Способ автоматического выбора диапазона аналого-цифрового преобразования и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК H03K13/18 

Lи

Фиг

2. Устройство автоматического выбора диапазона аналого-цифрового преобразовали я -, содержащее блок определения диапазона, аналого-цифро.вой преобразователь, выходы которого соединены с первыми выходнйми шинами, блок неинвертирующих усилителей, входы которых объединены и соединены с входной шиной, отличающе. е с я тем, что, с целью снижения динамичесокй погрешности преобразования, введены блок инвертирующих усилителей, блок мажоритарных элементов, выход которого соединен с вхо- .

дом аналого-цифрового преобразователя, а входы - с соответствующими входами блока определения диапазона и соответствующими выходами блока неинвертирующих усилителей и блока инвертирующих усилителей, первые входы которого соединены соответственно с шинами напряжения смещения,а вторые входы объединены между собой и соединены с входной шиной, при этом выходы блока определения диапазона соединены с вторыми выходными шиМЭМИ.

1. Способ автоматического выбора диапазона аналого-цифрового преобразования, включающий формирование первого ряда напряжений путем дис- кретного масштабирования преобразуемого напряжения, о т л и ч а и йс я тем, что, с целью снижения динамической погрешности преобразования, формируют второй ряд напряжений путем инвертирования преобразуемого напряжения, его дискретного масштс бирования. Смещения, полученных напряжений в соответствии с диапазоном преобразования, после чего осуществляют мажоритарную выборку из сформированных рядов напряжений с последующим преобразованием в циклический § код , а диапазон преобразования определяют путем сравнения между собой соответствующих дискретных значений напряжений сформированных рядов.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и може быть использовано в устройствах преобразования аналоговых сигналов в код. Известен способ автоматического выбора диапазона аналого-цифрового преобразования напряжения, который используется для исключения потери информации, и устройство для реализации этого способа, в котором с по мощью блока определения диапазона переключается чувствительность масштабирующего устройства СИ, Недостатком известного способа и устройства является наличие динамической погрешности, определяемой задержкой в блоке определения диапа зона и в переключении масштабирующе го устройства. Известен также способ автоматачеткого выбора диапазона аналогоцифрового преобразования, включающий формирование первого ряда напря жений путем диспертного масштабирования преобразуемого напряжения 2 Известно также устройство для его реализации, содержащее блок определения диапазона, аналого-цифровой преобразователь АЦП , выход которого соединен с первыми выходными шинами, блок неинвертирующих усилителей, входы которых объединен и соединены с входной шиной С 23. Недостатком данного способа и устройства является наличие динамической погрешности при переходе из одного диапазона измерения в другой во время измерения. Цель изобретения - снижение дина мической погрешности преобразования Цель достигается тем, что соглас но способу автоматического выбора диапазона аналого-цифрового преобра зования, включающему формирование первого ряда напряжений путем дискретного масштабирования преобразуе мого напряжения, формируют второй ряд напряжений путем инвертирования преобразуемого напряжения, его дискретного масштабирования, смещений полученных напряжений в соответствии с диапазоном преобразования, после чего осуществляют мажоритарную выборку из сформированных рядов напряжений с последующим преобразованием в циклический код, а диапазон преобразования определяют путем сравнения между собой соответствующих дискретных значений напряжений сформированных рядов. В устройство автоматического выбора диапазона аналого-цифрового преобразования, содержащее блок определения диапазона, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с первыми выходными шинами, блок неинвертирующих усилителей, входы которых объединены к соедены с входной шиной, введены блок инвертирующих усилителей, блок мажоритарных элементов, выход которого соединен с входом ана/ioroцифрового преобразователя, а входыс соответствующими входами блока определения диапазона и соответствующими выходами блока ненвертирующих усилителей и блока инвертирующих усилителей, первые входы которого соедиены соответственно с шинами напряжения смещения, а вторые входы объединены между собой и соединены с входной шиной, при этом выходы блока определения диапазона соединены с вторыми выходными шинами. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации предложенного способа; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит блок 1 неинвертирующих усилителей, блок 2 инвертирующих усилителей, блок 3 межоритарных элементов, блок 4 определени диапазона, АЦП 5. Выходы блока 1 неинвертирующих усилителей и блока 2 инвертирующих усилителей соединены с соответствую щими входами блока 3 мажоритарных элементов и блока 4 определения диа пазона, а выходы блоков 1 и 2 - с входной шиной, выход блока 3 мажори тарных элементов соединен с входом АЦП 5, выход которого соединен с первыми выходными шинами, вторые выходные шины соединены с выходом блока 4 определения диапазона. С помо11}ью блока 1 формируют напряжени U(-t|,U,j(t|,...,U(tb повторяющие форму входного напряжения с различными масштабами, а с помощью блока j фор мируют напряженияЦН),и|(;,,..,, ин версные по отношению к входному и смещенные на величины U,, , Ц от см. фиг. 2), Из полученного двойно го рлда различных напряжений выбира ют в каждый момент с помощью блока 3 мажоритных элементов срединное напряжение, которое на временной диаграмме выделено жирной линией. Каждый участок этой ломанной линии

lliJ

ш.2 соответствует своему диапазону входного сигнала с соответствующим масштабом. Инверсию четных участков нетрудно учесть на выходе АЦП 5, на вход которого поступает сигнал с блока 3 мажоритарных элементов, Если АЦП 5 работает в циклическом коде, то учет инверсии на четных участках осуществляется автоматически , при условии, что диапазон также кодируется в циклическом коде. Для определения перехода из первого поддиапазона во второй сравнивают напряженияи(и U(t| на компараторе в блоке 4, из второго в третий сравнивают U(-t) KU,(i:} и т.д. Сформированные сигналы компараторов подают на шифратор, расположенный в блоке 4, с которого снимают код поддиапазона. Таким образом, предложенные способ и устройство по сравнению с известными свободны от динамических погрешностей в момент перехода с одного диапазона на другой по тракту прохождения аналогового сигнал.а, что снижает общую динамическую по- грешность.