Аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрирования Советский патент 1989 года по МПК H03M1/52 

1

W

74

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для преобразования напряжения в цифровой код. Изобретение позволяет повысить точность преобразования. Это достигается тем, что в устройство, содержащее усилитель 1, ключи 3,4, блок 2 управления, интегратор 5, компаратор 10, генератор 8 импульсов, счетчик 15 импульсов, введены интегратор 9, ключи 11,12,13, триггеры 6,14, элемент И 7, компаратор 16. 2 ил.

г- 1

J7

8

Г

12 11

efius.1

20

Изобретение относится к измериельной технике, в частности к анаого-цифровым преобразователям, предазначенным для преобразования напря- ения в цифровой код.

Целью изобретения является повыение точности преобразования.

На фиг. 1 приведена временная ункциональная схема аналого-цифро- Q ого пpeoбpaзoвateля двухтактного нтегрирования; на фиг. 2 - времен- ые диаграммы его работы.

Преобразователь содержит усилитель 1, блок 2 управления, ключи 3, 4, интегратор 5, триггер-6, элемент 7, генератор В импульсов, интегратор 9, компаратор 10, ключи 11 - 13, триггер 14, счетчик 15 импульсов, компаратор 16.

Аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрирования работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 3j 4, 11, 12 разомкнуты, ключ 13 замкнут. 25 На выходах интеграторов 5, 9 напряжение равно 0. В начальный момент- времени t, вырабатьшается сигнал (фиг. 2а), открьшающий ключ 3. Начинается заряд интегратора 5 суммой преобразуемого напряжения и напряжения смещения U,. (фиг. 2в) . Заряд продолжается до моменту t, когда ключ 3 размыкается. При этом триггер 6 устанавливается в состояние, при котором замыкается ключ 4 (фиг, 26), Кроме того, сигнал с триггера 6, пройдя элемент 7, замыкает ключ 11, Начинается заполнение счетчика 15 . импульсами частотой f. , поступа- юпщми с первого выхода генератора 8 Прти разряде интегратора 5 до уровня Uji, (фиг,- 2в) в момент времени tq срабатьшает компаратор 10 (фиг, 2г), при этом триггер 14 опрокидывается, сигнал с его выхода через элемент 7 размыкает ключ 11. Начинается заряд интегратора 9 выходным напряжением интегратора 5 (фиг. 2д) и заполнение счетчика 15 импульсами частотой 0,5 f , Разряд продолжается до момен- та t, когда выходное напряжение интегратора 9 снизится до О и сработает компаратор 16, При этом триггер 14 опрокидывается, ключ 13 замыкается, а ключ 12 размыкается. Сигнал с выхода триггера 14 возвращает триггер 6 в исходное ростояние. Цикл преобразования заканчивается. Резульг

30

55

35

40

45

дя-

1451862

.тат преобразования, занесенный в- счетчик результата, определяется из выражения

t (t,- ц)„-«- (tj- tj) |2. (1)

Ввиду линейности входного напряжения интегратора 5 и с учетом того, что выходное напряжение интегратора 9

is .

и

вых мнт9

j.

dt О,

t, можно записать:

ts 4 4-3

чi(t.ц)

(2)

Заполнение счетчика 15 производится от генератора 8 через ключи 11 и 12, При замкнутом ключе 11 частота заполнения счетчика равна fо, при

замкнутом ключе

1 - if 2

На интер

вале t,- t, замкнут ключ 1 1, на интервале tj.- tj - ключ 12. В результате на вход счетчика 15 поступает N импульсов, причем

N „ (t

t ч + ) ь .-i 2 .

или с учетом (2) N «(Ц- t,)

где k - коэффициент преобразования, равный

k( и,м, ),

f .

J-.b f-f

-О и

ЭТСИЛ

Величины и условия

см ц

и и

CWi

выбираются

EI

icj°

1

Величина U,

см,

dt i и

CMj

./с учитывается путем предварительной записи в счетчик результата соответствующего кода.

Благодаря двойному интегрированию эталонного напряжения на интервале

tstj повышается точность определе-

Цния длительности интервала tg.. Повышение точности достигается за счет того, что длительность второго такта определяется не по мгновенному значению выходного напряжения интег