого триггера, а выход -с первым входом интегратора, второйвход которого соединен с выходом второго ключа, а выход - с первым входомкомпаратора, второй вход которогосоединен с общей шиной, а выход - с, 1056449 А второго триггера, в соединен с первым вх люча, второй вход ко с выходом источника яжения, первый венти о соединен с первым ов и первым входом второй вход которо- ходом первого триггевходом счетчика, выгера, о т л итем, цто, с целью действия и точности ф в него введены третий вентилей, элемент ого соединен с втого вентиля, первый входом первого клюца,триггера, а вторые в венно с выходами младреобразователя напрязрядного уравновешива1056 М 9 Изобретение относится к информационно-иэмерительной технике и используется в устройствах ввода информации цифровых систем контроля и управления, 5Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий интегратор, ком" паратор, источник опорного напряжения, генератор импульсое, ключи, триггеры управления, вентиль и счет чик 11 .Известен аналого-цифровой преобра Йователь, содержащий интегратор,компаратор, источник опорного напряженив ключи, устройство сравнения, блок управления с устройством формирования импульсов, .схему формирования периода интегрирования опорного напряжения, формирователь разверты-, вающегося во времени напряжения, со- щ стоящий из двух интеграторов и суммирующего устройства, вентиль и счетчик 2 .Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобра" д зователь напряжение-код поразрядного уравновешивания, вход которого соединен с входной шиной и первым входом блока вычитания, а выходы старших разрядов соединены с первыми входами выходного счетчика старших разрядов и входами преобразователя коднапряжение, выход которого соединен, с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с первым вхо" дом первого ключа, второй вход кото.35 рого соединен с выходом первого триггера, а выход " с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход " с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с об щей шиной, а выход " с первым входом второго триггера, выход которого,сое" ди ен. с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, первый вентиль, выход которого соеди" .нен с первым входом выходного счетчика младших разрядов, а первыи входс выходом генератора импульсов и пер 50 еым входом второго вентиля, второй вход которого соединен с выходом пер" вого триггера, а выход - с входом счетчика,- выход которого соединен с первым входом первого триггера3 3Недостатками известных преобразователей являются малое быстродействие и низкая точность .преобразования. 2Целью изобретения является повышение быстродействия и точности преоб"разования.Поставленная цель достигается тем,что е аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь на"пряжение"код поразрядного уравновешивания, вход которого соединен с входной шиной и первым входом блока вычитания, а выходы старших разрядов сое"динены с первыми входами выходногосчетчика старших разрядов и входамипреобразователя код-,напряжение, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, выход которогосоединен с первым входом первогоключа, второй вход которого соединенс выходом первого триггера, а выход - с первым входом интегратора,второй вход которого соединен свыходом второго ключа, а выход - спервым входом компаратора, второйвход которого соединен с общей шиной, а выход " с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго ключа,второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения,первый вентиль, выход которого соединен с первцм входом выходногосчетчика младших разрядов, а первыйвход - с выходом генератора импульсов,и первым входом второго вентиля,второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - свходом счетчика, выход которого сое"динен с первым входом первого,триггера, введенц третий вентиль, группавентилей, элемент ИЛИ, выход которогб соединен с вторым входом первоговентиля, первый вход " с вторым входом первого ключа, а второй вход "с выходом второго триггера и первымвходом третьего вентиля, вцход которого соединен с вторым входом выходного счетчика старших разрядов, авторой вход - с вторым входом второ 1рого триггера и выходом выходногосчетчика младших разрядов, вторые вхо"ды которого соединены с выходами вентилейгруппы вентилей, первые входыкоторых объединены и соединены с шиной "Пуск" и вторым входом первоготриггера а вторые выходы - соответственно с выходами младших разрядовпреобразователя напряжение-код поразрядного уравновешивания,На чертеже представлена блок-схемааналого-цифрового преобразователя.3 1056 ю рез время Т = 2 к/Г счетчик 1 ч переполнится и сигнал с его выхода переводит триггер 10 в первоначальное состояние, чем закрывает вентиль 16, отключает разностное напряжение от входа интегратора 7, и продолжается интегрирование только опорного напряжения в течение времени С. Импульсы с выхода генератора 15 импульсов продолжают поступать на вход 10 младших разрядов 5 выходного счетчика, так как сигнал триггера 9 через элемент ИЛИ 20 держит вентиль 17 от- ,ытым. Процесс преобразования заканчивается с появлением импульса на выходе компаратора 8, который перебрасывает триггер 9, чем отключает опорное напряжение от входа интегратора и через элемент ИЛИ 20 закрыва" ет вентиль 17.20Гсли во время интегрирования опорного напряжения произойдет переполнение младших разрядов 5 выходного счетчика то импульс переполнения через от рытый вентиль 18 перепишется 5 в старш е разряды 1 выходного,счетчика.Процесс преобразования интегрирующим преобразователем 6 можно записатьзо аО 1 + аО -- 1 Т- - 1 =О%хх п11 я 2учитывая, чгто время, в течение ко- торого интегрируется опорное напряжение, есть результат преобразования1) 2уравнение (4) перепишется2т.е. в младших разрядах 5 выходного счетчика запишется кодоОкончательное выражение кода всего аналого-циФрового преобразователя1 х = 1 ст.р 2 11 мл,р.ьчВ уравнение введен множитель 2 чтобы учесть вес кода старших разрядов, Тогда с учетом выражения (1), (2) и (5) уравнение (6) перепишетсям, х п 1 сОО д, гп ОО-1 2Х О+%Оа О 0 Учитывал, что И Х а 2"8,/Х к ЛО(7) гт ггТ+2 1 с рг Е: .г"т:1.Таким образом, предложенный преобразователь позволяет повысит.ь быстродействие почти в 2 раза (например,при М = 8, 0 = 4, С = 1,88), Крометого, за счет сокращения временипреобразования снижается аддитивнаяпогрешность, вызванная несовершенством элементной базы преобразователя.Использование предлагаемого аналого-циФрового преобразователя выгодно отличает его от известного,55,так как позволяет повысить быстродействие и точность примерно в двараза при преобразовании аналоговойинФормации В код,40 Покажем, что предлагаемый преобразователь по сравнению с известным об 9 Ьладает повышенным быстродействием, Для преобразователей с совмещенным интегрированием, когда опорное напряжение интегрируется полностью во время интегрирования измеряемого напряжения, момент подключения опорного, напряжения на вход интегратора определяется условиемХТ.=1= г-Г.а,г" ю,1= 1 Как .видно, уравнение (7) аналогично уравнению (3). Однако Снесколько меньше 1, так как к большечто и приводйт к тому, что об; разуется участок длительностью когда интегрируется только опорное напряжение. Сравним быстродействие предлагаемого преобразователя и известного:изм. иэбестного х Т иэм. предлагаемого 2ясно филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул,Проектная,4