Следящий аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H03M1/48 

4

00 Ф

г14

Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной техни ке и может быть использовано в устройствах ввода аналоговой информации цифровых систем автоматического регу лирования.

Целью изобретения является повышение точности и функциональной надежности преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема следяющего аналого-циф pofioro преобразователя.

Следящий аналого-цифровой преобразователь содержит генератор 1 импульсов5 блок 2 сравнения, входную шину 3 цифроаналоговый преобразователь 4, счетчик 5, первый 6 и второй 7 элементы К, D-триггер 8, два элемента 9 и 10 задержки, сумматор 11, регистр 12, источник.13 смещения.

Устройство работает следующим образом.

Контур уравновешивания входного сигнала, состоящий.из блока 2 сравнеНИН, D-триггера 8, элементов И 6 и 7, реверсивного счетчика 5, дифроаналого вого преобразователя 4, источника 13 смещения, реализует классический алгоритм следящего уравновешивания, минимизируя с точностью до единицы младшего разряда разность iU межд входным сигналом UBX и сигналом о6 ратной связи Uoc U с/л + , где

Up - сигнал источника 13 смещения; Уцап сигнал цифроаналогового преобразователя , 4, Блок 2 сравнения анализирует знак разности ли и управляет состоянием D-триггера 8, устанавливая его при&и С и сбрасывая при Ы1 iO,

Работа D-триггера 8 синхронизирует ся 1-1мпульсами с выхода генератора 1 импульсов. Сигналы q и с с прямого и инверсного выходов D-триггера 8 управляют элементами 6 и 7 И, разрешая прохождение импульса генератора 1 через элемент 9 задержки или на суммирующий, или на вычитающий вход реверсивного счетчика 5, состояние которого при этом соответственно увеличивается или уменьшается на единицу. Код Nj, реверсивного счетчика 5 управляет цифроаналоговым преобразователем 4, который вырабатьшает аналоговый сигнал Х1цдр в q-Ng, где q - квант аналогового сигнала. Код Np поступает также на сумматор 11, где производится суммирование кода N

892

с сигналом ц с инверсного выхода D- триггера 8. Полученный код N( N + + с тактовым импульсом генератора 1 импульсов, прошедшим через элементы 9 и 10 задержки, записьюается в регистр 12, с выхода которого код N поступает на выход устройства.

Постоянному входному сигналу, лежа щему в диапазоне

UCM - ,U, + q(k+1),

соответствует автоколебательная последовательность значений кода N,:

М k,k+l, k, k+l,,.|

Фиксированное значение кода N Омин NO равновероятно может принадлежать двум последовательностям: Мц кМ.,, т,е, входной сигнал для N, k может лежать в диапазоне

UCM q(k-i) UB, и, + + q(k-n).

Таким образом, код N представляет величину входного сигнала с погрешностью Sj, , равномерно распределенной в диапазоне

UCM - q

и.

+ q

CM ч - о CM

Эта погрешность присуща всем следящим АЩ1 с автоколебаниями выходно . кода,

Коррекция, производимая в суммато ре 11, ставит в соответствие каждой последовательности М,, кода Np единственное значение кода N, k + 1, Для коррекции используется дополнительная информация о направлении изменения кода в реверсивном счетчике, которая содержится в сигнале с инверсного выхода Б-триггера 8. При переходе кода NO от значения N k к значению NO k + 1 сигнал ( О, следовательно, N, Ng +tp k + 1. При переходе кода N от значения N k + 1 к значению Kg k сигнал (jJ 1, поэтому значение N, также равно k + 1.

Таким образом, коррекция кода реверсивного счетчика 5 сумматором 11 с использованием информации с выхода D-триггера 8 приводит к устранению автоколебаний выходного кода в режиме слежения и, следовательно, к повышению точности преобразования следящего АЦП.

31417

Погрешность преобразования входно - го сигнала при фиксировании значения кода N, равномерно распределена в диапазоне,

и.

S.

и,

с/л Ч -- I см

Для получения симметричной относительно входного сигнала статической характеристики следящего АЦП необкоди-|о МО выбирать V - l/2q. При этом noi- грешность преобразования минимальна:

5

- с,

Формула изобретения

Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор им пульсов, блок сравнения, первый вход которого является входной шиной, второй вход соединен с выходом цифро;- аналогового преобразователя, входы которого соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, о т

,

о

5

0 5

189

л и ч а ю щ и -и с я тем, что. с целью повьачения точности и функцио нальной надежности преобразователя, в него введены В триггер, два элемента яадержки, сзтматор, регистр, источник смещения, выход которого соедкнен с третьим входом блока сравнения, выход которого соединен с I-IH формационным входом D-триггера, тактовый вход которого объединен с входом первого элемента эадертгки и соединен с выходом генератора импулы сов, при этом выход первого алемен- та задержки соединен с первыт- и входч- ми первого и второго элементов И и с входом второго зле 5ента задержки, выход которого соединен с тактовьм входом регистра, прямой выход D-триггера соединен с вторым входом первого элемента К, а инверсный выход - с вторым входом второг р элемента И и первым входом сумматора, вторые вхоп- ды которого соединены с соо гветствую- щдаш выходами реверсивного счетчика, а вьисоды соединены с соответствующей информационньми входами регистраj выходы которого являются выходной шиной.

Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной техниг ке и может быть использовано в устройствах ввода аналоговой информации Цифровых систем автоматического регулирования. Целью изобретения являет- ся повышение точности преобразования, Поставленная цель достигается тем, Что в следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор I I импульсов, блок 2 сравнения, цифро- аналоговый преобразователь 4, ревер1сивный счетчик 5, первый 6 и второй 7 элементы И, введены D-триггер, два элемента задержки 9 и 10, сумматор 11 регистр 12, источник 13 смещения, что позволило равномерно распределить по- Q грешность преобразования. I ил. ®