Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1987 года по МПК H03M1/12 

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике, а именно к устройствам преобразования непрерывных сигналов.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя за счет упрощения преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП); на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс компенсации волн.

АЩ1 содержит частично поляризованную пластину 1, выходной преобразо10

ватель 2, первый входной прео бразова- вторым входным преобразователем 4,

Упругие волны,излученнь е вторым входным преобразователем 4, распро страняются в звукопроводе 6 в прот воположных направлениях. Упругая в на, распространяющаяся в направлен выходного преобразователя 2, преоб зуется им в электрический сигнал. Под воздействием этого сигнала фор мирователь 11 импульсов формирует электрический импульс, уменьшающий содержимое счетчика 12 на единицу, т.е. содержимое счетчика становитс равным 11,1 . .., 1 .

Вторая упругая волна, излученна

тель 3, содержащий п параллельных равной длинь и соединенных между собой электродов, где п определяется из максимальной величины преобразуемого

сигнала ,., и определяется как n-Uj( /ь, где & - минимальный шаг квантования; второй входной преобразователь 4, пересчетное устройство 5, звукопровод 6, которым может служить сама сегнетоэлектрическая пластина или другой акустопрозрачный материал шину 7 нулевого потенциала, входную шину 8, шину 9 эталонного сигнала, общий электрод 10, а пересчетное устройство выполнено на последовательно соединенных формирователе 11 импульсов и вычитающем счетчике 12 с выходными шинами 13.

Электроды входных преобразователей 3 и 4 и выходного преобразователя 2 в виде участков металлизации расположены на одной стороне пластины 1. На другую сторону пластины 1 нанесен общий электрод 10 в виде сплошного учартка металлизации, подключенный к шине 7 нулевого потенциала. В исходном состоянии вычитающий счетчик 12 обнуле н.

В момент времени, соответствуюш;ий начапу преобразования, по шинам 8 и 9 поступают импульсы-выборки преобразуемого и эталонного, сигналов соответственно. Посредством электромеханических входных преобразователей 3

и 4 эти сигналы преобразуются в меха- 50 нала

нические упругие волны. Импульсная характеристика первого входного преобразователя 3 является периодической, а второго преобразовате:5я 4 - однопериодной, причем импульсные характеристики этих преобразователей противоположны по фазе, что достигается подачей на входы преобразователей 3 и 4 разнополярных сигналов.

вторым входным преобразователем 4,

Упругие волны,излученнь е вторым входным преобразователем 4, распространяются в звукопроводе 6 в противоположных направлениях. Упругая волна, распространяющаяся в направлении выходного преобразователя 2, преобразуется им в электрический сигнал. Под воздействием этого сигнала формирователь 11 импульсов формирует электрический импульс, уменьшающий содержимое счетчика 12 на единицу, т.е. содержимое счетчика становится равным 11,1 . .., 1 .

Вторая упругая волна, излученная

0

5

0

5

0

5

распространяется в звукопроводе 6 в направлении первого входного преобразователя 3. При этом одна из упругих волн, излученная первым входным преобразователем, распространяется в звукопроводе 6 в направлении второго входного преобразователя. Через промежуток времени, определяемый расстоянием между преобразователями 3 и 4 и скоростью распространения волны в звукопроводе 6, взаимодействуют встречные упругие волны, излученные этими преобразователями.

Необходимо отметить, что общая энергия упругой волны, излученной преобразователем 3, равна энергии на его вход выборки сигнала Uj. Ц) j.; а энергия кагвдого периода этой упругой волны равна энергии упругой волны, излученной BTopFjiM входным преобразователем 4 при подаче на его вход выборки сигнала Uj, и .

Благодаря тому что обе упругие волны противоположны по фазе, происходит их вычитание до тех пор, пока не произойдет компенсация упругой волны, излученной преобразователем 4, В предельном случае, когда и и,, происходит полная взаимная компенса- ци я встречных упругих волн. В этом случае на вычитающий вход счетчика 12 импульсы не поступают, его содержимое сохраняется и соответствует упругому эквиваленту преобразуемого сигнала

и,,

12

Если U)( О, то на вход счетуика 1/ поступает п импульсов и его содержимое уменьшается до /0,0...,О/. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, позволяющие однозначно су- дить о процессе компенсации волн,Временная диаграмма соответствует случаю, когда , U 1 В, преобразователь 3 в этом случае содержит 3 электрода.

В момент времени t, , соответствующий началу преобразования, на шину 8 подается импульс амплитудой -2В, и на шину 9 - амплитудой +1В, Упругие волны, излученные преобразователями 3 и 4, распространяются в противоположных направлениях.

Обратная волна Б в дальнейшем преобразовании не участвует и поглощается, волна D, преобразованная формирователем 12 в электрический импульс, уменьшает содержимое счетчика 12 на единицу и его содержимое становится равным /ll/. Через проме

жуток времени t, , определяемый скоростью распространения упругой волны, в звукопроводе 7 происходит встреча волн А и С.

В дальнейшем происходит компенсация волны С волной А. В момент времени t амплитуда волны С становится равной , а в момент t происходит ее полная компенсация. Таким образом на выходной преобразователь 2 поступает остаток волны А, равный одному периоду, который преобразуется формирователем 11 в импульс, который, в свою очередь, уменьшает содержимое счетчика 12 до /01/, /2/,Q, что соответствует преоб разуемому напряжению U 2В.

Формула

4 зоб

р е т е н и я

10

f5

20 25

30

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий частично поляризованную сегнетоэлектрическую пластину, на одной стороне которой размещен общий электрод, подключенный к шине нулевого потенциала, а на другой стороне размещены выходной и первый входной преобразователи, выполненные соответственно в виде электрода и одинаковой длины группы электродов, подключенных к шине эталонного сигнала, и параллельных электроду выходного преобразователя, подключенного к входу пересчетного устройства, выходы которого являются выходными шинами, а также второй входной преобразователь в виде электрода подключенного к входной шине и параллельного электроду выходного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя за счет его упрощения, электрод второго входного преобразователя размещен между первым входным и выходным преобразователями, при этом электроды выходного и второго входного преобразователей выполнены одинаковой длины с электродами первого входного преобразователя.

Фиг.1.

VV../

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике, а именно к устройствам преобразования непрерывных сигналов. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя за счет его упрощения. Поставленная цель достигается тем, что обеспечивается взаимодействие упругих волн в акустопрозрачной среде путем использования однопериод- ной конструкции второго входного преобразователя и размещения его между первым входным и выходным преобразователями. 2 ил. со о ел 00 с

Wv

-

л

-ЭВфив. 2

Редактор И, Рыбченко

Составитель В, Солодова Техред М.Ходанич

Заказ 1641/55 ; Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко