Аналого-цифровой преобразователь

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09) П 4) 5 А 1 М 115 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗС)1:.Р .ТЕЧИЯ Г 44 ИСАН 4 И ТЕЛ Ь СТВ". ово-экономиче на В,Кочан, В,М.Маркив виив и А.А.Саченко(57) Изобретение отно-измерительной О носится к информациантехнике, в частности к обретение относитсязмерительной технике зованодля преобразов д и индикации в цифрав ЭВМ напряжения пос о уровня.лью изобретения являчнасти преобразователруктурная схема устрона фиг. 1; эквивалентн ных тактов работы иэ к информации может быть ания в цифровой форме или тоянного тока анно-и исполь вой ко вдова ниэког тся оые ние я. йства изобраые схемы дляображены на жена аэли иг,2 фровой преобраэовате и 2, инвертор 3, инте е 4 и операционном ус ь 6 напряжения, накоп а конденсаторе 7. вх паратор 9, ключ 10, фор чных интервалов, опера 12, генератор 13 сч аогоаничивающие эле нные на резисторах, фль соАналого-ци держит ключи 1 на конденсатор ле 5, повт,.;рител ный элемент н усилитель 8, ком ватель 11 време ный усилитель импульсов, ток 14, 15, выполне оатор )лит- еителодно миро цион етны менты м АВТОРСКОМУ СВИ(71) Тернопольский фиский институт(56) Приборы и системМ 2, с. 14-16,Авторское свидетеМ 1411974, кл. Н 03 М преобразованию в ц 4)бравой код напряжения постоянного тока низкого уровня. Цель изобретения - пава)аение точности аналого-цифровога преобразования напряжения постоянного тока за счет облегчения режима работы интегратора - достигается тем, : та в устоойства дополнительно введены повториель н.,пряжения и второй операционный усилит;лв делитель напряжения, два да.айитель 444 х резистора, подключеных соатвегствен 4 а к т"етьему и четвертому ключам, устрой;:тва содержит первый и второй ключ 44, входной усилитель, источник опарногз напр.;же 4444 я, интегратор, выполнен.ый на опера ,ионном усилителе с обратной емкастной связью, компаратар, элементы дискретной техники, 4 ил. равате.4 ь 16 импульсов, источник обраэцовага напряжения (ИОН) 17, такоограничивающие элементы 18, 19 элемент И 20, токаограничидающие элементы 21, 22, ключ 23, =четчик 24, ключ 25, элемент ИЛИ 26.Цикл состоит из трех обязательных тактов - установки в исходное состояние (обнуление схемы, интегриравание входного сигнала, интегрР 4 равание сигнала источника опарнага напряжения.В исходном состоянии АЦП происходят обнуление интегратора и запоминание дрейфа усилителей 5, 8, 12 на конденсаторе 7. На ф 4 г. 2 приведена эквивалентная схема АЦП для ",гага такта, Под действием управляюцих:.4: .алов формирователя 11 вход усилител: =: 4,адк 44 ачается к общей точке схемы - ключ 1 разомкнут(закрыт), ключи 2, 10, 23, 25 замкнуты (открыты), Напряжение на выходе усилителя 8Оз = К БАРО, 1697265Учитывая, что 818 = В 19 и 821 = 822, получим01 т-2 В 19Следует отметить, что в первом тактеотсутствует ток, Компенсирующий дрейфусилителей через резистор 821, а во второмчеоез резистор Р 22. Это обусловлено работойключей 25 и 23, После достижения выходнымнаг 1 ряже 1 ием усилителя интегратора 5 исходного уровня, соабатывает компаратор 7,и второй такт заканчивается.Баланс зарядов на конденсаторе 4:2 51 ст И 1 сТхС 4 С 4где ти - длительность первого такта;гх - длительность второго такта.Отсюда 20х,= - +1 .Как видно из приведенной формулы, изцикла аналого-цифрового преобразованияисключены практически все погрешности, 25обусловленные неидеальными операционными усилителями,По сигналу компаратора 9 формирователь 11 изменяет состояние своих выходови переводит схему в исходное состояние,Формирование отсчета в.счетчике 24происходит следующим образом.Нулевому преобразуемому напряжению на входе соответствуют строго заданные ИОН 17 и соотношением резисторов 18 35и 19 скорости изменения напряжения навыходе интегратора как в первом, так и вовтором такте, т.е, момент срабатываниякомпаратора 9 в этом случае заранее известен. Именно в этот момент изменяется напротивоположное состояние выхода 2 блока 11. Формирователь 16 импульсов реализует по отношению к сигналам компаратора9 и выходу 2 формирователя 11 функциюИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (т,е. пропускает через схему И 20 импульсы ГСИ 13, если этисигналы на входе формирователя 16 импульсов не совпадают),При отрицательном преобразуемом напряжении компаратор 9 срабатывает раньше поступления импульса с выхода 2формирователя 11, Чем меньше отрицательное напряжение, тем меньше импульсов проходит на счетчи 1,24. так как скоростьизменения напряжения на выходе интегратора приближается к скорости при нулевомпреобразуемом напряжении,При равенстве преобразуемого напряжения нулю моменты срабатывания компаратора 9 и выхода 2 формирователя 11совпадают, и импульсы на счетчик 24 не поступают. При положительном преобразуемом напряжении момент срабатывания компаратора 9 запаздывает по отношению к изменению состояния выхода 2 формирователя 11, что вызывает заполнение счетчика 24 соответствующим числом импульсов.Анализируя последовательность срабатывания компаратора 9 и выхода 2 формирователя 11 можно определить полярность преобразующего напряжения без использования анало 1 овых элементов,Таким образом, вводимые блоки и связи позволяют по сравнению с прототипом повысить точность аналого-цифрового поеоб. разования засчет повышения устойчивости схемы, т,е, сних,.ения влияния шумов и устранения склонности к самовозбуждению. Кроме того, они дают возможность использовать при построении интегратора более простые и дешевые усилители с малым коэффициентом подавления синфазной составляющей сигнала,Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, сод-ржащий первый и второй ключи, информационные входы которых явяются соответственно входной шиной и шиной нулевого потенциала, а выходы подключены к входу входного усилителя, источник образцового напряжения, первый и второй выходы которого через соответствующие последовательно соединенные первый токоогрвничиваю:ций элемент, выполне:-;ный на резисторе, и третий ключ, и второй токоограничивающий элемент, выполненный на резисторе, и четвертый ключ подключены к первому входу интегратора, выход которого через компаратор соединен с первым входом формирователя импульсов и первым входом формирователя временных интервалов непосредственно и через пятый ключ - с первым выводом накопительного элемента, выполненного на конденсаторе, второй вывод которого является шиной нулевого потенциала. а управляющий вход первого ключа обьединен с первым входом элемента ИЛИ и соединен с первым выходом формирователя временных интервалов и через инвертор подключен к управляющим входам второго и четвертого ключей, второй выход формирователя временных интервалов подключен к второму входу формирователя импульсов, вых;д когооого соединен с первым входом элес ента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, а второй вход - с выходом генератора счетных импульсов и обьединен с вторым входом формирователя временных интервалов, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющим входом пято 1697265то ключа и вторым входом счетчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с третьим выходом формирователя временных интервалов, выход - с управляющим входом третьего ключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены операционный усилитель, третий, четвертый, пятый и шестой токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, и повторитель напряжения, через который первый вывод накопительного элемента соединен с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с точками соединений первого резистора и третьего ключа и второго резистора и четвертого ключа, а между выходами источника образцовых на пряжений включены последовательно соединенные пятый и шестой резисторы точка соединения которых подключена к инвертирующему входу операционного усилителя.неинвертирующий вход которого соединен 10 с выходом входного усилителя, а выход подключен к первому выходу источника опорного напряжения, второй вход интегратора является шиной нулевого потенциала.1697265Составитель В,МахнановРедактор Б.Федотов Техред М,Моргентал Корректор М.О 3 арощи Заказ 4316 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 1 О 1