Аналого-цифровой преобразователь с автоматической калибровкой

ОЛИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик и 919076(51)М. Кл,Н 03 К 13/20 Государственный комитет ао делаи изобретений и открытийОпубликовано 07, 01. 82 Бюллетень13 Дата опубликования описання 09. 0. 82(72) Авторы изобретения Г, Н, Трубников и Е. Н. Смирнов Особ Лени конструкторское бюро техничерадского ордена Ленина полите им, М. И. Калинина) Заявител 5 Й) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КАЛИБРОВКОЙ импульса и другим входом блока регулирования наклона, второй вход первого компаратора соединен с шиной преобразуемого напряжения, разрядные выходы счетчика соединены с соответствуоцими входами преобразователя интервал-код, а также через дешифратор - с входом синхронизации генератора пилообразного сигнала 1.Недостатком устройства является отсутствие компенсации погрешности компараторов. Кроме того, измеряемый интервал времени не синхронизирован с заполняющими его импульсами, что, как известно, влечет за собой увели- ценную погрешность квантования., Соединение генератора импульсов с входом счетчика через делитель частоты, с целью уменьшения погрешности квантования, увеличивает время преобразования, т.е. сужает пункциональные воэможности устройства.Известен аналого-цифразователь с автоматической вой преобракалибровкой,Изобретение относится к вычисли-, тельной технике и может быть исполь" зовано в цифровых измерительных приборах и системах числового программного управления, например, промышленными роботами.5Известен аналого"цифровой преобразователь с автоматической калибровкой, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного сигнала, первый компаратор и преобра О зователь интервал- код, последовательно соединенные генератор импульсов, цифровой счетчик и блок регулирования наклона, выход которого соединен с входом генератора пилообразного сигнала, формирователь импульса, выход которого соединен с входом сброса счетчика, второй и третий компарато- ры, лервые входы которых соединены с2 выходом генератора пилообразного сигнала, вторые входы соединены с соответствующими шинами опорных напряжений, а выход - с входом формирователя ои кибернетик:1ического3 91907 содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного сигнала, компаратор и преобразователь интервал-код, аналоговые ключи, соединяющие второй вход компаратора с шинами преобразуемого и опорных напряжений, последовательно соединенные генератор импульсов, цифровой счетчик и блок регулирования цастоты, выход которого соединен с входом управления 1 О частотой генератора импульсов, блок запуска, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, и блок управления, вход которого соединен с выходом компаратора, а выходы 15 соединены соответственно с входами управления аналоговых ключей, входом синхронизации генератора пилообразного сигнала, с вторым входом преобразователя интервал-код, с вторым входол 1 блока регулирования частоты и входом узла блока запуска, вход сброса счетчика и второй вход блока управления соединены с выходом внешнего таймера, выход генератора ил 1 пуль-. сов соединен с третьим входом преобФразователя интервал-код .21.Недостатком устройства является его сложность и ограниченные функциональные возможности. 30 Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь с автоматической калибровкой,. содержащий посг;едовательно соединен,-:ые генератор пилообразного сигнала, компаратор второй вход которо-о це." Д ргз а 1 алоговые ключи соединен с ши:-1 а1 и праобразуемОГО и опорных напряжений и преобразователь интервал-код,. последовательно соединенные генара- тОР ИМПУЛЬСОВ и СЦЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ выходы блока управления соеди нены со- " ответственно с входами управле 11 ия ана.ГОГОвых кл 10 чей, входом синхронизации генератора пигообразного сигнала и вторым входом преобразователя интервап-код, третий вход которого соединен с вдом генератора импульсов, введены блоки регулирования наклона и смещения, первые входы которьх соединень 1 с выходом компаратора, втс- рые и третьи входы соединены с соотВатгт УЮЩИЛИ УПРа ГГЯРЩлми дЫОДЯЛ 11 блока управления а выходы .- с входами ге-.ератора пигообразного сигнагаЦикл работы устройства совпадаетс циклом работы счетчика 8 и состоитиз фазы калибровки и Фазы измерения.В Фазе калибровки ко входу компа.о рагора 2 с помоцью аналоговых клюцейи б последовательно подключаются опорные напряжения Ч 2 и 1 1. Эталонные л 1 оменты времени Т 2 и Тб представлень парал 1 и калибровоцных импульсов, расположенных внутри соответствуЦель изобретения - упрощение устройства и расширение его Функциональ: ых возможностей,6 4входы блока управления соединены с разрядными выходами счетчика импульсов.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг, 2 - временные диа граммы работы устройства.Аналого-цифровой преобразователь с автоматической калибровкой содеря(ит генератор 1 пилообразного сигнала, компаратор 2, преобразователь 3 интервал- код, аналоговые ключи 1-6, генератор 7 импульсов, счетчик 8 импульсов, блок 9 управления, блок 10 регулирования наклона, блок 11 регулирования смещения.На временной диаграмме Фиг. 2 кривая 12 изображает импульс си нхронизации генератора 1, сформированный блоком 9; кривая 13 - выходной сигнал генератора 1; кривая 111 - сигнал на втором входе компаратора 2; кривая 15 - выходной сигнал компаратора 2; кривые 16 и. 17 - калибровочные импульсы, сформированные блоком 9 и поступающие на третий и второй входы блока 10 соответственно; кривые 18 и 19 - калибровочные импульсы, сформированные блоком-узлом 9 и поступающие на третий и второй входы блока 11; кривая 20 - импульс, сформированный блоком 9 и поступающий на вход преобразователя 3; моменты времени: Т 1 - начало прямого хода пилообразного сигнала; Т 2 - эталонный момент времени, соответствующий началу опорного интервала, Т 3 - момент подключения напряжения М , начало отсцета: Т 4 момент подключения спорного напряжения М 2; Т" - перед 1,ий фронт калибровочного импульса 16; тб - зталонный момент времени, соответствующий концу Опорного интервала; Т 7 - момент подключения Опорного напряжения М 1, на 1 ало ОбратноГО хода пилообразного си Гнала. ющих интервалов подключения опорныхнапряжений, Их расположение учитывает задержки и переходные процессыпри переключениях напряжений. Блоки 10 и 11 контролируют совпадениеэталонных моментов времени с соответствующими отрицательными фронтамисигнала 15 При наличии рассогласования фронта сигнала 15, например, с моментом Т 2, что отмечено пунктирнымилиниями, блок 11, в зависимости отзнака рассогласования, выделяет импульс совпадения, соответственно, ин версного значения сигнала 15 с импульсом 18 или сигнала 15 с импульсов 19. Воздействие импульса наблок 11 приводит к изменению его выходного напряжения и соответствующему смещению пилообразного сигналапо оси напряжений в сторону уменьшения рассогласования. Благодаря наличию в блоке 11 интегратора результатом действия блока 11 является прак отическое отсутствие статической ошибки совмещения контролируемых фронтов,Действие блока 10 аналогично,В фазе измерения к входу компаратора 2 подключается преобразуемое 25напряжение М и выполняется преобразование в код интервала, началокоторого задает отрицательный фронтимпульса 20, а конец - ближайший повремени отрицательный фронт сигна- ЗОла 15. При подсчете импульсов, заполняющих интервал, на вход счетчикапреобразователя 3 поступают импульсы, инвертированные по отношению кимпульсам генератора 7 и, следова-ЭБтельно, сдвинутые по отношению к началу интервала на половину их перио-.да, что обеспечивает минимально возможную для данной разрядности погрешность квантования, равную половине 4 в,веса младшего разряда. Использованиеполученного в счетчике 8 числа осуществляется в Фазе калибровки.При измерении абсолютных значенийразнополярных напряжений отсчет производится от середины фазы измеренийс выявлением знака напряжения. В этомслучае блок 9 формирует соответствующий импульс, задающий начало отсчета, а преобразователь 3 содержит блок выявления знака.Устройство более простое по сравнению с известным и имеет более широкие функциональные возможности.Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь с автоматической калибровкой, содержащий последовательно соединенные генератор пилообразного сигнала и ком" паратор, второй вход которого через аналоговые ключи соединен с шинами преобразуемого и опорных напряжений, и преобразователь интервал-код, последовательно соединенные генератор импульсов и счетчик импульсов, выходы блока управления соединены соответственно с входами управления аналоговых ключей, входом синхронизации генератора пилообразного сигнала и вторым входом преобразователя интервалкод, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения преобразователя и расширения его функциональных возможностей, в него введены блоки регулирования наклона и смещения, первые входы которых соединены с выходом компаратора, вторые и третьи входы - с соответствующими управляющими выходами блока управления, а выходы - с входами генератора пилообразного сигнала, входы блока управления соединены с разрядными выходами счетчика импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СИА Н 3961325,кл, 340-347, 1976.2. Патент США К 3665305,кл. 340-349, 1969 (прототип).919076 Составитель А, ТитоРедактор Е. Кинив Техред М. Надь емцик рре писное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна каз 2161/39 ВНИИПИ Го по д 113 ОЗБ, МТираж 954ударственного комитета СССлам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб.,