Преобразователь напряжения в код последовательного приближения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскид Социалистических Республик(23) Приоритет Н 03 К 13/17 Государственный иомнтет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Пензенский политехнический институт.,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в различных информационно-измерительных системах.,Известен аналого-циФровой преобра-5 зователь, содержащий блок суммирования блок коммутации, блок сравнения, источник эталонных напряжений (токов), регистры, состоящие из триггеров, и блок управления (1. 10Недостатком этого устройства является низкая точность.из-эа появления аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности суммирования напряжений5Цель изобретения - повышение точ, - ности преобразования.Поставленная цель достигается тем что в преобразователь напряжения в код последовательного приближения, 20 содержащий блок суммирования, блок коммутации, блок сравнения, источник эталонных напряжений (токов), первый и второй регистры, и блок управления, первый вход блока суммирования соеди Вен с клеммой преобразуемого напряже- ния, вторые входы блока суммирования соединены с первыми выходами блока коммутации, выход блока суммирования соединен с первым входом блока срав нения, первые выходы источника эта- лонных напряжений .(токов) соединены с первыми входами блока коммутации, вторые входы которого в каждом разряде соединены с выходами данного разряда первого и второго регистров, входы сброса в ноль первого и второго регистров соединены с выходом блока управления первые вхоры установки в единицу всех разрядов первого и второго регистров соединены с первым и вторым выходами блока сравнения.соответственно, в каждом разряде вторые входы установки в единицу первого и второго регистров соединены с соответствующим выходом блока управления, введен дополнительный блок суммирования, входы которого соединены с вторым выходом источника эталонных напряжений (токов) и с вторыми выходами блока коммутации, выход дополнительного блока суммирования соединен с вторым входом блока сравнения; причем, для повышения надежности, блок управления выполнен на основе генератора сигналов и элементов И-НЕ и И в каждом разряде, причем в каждом разряде входы элемента И-НЕ соединены с-инверсными выходами триггеров первого и второго регистров,выход элемента И-НЕ соединен с первыми входами установки в единицу триггеров последующего разряда первого и второго регистров и с инвер сным входом элемента И данного разряда, элементы И всех разрядов соединены последовательно и выход элемента И данного разряда соединен с третьими входами установки в "единицу" триггеров данного разряда первого и второго регистров, выход элемента И-НЕ последнего разряда соединен с входами установки в ноль триггеров первого и второго регистров, входы сброса н ноль триггеров первого и второго регистров соединены с входной клеммой устройства, выход генератора сиг налов соединен с входами синхронизации триггеров первого и второго регистров.Преобразователь напряжения в код последовательного приближения на 20 фиг. 1 содержит блок 1 суммирования, блок 2 коммутации, блок 3 сравнения, источник 4 эталонных напряжений (токов), регистры 5 и б, состоящие из триггеров, блок 7 управления и до- д полнительный блок 8 суммирования.Первый вход блока 1 сумми 1 йэвания соединен с клеммой 9 преобразуемого напряжения, вторые входы блока 1 суммирования соединены с первыми выходами блока 2 коммУтации, выход блока 1 суммирования соединен с первым входом блока 3 сравнения. Первые выходы источника 4 эталонных напряжений (токов) соединены с первыми входами блока 2 коммутации, вторые входы которого в каждом разряде соединены с выходами разрядов регистров 5 и б, входы сброса в ноль регистров 5 и б соединены с ныходом блока 7 управления, Первые входы установки в единицу 40 регистров 5 и б соединены с первым и вторым ныходами блока 3 сравнения соответственно. Вторые входы. Установки в единицу регистров 5 и б соединены с соответствующим выходом блока 7 управления, Первый вход дополнительного блока 8 суммирования соединен с вторым выходом источника 4 эталонных напряжений (токов), Вторыевходы дополнительного блока 8 суммирования соединены с вторыми выходами блока 3 коммутации. Выход дополнительного блока В суммирования соединен с вторым входом блока 3 сравнения.В устройстве используется алгоритм урфновешивания, в котором по результату сравнения преобразуемого напряжения Ох с эталонным напряжением Ц эталонные напряжения (токи) О могут быть суммируемыми как с преобразуемым напряжением Ц, так и,с эталон-ным напряжением Ц . При этом используются эталонные напряжения ЦРО/(2") одного знака.На фиг, 2 представлены диаграммы изменения напряжений ЦВХ и ЦЬХ,д 65 на входах 1 и 2 блока сравнения 3 впроцессе преобразования напряженийЦ и ЦХ при применении положительныхэталонных напряжений Ц . На чертежеобозначено/2ЬьМ где х(, х, х, х - коды результатов,сравнения напрямом иинверсном выходах блока. сравнения 3.Тождественный результат преобразования определенного напряжения н код может быть получен при применении только отрицательных эталонных напряжений О;На фиг. 3 представлены диаграммы изменения тех же самых величин, что и на фиг. 2, при применении отрицательных эталонных напряжений (токов) Ц; . На чертеже обозначеноЭЦ О -". х И а:и-%ЬХ.Л Х 4 1 +ф ВХ Х ." "(ОЧ;мВозможность получения тождественных результатов преобразования при применении только положительных или только отрицательных напряжений. Ц позволяет находить оптимальные схемные решения структуры устройства при использовании конкретных схемных элементов,Преобразователь напряжения в код последовательного приближения Работает следующим образом.Преобразуемое напряжение Цх и эталонное напряжение О, ,равное половине диапазона преобразуемого напряжения, блоком 1 суммирования,и дополнительным блоком 8 суммирования передаются на входы блока сравнения 3. Блок 3 сравнения вырабатывает сигналы результата сравнения х, и х, которые выдаются на прямой и инверсный выходы блока сравнения 3. Если ОХАЛО, сигнал х=1(х,тО) и в начале следующего такта преобразования на выходе дополнительного блока 8 суммирования присутствует напряжение Оз"- Ц,+ О/ которое далее сравнивается с йадряжением ЦХ. В случае Цх С Ц сигнал х= 1 (х" 0) в такте преобразонания на выход блока 1 суммирования передаетсянапряжение О = ОЦ П . Напряжение на нходах блока сравнения 3 Ц, и Ц далее вновь сравнивается и по результату сравненИя х эталонное напряжение Ц,/4 суммируется либо с напряжением О, (ХсО), либо с напряжением Цй, . На последующих тактах уравновешивания испол)ьзуются эталонные напряжения Цр 0, /4", величина которых уменьшается.такт уравновешивания. Одновременно сигналом логического нуля с выхоца элемента 14 И первого разряда запре. щается повторное изменение состояний триггеров 10 и 11 старшего разряда регистров 5 и 6. Аналогичным образом происходит разрешение занесения результатов сравнения х; и х; в триггеры 10 и 11 последующих и- разрядов и запрещение повторного изменения состояния триггеров 10 и 11 предшествующих - разрядов регистроь ф 5 и 6, После занесения результатов сравнения х и х в триггеры 10 и 11 последнего разряда и регистров 5 и 6 сигнал логической единицы с выхода элемента 13 И-НЕ последнего разряда 15 выдается на входы установки в ноль триггеров 10 и 11 всех разрядов регистров Б и 6. Далее в момент прихода очередного сигнала по шине синхронизации все триггеры 10 и 11 регистров Щ 5 и 6 переводятся в состояние ноль. Этому состоянию триггеров 10 и 11 регистров 5 и 6 соответствует такт определения старшего разряда кода, в котором преобразуемое напряжением сравнивается с эталонным напряженйем 0 Формула изобретения1. Преобразователь напряжения в 3 Ц код последовательного приближения, содержащий блок суммирования, блок хоммутаци;., блок сравнения, источник эталонных напряжений (токов), первый и второй регистры, и блок управления З 5 первый вход блока суммирования соединен с клеммой преобразуемого напряжения, вторые входы блока суммирования соеди".ены с первыми выходами блока коммутации, выход блока суммиро ванин соединен с первым входом блока сравнения, первые выходы источника эта;ейных напряжений (токов) соединены с первыми входами блока коммутации, вторые входы которого в каждом разряде соединены с выходами данногц разряда первого и второго регистров входы сброса в ноль первого и второго регистров соединены с выходом блока управления, первые входыустановки в единицу всех разрядов первого и второго регистров соединены с первым и вторым выходамиблока сравнения соответственно, вкаждом разряде вторые входы установки в единицу первого и второгорегистров соединены с соответствующим выходом блока управления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введендополнительный блок суммирования,входы которого соединЕны с вторым выходом источника эталонных напряженийтоков) и с вторыми выходами блокакоммутации, выход дополнительного блока суммирования соединен с.вторым входом блока сравнения.2,Преобразователь по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, блок управления выполнен на основе генераторасигналОв и элементов И-НЕ и И в каждомразряде, причем в каждом разряде,входы элемента И-НЕ соединены с инверсными выходами триггеров первогои второго регистров, выход элеменТаИ-НЕ соединен с первыми входамиустановки в единицу триггеров последующего разряда первого и второгорегистров и с инверсным входом элемента И данного разряда, элементы Ивсех разрядов соединены последовательно и выход элемента Иданного разрядасоединен с третьими входами установкив единицу триггеров данного разряда первого и второго регистров,выход элемента И-НЕ последнего разряда соединен с входами установки в,ноль триггеров первого и второгорегистров, входы сброса в нольтриггеров первого и:второго регистровсоединены с входной клеммой устройства, выход генератора сигналов соединен с входами синхронизации триггеровпервого и второго регистров.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 1129716,кл, 6 01 Э, 1962 (прототип) .790290 Филиал ППП Патент,г,Ужгород, улПроектная НИИПИ Закаираж 995 и 073/б исное