Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H03M1/60 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к преобразователям напряжения в цифровой код с промежуточным преобразованием в частоту импульсов.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На фиг. 1 изображена .блок-схема АЦП; на фиг. 2 - схима генератора импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма работы АЦП.

АЦП содержит входные шины 1 и 2 для преобразуемого U и опорного Uo напряжений, шину 3 для пуска АЦП в работу, выходную шину 4 готовности результата преобразования, шины 5 и 6 старших и младших разрядов результата преобразования, переключатель 7, преобразователь 8 напряжения в

частоту импульсов (ПНЧ), с первого по четвертый счетчики 9-12, с первого по третий триггеры 13-15, с первого по пятый одновиб- раторы 16-20, регистр 21, распределитель 22 импульсов, первый 23 и второй 24 формирователи импульсов, генератор 25 импульсов, умножитель 26 числа импульсов, с первого по пятый элементы И 27-31, группу элементов И 32, с шестого по десятый элементы И 33-37 и с первого по четвертый элементы ИЛИ 38-41.

Генератор 25 содержит одновибратор 42, с первого по четвертый формирователи 43- 46 импульсов (стабильной длительности), первый 47 и второй 48 элементы И и элемент ИЛИ 49.

О5

сд

СО

J

О5

На временной диаграмме фиг. 3 обозначено: 50 - импульсы с выхода ПНЧ 8; 51 - импульс пуска АЦП; 52-54 - сигналы на единичных выходах триггеров 13, 15 и 14;

55- импульс переполнения счетчика 10;

56и 57 - временные интервалы работы элементов И 37 и 35.

В известном АЦП исключение влияния на результат преобразования изменения параметров АЦП достигается за счет выполнения цифровой коррекции с использованием поправочного коэффициента п. Величина п получается в результате измерения периода t0 частоты , получаемой при преобразовании с помощью ПНЧ опорного напряжения Uo, с помощью частоты / генера- тора импульсов, используемой для формирования . При измерении периода to tof-tio+n, откуда n f/Fo-n0. В АЦП с каждым импульсом вводится поправка п/п0, т. е. код Xn kUxTo(+n/no).

Поэтому Xa kUxNon0l/f (- -j-Jj1)

КиоПо

.Мо, где А - квант АЦП, Хп не UDЛ

содержит погрешностей от k и TQ.

Этот АЦП имеет ряд преимуществ при его использовании: получение результата преобразования с окончанием времени измерения То, простота синхронизации из-за начала То без временной задержки по импульсу пуска АЦП в работу и малые затраты времени (меньше 2 to) на определение поправочного коэффициента п. Но АЦП имеет недостаток, состоящий в ограниченной точности из-за наличия дополнительных погрешностей, которые в приведенном уравнении преобразования не показаны.

Анализ работы известного преобразователя показывает, что эти погрешности обусловлены несинхронностью работы ПНЧ, генератора импульсов и прихода импульса пуска АЦП относительно этих импульсов, а

20 последние два из них открыты сигналами 57 и 56, а переключатель из-за отсутствия сигнала на управляющем входе подсоединяет UQ к входу ПНЧ 8. Его выходные импульсы F0-kUo с периодом повторения to проходят через элемент ИЛИ 40 и запускают формирователь 23, который своим импульсом записывает в регистр 21 код п из младших разрядов счетчика 10 и код р из счетчика 12 и запускает формирователь 24, импульс которого проходит через элемент ИЛИ 39 и устанавливает в этих счетчиках код «О.

Начинается новый подсчет счетчиком 10 импульсов генератора 25, который имеет частоту f-NonoFo- При этом за время to в нем будет получен код (), а записываются

25 в регистр 21 только младшие разряды, в которых хранится код л и их емкость равна по- В счетчике 12 вновь с каждым импульсом FO начинают подсчитываться импульсы с выхода умножителя 26, прошедшие через элемент И 36, и к концу to будет получен

25

30

также ошибками квантования при получении 40 код р, величина которого будет определена

величин Х„ и п.

При формировании Хп ошибки квантования могут возникать в начале и в конце То-б| и 62, максимальные значения которых равны 61 +1, . Аналогичные ошибки возникают при формировании кода п-6з + 1, , которые при коррекции максимального результата преобразования приводят к наибольшим погрешностям

о , No «, No т

. Формирование То

ПоПо

также выполняется с погрешностью fo l/f, но она составляет незначительную часть от To(tu To/Non0). Поэтому в известном АЦП при общая дополнительная погрешность может достигать ±2 квантов ().

В данном АЦП погрешности 6i и б2 существенно уменьшаются за счет измерения их величин и выполнения дополнительной

45

ниже. Таким образом, с каждым импульсом FO в регистр 21 записываются величины п и р, образующие код пр, который соответствует изменяющимся во времени и от температуры параметрам элементов ПНЧ и используется в качестве поправочного коэффициента при получении окончательного результата преобразования.

Для исключения погрешности бз известного АЦП каждый импульс FO, проходя через элемент И 29, осуществляет запуск генератора 25, первый импульс которого возникает на выходе через интервал времени 1/f. Это обеспечивается благодаря выполнению генератора 25 по схеме фиг. 2, в которой по входному импульсу запускается одно- 55 вибратор 42. Его сигналы с выхода «О снимаются и запрещают работу элементов И 47 и 48 и выдачу импульсов на выход генератора 25. Одновременно запускается формирователь 46, а затем и 45, выходной

50

коррекции результата преобразования. Причем это выполняется с квантом, который в rjo раз меньше кванта известного АЦП. Уменьшение погрешности 64 известного АЦП достигается за счет уменьшения в раз кванта при измерении поправочного-коэффициента пр, а погрешность бз, также как и погрешность t&, при формировании Го исключается, так как генератор импульсов выполняется с внешним запуском.

АЦП работает следующим образом. В моменты времени, когда не выполняется преобразование Ux, определяется величина поправочного коэффициента пр и подготавливается значение r|i, характеризующее величину погрешности 6i известного АЦП и используемое для дополнительной коррекции результата, преобразования. Так как после окончания очередного преобразования триггеры 13-15 нахоятся в состоянии «О, то разрешена работа элементов И 29, 35 и 37,

0 последние два из них открыты сигналами 57 и 56, а переключатель из-за отсутствия сигнала на управляющем входе подсоединяет UQ к входу ПНЧ 8. Его выходные импульсы F0-kUo с периодом повторения to проходят через элемент ИЛИ 40 и запускают формирователь 23, который своим импульсом записывает в регистр 21 код п из младших разрядов счетчика 10 и код р из счетчика 12 и запускает формирователь 24, импульс которого проходит через элемент ИЛИ 39 и устанавливает в этих счетчиках код «О.

Начинается новый подсчет счетчиком 10 импульсов генератора 25, который имеет частоту f-NonoFo- При этом за время to в нем будет получен код (), а записываются

5 в регистр 21 только младшие разряды, в которых хранится код л и их емкость равна по- В счетчике 12 вновь с каждым импульсом FO начинают подсчитываться импульсы с выхода умножителя 26, прошедшие через элемент И 36, и к концу to будет получен

5

0

0 код р, величина которого будет определена

код р, величина которого будет определена

ниже. Таким образом, с каждым импульсом FO в регистр 21 записываются величины п и р, образующие код пр, который соответствует изменяющимся во времени и от температуры параметрам элементов ПНЧ и используется в качестве поправочного коэффициента при получении окончательного результата преобразования.

Для исключения погрешности бз известного АЦП каждый импульс FO, проходя через элемент И 29, осуществляет запуск генератора 25, первый импульс которого возникает на выходе через интервал времени 1/f. Это обеспечивается благодаря выполнению генератора 25 по схеме фиг. 2, в которой по входному импульсу запускается одно- вибратор 42. Его сигналы с выхода «О снимаются и запрещают работу элементов И 47 и 48 и выдачу импульсов на выход генератора 25. Одновременно запускается формирователь 46, а затем и 45, выходной

импульс которого через время l/f проходит через элемент ИЛИ 49 на выход генератора 25 и запускает формирователь 43. Длительность импульса одновибратора 42 выбирается в диапазоне от l/f до 1,5/f, a длительности импульсов формирователей 43-46 имеют стабильную величину 0,5/7, поэтому к моменту появления импульса формирователя 43 в элементе И 47 разрешена работа сигналом одновибратора 42 и он запускает формирователь 44, импульс которого проходит через элементы И 48 и ИЛИ 49 на выход генератора 25 и вновь запускает формирователь 43. На выходе генератора 25, начиная с первого импульса, формируются сигналы с частотой повторения /.

Каждый из этих импульсов поступает на вход умножителя 26, на выходе которого за время 1/7 формируется ро импульсов. Схема умножителя 26 может быть выполнена, например, на основе входного формирователя короткого импульса, работающего на линию задержки с отводами. Эта линия задержки может быть выполнена в виде отдельных секций с промежуточными формирователями и в ней должно быть ро элементов с тзад 1/р0/. Выходы всех элементов объединяются элементом ИЛИ на входе формирователя выходных импульсов умножителя 26.

Импульсы умножителя 26 проходят через элемент И 36 и подсчитываются счетчиком 12, имеющим емкость ро, поэтому с окончанием очередного временного интервала l/f в нем устанавливается код «О, а в момент окончания /0 - код р /тзад, где tp - интервал времени от последнего импульса умножителя до окончания to- Код р не изменяется до его записи в регистр 21, так как с окончанием to импульс FO запускает одновибратор 20, у которого сигнал на выходе «О снимается, и это запрещает прохождение импульсов умножителя 26 через элемент И 36 на вход счетчика 12.

В регистре 21 код п записывается в старшие разряды, а код р - в младшие, поэтому формируемый в нем код поправочного коэффициента пр имеет значение пр про+р, так как емкость его младших разрядов, как и емкость счетчика 12, равна р0. Величину Пр можно определить из уравнения преобразования периода to в код с помощью временных квантов l/f и тзад

/po/f : t0(n+n0)-+p, откуда f (п+п0)ро+р и пр про+р Щ0--п0ро.

Кцо

Значение поправки формируется в старших разрядах с емкостью т)о счетчика 11 и в счетчике 9. Эти счетчики устанавливаются в «О с каждым импульсом FO, проходящим через элемент И 35, и в них импульсы с выхода элемента И 37 при формировании г включают режим вычитания, так как ошибка б| известного АЦП имеет положи

тельный знак и при выполнении коррекции результат преобразования необходимо уменьшить на T)I.

Величина TJI получается в результате преобразования интервала времени to от очередного импульса 50 до начала преобразования по импульсу 51 пуска с помощью частоты /jj импульсов, снимаемых с лослед- него из младших разрядов счетчика 10. Использование для этого частоты f нецелесообразно, так как в качестве временного кванта при измерении t можно использовать значительно больший квант, чем l/f, равный

й по//т о, откуда f - -. Импульсы

v По

проходят через элемент И 37 на счетный вход первого из старших разрядов счетчика 11, в которых за /| получен код (), а в счетчике 9 - код (No-1) при условии,

ЧТО Т))0.

0 В АЦП приняты меры по исключению записи недостоверных кодов в регистр 21, возникающих от наличия переходных процессов при подсчете импульсов счетчиками 10 и 12. Эти моменты могут возникать при совпадении импульсов FQ с импульса5 ми / или с импульсом 51 пуска. Момент совпадения импульсов FO и / фиксируется элементом И 30, который запускает одновибратор 18. Его выходной импульс объединяется с импульсом FO в элементе ИЛИ 40 и сдвигает запуск формирователя 23 на время окончания переходных процессов в счетчике 10. Работа счетчика 12 прекращается по импульсу FO, как было показано, и за время импульса формирователя 23 переходные процессы в нем заканчиваются.

Запись недостоверного кода пр может произойти при совпадении импульса F0 с моментом пуска АЦП. Для исключения этого в АЦП установка кода «О в счетчике 10 осуществляется при помощи элемента И 31 и одновибратора 19, запускаемого

0 сигналом одновибратора 16, который в свою очередь запускается импульсом 51. Сигнал одновибратора 16, а затем сигнал 53 с выхода «1 триггера 15 запрещают работу элемента ИЛИ 40. Поэтому в случае запуска к этому моменту формирователей 23 и 24

5 происходит сначала запись в регистр 21 нового значения пр и только после этого на выходе элемента И 31 появляется импульс установки «О счетчиков 10 и 12, задержанный на время длительности импульса одно- вибратора 19.

Преобразования в АЦП начинаются по импульсу 51, который запускает одновибратор 16, а его импульс, кроме описанной установки «О в счетчиках 10 и 12, устанавливает в «1 триггеры 13 и 15. Сигнал

5 52 первого из них с помощью переключателя 7 подключает к ПНЧ 8 преобразуемое напряжение Ux, а сигнал 53 второго из них запрещает работу элемента ИЛИ 40 и разрешает прохождение импульсов ,c с

0

5

выхода ПНЧ 8 через элемент И 27 на вход распределителя 22 и через элемент ИЛИ 38 на счетный вход счетчика 9. В распределителе 22 с каждым импульсом Fx на выходах последовательно со сдвигам во времени появляются импульсы, которые проходят только через те элементы И 32, у которых на выходах от разрядов регистра 21 присутствуют сигналы «1. Поэтому в счетчике 11 выполняется поразрядное суммирование поправочного коэффициента пр с находящимся в 10 его старших разрядах кодом ()I) и его код увеличивается на пр с каждым импульсом Fx.

Емкость счетчика 11 по сравнению с известным увеличена в р раз и равна поро,

Первый импульс FO после То является /V импульсом с выхода ПНЧ 8 после начала преобразования, он как и все импульсы Fx суммируется в счетчике 9, образуя в нем код Nn(No-1+ЛО, он же запускает рас- 5 пределитель 22 для выполнения последней коррекции кода в счетчике 11 на величину пр. В счетчике 11 после этого будет получен код

пп поро- ( +т)2) - -f Nnp.

Этот же импульс проходит через элемент И 33, работа которого разрешена со снятием сигнала 52 на элемент ИЛИ 41 и далее, на триггеры 14 и 15, формируя, как показано,

-jГ Т ГГ J

поэтому значение кода тц в его старших раз- сигнал 54 об окончании преобразования и готовности результата преобразования, код коПоро

рядах соответствует величине T)Iдля

Ло

счетчика 11 со всеми разрядами. После

торого находится в счетчиках 9 и 11.

Длительность сигнала 54 равна to, так как второй импульс FQ после То проходит через

дет код п с величиной

прохождения первого импульса Fx ъ нем бу- 20 элемент И 29 и устанавливает в «О триггер 14. Благодаря тому, что при снятии сигнала 53 через элемент ИЛИ 40 запускаются формирователи 23 и 24, счетчики 10 и 12 устанавливаются в «О и в течение сигнала 54 в них будут сформированы новые значе/поРо | ч

п | (поро-Л ).

При увеличении этого кода с появлением

импульсов F, до величины п0ро происходит 25 ния пр. Это означает, что сразу после сигнапереполнение счетчика 11 и его выходной импульс через элемент ИЛИ 38 увеличивает код счетчика 9 на единицу.

Время преобразования TQ, как и в известла 54 можно начинать новые преобразования, о чем информирует снятие сигнала на шине 4.

Результат преобразования Хр сформироном АЦП, равно n0N0l/f и формируется с ван в счетчиках 9 и И, которые объединены

помощью счетчика 10 и импульсов / генератора 25. Импульс 55 переполнения счетчика устанавливает в «О триггер 13, его сигнал 52 снимается, от ПНЧ 8 отключается Uz и подключается UQ, измерение Ux в течение Го закончено.

Если импульс 55 совпал с импульсом Fx, то преобразование заканчивается по импуЛь- су с выхода элемента И 34, который проходит через элемент ИЛИ 41 и устанавливает в «О триггер 15 и в «1 триггер 14, формируя сигнал 54. По снятию сигнала 53 первого из них запускается одновибратор 17, который сигналом с выхода «О запрещает прохождение сигнала 54 через элемент И 28 на время выполнения последней коррекции на пр в счетчиках 11 и 9. По завершении

в общий счетчик, поэтому при условии, что в нем вес младшего разряда счетчика 9 равен единице, величина Хр равна Xp Nn- -nn/nopo, а с учетом значений Nn, пп и пр

35

f

40

j-4-7- - ----

р kn0Uoт) о

В этой величине No представляет собой единицу переполнения счетчика 9, и она в АЦП не используется, так как

fП1+Г12

Ло

На выходные шины 5 и 6 АЦП передается код X, состоящий из старших разрядов (шины 5), снимаемых с выходов разрядов

kUotio

этого с выхода элемента И 28 на шине 4 по- 45 счетчика 9, и из младших разрядов (шины 6), снимаемых со старших разрядов счетчика 11. В коде X младший разряд шины 6 имеет вес единицы, тогда младший разряд шины 5 и соответственно младший разряд счетчика 9 имеют вес т)о, поэтому результат преобразования равен

является сигнал готовности результата преобразования.

Если совпадение импульсов 55 и Fx не происходит, то выполняется формирование величины поправки , используемой для дополнительной коррекции результата преобразования с целью уменьшения погрешности 62 известного АЦП. Значение получается за время ti от окончания То до первого импульса FQ, и выполняется это аналогично

ны 6), снимаемых со старших разрядов счетчика 11. В коде X младший разряд шины 6 имеет вес единицы, тогда младший разряд шины 5 и соответственно младший разряд счетчика 9 имеют вес т)о, поэтому результат преобразования равен

X-Vftfa- +rtДля определения соотношения между -X

получению поправки . Поправка т)2 также55 и преобразуемым напряжением Их необховычитается из кода старших разрядовдимо в этом выражении подставить весчетчика 11, а в случае необходимостиличину N, получаемую в- результате преобразаема единицы с выхода старшего разрядазования Uo и Ux с помощью ПНЧ 8. В проона вычитается из кода счетчика 9.цессе преобразования учитывается время ра

Первый импульс FO после То является /V импульсом с выхода ПНЧ 8 после начала преобразования, он как и все импульсы Fx суммируется в счетчике 9, образуя в нем код Nn(No-1+ЛО, он же запускает рас- пределитель 22 для выполнения последней коррекции кода в счетчике 11 на величину пр. В счетчике 11 после этого будет получен код

пп поро- ( +т)2) - -f Nnp.

Этот же импульс проходит через элемент И 33, работа которого разрешена со снятием сигнала 52 на элемент ИЛИ 41 и далее, на триггеры 14 и 15, формируя, как показано,

-jГ Т ГГ J

торого находится в счетчиках 9 и 11.

Длительность сигнала 54 равна to, так как второй импульс FQ после То проходит через

элемент И 29 и устанавливает в «О триггер 14. Благодаря тому, что при снятии сигнала 53 через элемент ИЛИ 40 запускаются формирователи 23 и 24, счетчики 10 и 12 устанавливаются в «О и в течение сигнала 54 в них будут сформированы новые значения пр. Это означает, что сразу после сигнала 54 можно начинать новые преобразования, о чем информирует снятие сигнала на шине 4.

Результат преобразования Хр сформирован в счетчиках 9 и И, которые объединены

ван в счетчиках 9 и И, которые объединены

в общий счетчик, поэтому при условии, что в нем вес младшего разряда счетчика 9 равен единице, величина Хр равна Xp Nn- -nn/nopo, а с учетом значений Nn, пп и пр

f

j-4-7- - ----

р kn0Uoт) о

В этой величине No представляет собой единицу переполнения счетчика 9, и она в АЦП не используется, так как

fП1+Г12

Ло

На выходные шины 5 и 6 АЦП передается код X, состоящий из старших разрядов (шины 5), снимаемых с выходов разрядов

kUotio

счетчика 9, и из младших разрядов (шисчетчика 9, и из младших разрядов (шины 6), снимаемых со старших разрядов счетчика 11. В коде X младший разряд шины 6 имеет вес единицы, тогда младший разряд шины 5 и соответственно младший разряд счетчика 9 имеют вес т)о, поэтому результат преобразования равен

X-Vftfa- +rtДля определения соотношения между -X

и преобразуемым напряжением Их необхоботы ПНЧ 8: Tn t +To+t, за которое сформировано N импульсов в результате интегрирования Но в течение () и U в течение То

(tl+t2)+U,T0. Подставляя в это выражение значение

To noNo-jr, /,П1, и /,/32, полут f-i hп°

чаем

А/ ЫП Т11+Т12,, |Г/ N - R(Uo -f«O + t/JC -Г-)

/T|O/

С учетом полученного значения N величина X равна

Й#о1о Ј/х/Дт|,

Jo

где &q-U0/NoT o - квант АЦП, который по сравнению с квантом Д известного АЦП уменьшен в цо раз.

Для количественной оценки повышения точности в предлагаемом АЦП по сравнению с известным необходимо учесть погрешности при выполнении коррекций его погрешностей б, &2, $з и 64. Как и в известном АЦП

а

разряда кода X, откуда точность преобразования повышена в а раз, где

, 8к 2р0+т1о

Оценку а можно получить на примере построения АЦП с сохранением следующих параметров известного АЦП: (десять двоичных разрядов), максимальное значение , откуда т). Приняв 10 , что соответствует увеличению на три разряда счетчика 11, регистра 21, распределителя 22, а также трехразрядному счетчику 12 и умножителю 26 с коэффициентом восемь, получаем

15

2- 25- 2г

29 -2-г-з-ЮД

Поэтому точность увеличена более, чем в 10 раз. При этом счетчик 12, элементы 20, 26 и 36 должны работать с короткими вре- 20 менными тактами (тзад) и их необходимо выполнять на быстродействующих интегральных схемах, например на схемах эмит- терно-связанной логики серий 100 или 500.

Все это показывает, что при реализации предложенной схемы АЦП устранены недосошибки возникают от квантования измеряе- 25 татки известного АЦП и повышена точность

мых величин. При получении г в результате преобразования t благодаря запуску генератора 25 и установки в «О счетчиков 10 и 12, по импульсам F0 максимальная ошибка 6i имеет величину 1 с весом, младшего разряда X. Такая же ошибка 62 и в т)2 при преобразовании tz, так как с окончанием То в счетчиках 10 и 12 устанавливается код «О. При преобразовании to в поправочном коэффициенте пр также как и в п имеем погрешность , но с весом младшего разряда счетчика 11. Ошибки известного АЦП бз и /д отсутствуют, так как генератор 25 запускается ИМПуЛЬСОМ FQ.

Погрешности д и 82 при выполнении корпреобразования.

Формула изобретения

1. Аналого-цифровой преобразователь, 30 содержащий переключатель, преобразователь напряжения в частоту импульсов, с первого по третий счетчики, регистр, с первого по третий триггеры, генератор и распределитель импульсов, с первого по четвертый одновибраторы, первый и второй формирова- 35 тели импульсов, с первого по пятый элементы И, группу элементов И, с первого по третий элементы ИЛИ, выход первого из которых подключен к счетному входу первого

счетчика, первый вход - к выходу пере- рекции непосредственно входят в результат полнения треРтьего счетчика а второУй ВХРОД

объединен с входом распределителя импульсов и подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого объединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, третьего элемента ИЛИ и соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту импульсов, вход которого подключен к выходу переключателя, первый и второй информационные входы которого являются шинами преобразуемого и опорного напряжений, а управляющий вход соединен с первым 50 выходом первого триггера, первый вход которого подключен к выходу первого одновибпреобразования А, а погрешность 64 приводит к наибольшей погрешности б4 при преобразовании и входит в А с коэффиЛ Ло

циентом Пора

т. е.

про

45

Поэтому наибольшая ошибка в Л после выполнения коррекции равна

б б-;+б2/+б; -()Поро

ратора и объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с первым входом третьего триггера, с первым входом пятого элемента И и с входом четвертого одновибра- тора, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом

Если принять условие известного АЦП , при котором общая погрешность

равна , то Ј2±П. При этом

Ро

в 8„ единица соответствует весу младшего разряда счетчика 9, а в бк - весу младшего

а

разряда кода X, откуда точность преобразования повышена в а раз, где

, 8к 2р0+т1о

Оценку а можно получить на примере построения АЦП с сохранением следующих параметров известного АЦП: (десять двоичных разрядов), максимальное значение , откуда т). Приняв , что соответствует увеличению на три разряда счетчика 11, регистра 21, распределителя 22, а также трехразрядному счетчику 12 и умножителю 26 с коэффициентом восемь, получаем

15

2- 25- 2г

29 -2-г-з-ЮД

Поэтому точность увеличена более, чем в 10 раз. При этом счетчик 12, элементы 20, 26 и 36 должны работать с короткими вре- менными тактами (тзад) и их необходимо выполнять на быстродействующих интегральных схемах, например на схемах эмит- терно-связанной логики серий 100 или 500.

Все это показывает, что при реализации предложенной схемы АЦП устранены недостатки известного АЦП и повышена точность

татки известного АЦП и повышен

преобразования.

Формула изобретения

50

45

ратора и объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с первым входом третьего триггера, с первым входом пятого элемента И и с входом четвертого одновибра- тора, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом

установки нуля второго счетчика, а второй вход - с выходом второго формирователя импульсов, вход которого объединен с входом записи регистра и через первый формирователь импульсов подключен к выходу

выходы разрядов - с соответствующими входами младших разрядов регистра, первый выход третьего триггера соединен с входом второго одновибратора, четвертым входом третьего элемента ИЛИ, вторыми входами

третьего элемента ИЛИ, третий вход кото- 5 первого и шестого элементов И, третий вход

рого через третий одновибратор соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов и объединен со счетным входом

последнего подключен к второму выходу первого триггера и к первому входу десятого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом восьмого элемента И и подвыходы разрядов - с соответствующими входами младших разрядов регистра, первый выход третьего триггера соединен с входом второго одновибратора, четвертым входом третьего элемента ИЛИ, вторыми входами

первого и шестого элементов И, третий вход

последнего подключен к второму выходу первого триггера и к первому входу десятого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом восьмого элемента И и под

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к преобразователям напряжения в цифровой код - АЦП с промежуточным преобразованием в частоту, и может быть использовано в устройствах сбора аналоговой информации различных систем со средствами вычислительной техники. Недостатком известного и близкого по технической сущности и решаемой задаче АЦП является наличие ряда дополнительных погрешностей от квантования величин в процессе выполнения коррекции результата преобразования. Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет исключения и уменьшения этих погрешностей. АЦП содержит преобразователь напряжения в частоту импульсов, переключатель, три счетчика, регистр, распределитель импульсов, три триггера, четыре одно- вибратора, два формирователя импульсов, логические элементы И и ИЛИ. Новым является введение дополнительного счетчика, умножителя числа импульсов, одновибрато- ра, элементов И и ИЛИ, а также изменение некоторых взаимосвязей элементов прототипа, благодаря которым в АЦП часть погрешностей исключается, а часть уменьшается, как и его квант, что повышает точность преобразования. 1 з. п. ф-лы, 3 чЛ. А se (/

второго счетчика, выход переполнения кото- ю ключей к второму выходу второго триггера,

третий вход объединен с входом последнего из старших разрядов регистра, а выход соединен со счетным входом первого из старших разрядов третьего счетчика, выходы старших разрядов которого являются шиной

рого соединен с вторым входом первого триггера, а выходы младших разрядов - с соответствующими входами старших разрядов регистра, выходы которых подключены к соответствующим первым входам соответтретий вход объединен с входом последнего из старших разрядов регистра, а выход соединен со счетным входом первого из старших разрядов третьего счетчика, выходы старших разрядов которого являются шиной

ствующих элементов И группы, вторые входы 15 младших разрядов результата преобразовакоторых соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы - со счетными входами соответствующих младших разрядов третьего счетчика,

ния, и с входом управления вычитанием третьего счетчика, объединенным с одноименным входом первого счетчика, вход установки нуля которого соединен с выходом

вход установки нуля которого объединен с 20 восьмого элемента И, третий вход которого одноименным входом первого счетчика, выхо- подключен к второму выходу третьего тригге- ды разрядов которого являются шиной стар- ра и объединен с вторым входом третьего ших разрядов результата преобразования, элемента И, выход которого соединен с вхо- первый выход второго триггера подключен к дом запуска генератора импульсов и с вто- первому входу второго элемента И, второй рым входом второго триггера, а второй вход вход которого соединен с выходом второго 25 седьмого элемента И соединен с выходом одновибратора, а выход является шиной готовности результата преобразования, вход первого одновибратора является шиной пуска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введепереполнения второго счетчика.

ны четвертый счетчик, умножитель числа 30 формирователях импульсов, первом и втором

элементах И и элементе ИЛИ, выход которого является выходом генератора импульсов и соединен через первый формирователь импульсов с первым входом первого элемента И, второй вход которого подклювходы - с выходами соответственно шее- & чек к выходу одновибратора и объединен того и седьмого элементов И, первые входы с первым входом второго элемента И, а выход через второй формирователь импульсов подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с первым

импульсов, пятый одновибратор, с шестого по десятый элементы И и четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера и с вторым входом третьего триггера, первый и второй

которых объединены с первыми входами первого и восьмого элементов И и через пятый одновибратор подключены к первому входу

девятого элемента И, второй вход которого40 входом элемента ИЛИ, второй вход которого

через умножитель числа импульсов подклю-подключен через последовательно соединенчен к выходу генератора импульсов, а вы-ные третий и четвертый формирователи

ход - к счетному входу четвертого счет-импульсов к входу одновибратора, который

чика, вход установки нуля которого соединенявляется входом запуска генератора имс одноименным входом второго счетчика, апульсов.

ключей к второму выходу второго триггера,

третий вход объединен с входом последнего из старших разрядов регистра, а выход соединен со счетным входом первого из старших разрядов третьего счетчика, выходы старших разрядов которого являются шиной

младших разрядов результата преобразования, и с входом управления вычитанием третьего счетчика, объединенным с одноименным входом первого счетчика, вход установки нуля которого соединен с выходом

восьмого элемента И, третий вход которого подключен к второму выходу третьего тригге- ра и объединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вхо- дом запуска генератора импульсов и с вто- рым входом второго триггера, а второй вход седьмого элемента И соединен с выходом

восьмого элемента И, третий вх подключен к второму выходу трет ра и объединен с вторым вход элемента И, выход которого соед дом запуска генератора импульс рым входом второго триггера, а седьмого элемента И соединен

переполнения второго счетчика.

.

Фиг. 2

Я I I I 1 I I I I I I L 511

SI- 55 SB - 51

Фиг.З

П Г