Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования мгн венных значений широкополосных сиг налов в цифровой код. Известен цифровой стробоскопический преобразователь,содержащий генератор строб-импульсов,смеситель, усилитель-расширитель,аналого-цифровой преобразователь, сумматор, гистр и цифроаналоговый преобразова тель, . Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная двумя преобразованиями в петле обратной связи. Устройство характеризуется низт lOfM быстродействием. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой стробоскопический преобраз ватель электрических сигналов,содер жащий смеситель, первый вход которо соединен с шиной входного сигнала, второй вход - с выходом цифро-аиало гового преобразователя и вторым вхо дом компаратора, третий вход - с вы ходом генератора строб-импульсов,а выход - с входом усилителя-расшири ля, выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с ---первым входом регистра последовательных приближений,вто рой Вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с выходом генератора ймпульсов, а выходы - с первыми входа ми сумматора, выходы которого подключены к входам цифро-аналогового преобразователя и входам регистра, а вторые входы - к выходам регистра, причем вход генератора строб-импульсов связан с первым выходом блока управления 2. Недостатком известного устройств является низкая точность преобразо ния, обусловленная зависимостью результата аналого-цифрового преобразова1шя выборки сигнала от частоты стробирования и существенным влияни ем нелинейности амплитудной характе ристики расширителя на результат преобразования. Цель- Изобретения - поилшение точ ности преобразования. Цель достигается тем,чтог цифров стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного , второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом компаратора, третий вход - с выходом генератора строб-импульсов,а выход с входом усилителя-расширителя, шаход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра Последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с выходом генератора импульсов, а выходы - с первыми входами сумматора, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, а вторые вхрды - к выходам регистра, причем вход генератора строб импульсов связан с первым выходом блока управления,снабжен дополнительным сумматором, первые входы которого соединены с выходами сумматора, выходы - с входами регистра, а вторые входы - с выходами регистра, причем управляющий вход усилителя-грасширителя подключен к третьему выходу блока управления. На чертеже показана структурная электрическая схема предпагаемого устройства. Устройство состоит из смесителя I, шины 2 входного сигнала, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3, генератора 4 строб-импульсов, блока 5 управления, усилителя-расширителя 6, Компаратора 7, регистра 8 последовательных приближений, генератора 9 импульсов, сумматора 10,дополнительного сумматора 11 и регистра 12. Первый вход смесителя 1 соединен с шиной 2 входного сигнала,второй вход - с выходом ЦАП 3 и вторым компаратора 7, третий вход - с выходом генератора 4 строб-импульсов, а выход - с входом усилителя-расширителя 6, выход которого подключен к первому входу компаратора 7, выходам связанного с первым входом регистра 8 последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 5 управления, третий вход - с выходом генератора 9 импульсов, а выходы - с первыми входами сумматора 10, И)1ходы которого подключены к входам ЦАП 3, а вторые входы- к выходам регистра 12, причем вход генератора 4 строб-им3 ,10 пульсов связан с первым выходом блока 5 управления. Первые входы дополнительного сумматора 11соединены с выходами, сумматора 10, выходы - с входами регистра 12, а вторые входы - с выходами регистра 12,1причем управляющий вход усилителя-расширите. ля 6 подключен к третьему выходу бло ка 5 управления. Устройство работает следующим обр|азом. При подаче на вход генератора 4 строб-импульсов запускающего сигнала с блока 5 управления на его .выходе формируются короткие импульсы, открывающие диоды смесителя 1. С выхода смесителя 1 импульс, амплитуда которого пропорциональна- разности мгновенного значения входного сигнала и выходного напряжения ЦДЛ 3, поступает на вход усилителя-расширителя б, запоминающего амплитудные значения сигнала на время аналого-цифро вого преобразования. Одновременно с запуском генератора 4 строб-импульсо блок 5 управления вырабатывает сигнал, по которому начинается цикл ана лого-цифрового преобразования в соот ветствии с программой поразрядного уравновешивания. Синхронизация регистра 8 последовательных приближений осуществляется генератором 9. Двоичная информация с выхода регистра 8, соответствующая амплитуде сигнала на выходе усилителя-расширителя 6, поступает на входы сумматора 10, на выходе которого к концу ци ла поразрядного уравновешивания-форм руется код, пропорциональный приращению сигнала на входе стробоскопического преобразователя. Суммирование кода приращения и кода, соответствукщего результату 5 аналого-цифрового преобразования предыдущей точки стробирования, происходит в сумматоре 11. По сигналу блока 5 управления двоичная информация с выхода сумматора 11 записывается в регистр 12, после чего регистр 8 последовательных приближений сбрасывается в нулевое состояние. Это приводит к тому, что на выходе сумматора 10 устанавливается двоичныйкод, а на шлходе ЦАП 3 напряжение, равное мгновенному значению напряжения в измеряемой точке. Одновременно с этим усилитель-расширитель 6 устанавтрается в режим Сброс При котором происходит быстрый разряд запоминающего конденсатора до нулевого потенциала. В предлагаемом устройстве расширитель Лак и смеситель всегда отрабатывает сигнал приращения, т.е. диапазон изменения сигнала на его KJXOIдё мал при малом шаге считывания. Это позволяет устранить погрешности, связанные с нелинейностью амплитудной характеристики расширителя,что обеспечивает повьшение точности преобразования. . Использование дополнительного цифрового сумматора позволяет уменьшить время хранения информации в рас ширителе до времени, равного длительности аналого-цифрового преобразования, т.е. независимо от частоты стробирования длительность расширенного импульса на выходе расширителя фиксирована. Это полностью устраняет зависимость результатовпреобразования от. частоты стробирования и, следовательно, повышает точность преобразования.

ЦИФРОВОЙ СГРОБОСКОПИЧЕСЮЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИШАЛОВ, содержащий смеситель, первый вход которого соедииен с шиной вход ного сигнала, второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом компаратора,третий вход - с выходом генератора строб-импульсов а выход - с входом усилителя-расширителя,-выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока упра вления, третий вход - с выходок генератора импульсов, а выходы - с первыми входаш сумматора, выходы которого подключены к входам ци4)оаналогового преобразователя, а вторые входы - к выходам регистра причем вход генератора строб-импуль сов связан с первым выходом блока управления, отличающийся тем,что, с целью повышения точности преобразования,он снабжен дополi нительным сумматором, первые входы которого соединены с выходами сум- . СП матора, выходы - с входаки регистра, а вторые входы - с выходами ре.гистра, причем управляющий вход усилителя-расширителя подключен к третьему входу блока управления.