АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1966 года по МПК H03M1/60 G01R23/06 

Известные аналого-цифровые преобразователи содержат нелинейный двухполюсник, нанример диод или триод, работающий при обратном смещении, охваченный емкостной обратной связью.

Они обладают высокой точностью, но схемы их сложны. Описываемый преобразователь имеет более простую схему. Его точность достаточна при использовании в качестве, нанример, блока телеметрической системы. Преобразователь допускает как ламповое, так и транзисторное выполнение. Работа схемы основана на использовании нелинейного полупроводникового двухполюсника, работающего в режиме обратносмещенного р-п-перехода на участке вольт-амперной характеристики, соответствующей отрицательному сопротивлению. В схеме применен усилительный каскад, вход которого связан с источником преобразуемого напряжения, а выход подключен к общей точке емкости и нелинейного двухполюсника.

На чертеже изображена принципиальная схема преобразователя (ламповый вариант).

Электронная лампа / включена по схеме линейного усилителя. К сетке лампы приложено постоянное напряжение Ug.,, величина которого подлежит преобразованию. К диоду 2 прикладывается прямоугольный импульс, обеспечивающий смещение рабочей точки диода

в обратном направлении, с калиброванной по максимально возможной величине преобразуемого сигнала длительностью. Амплитуда импульса и „ соответствует началу возникновения генерации (отрицательное сопротивление на вольт-амперной характеристике обратносмещенного р-п-перехода диода). При одновременном воздействии и U„ первый пик генерации, соответствующий по времени фронту запускающего импульса, шунтируется емкостью 3. При этом емкость, шунтируя ламповую нагрузку диода, мгновенно выводит его в режим большого тока. Поскольку сопротивление диода в этот момент мало, емкость 5 успевает за очень короткое время зарядиться почти до полной амплитуды запускающего импульса. При этом на обкладке, соединенной с диодом, образуется положительный потенциал, возвращающий диод в область малых напряжений и токов. Далее емкость 3 разряжается на ламповую нагрузку. Время разряда пропорционально сопротивлению лампы, которое меняется линейно в зависимости от входного напряжения U. Емкость разряжается до напряжения, разность которого с амплитудой запускающего импульса способна снова ввести диод в режим «больщого тока. Процесс этот многократно повторяется пока существует запускающий импульс. Частота повторения, а, следовательно, длительность и

число выходных импульсов линейно зависят от величины входного сигнала при условии работы на линейном участке анодно-сеточной характеристики ламны. Таким образом, формулу линейного преобразования можно записать:

I- вл-.

где л - число импульсов на выходе

k - коэффициент пропорциональности.

Может быть предусмотрено два выхода 4 и 5.

Амплитуда импульсов на выходе 4 по напряжению почти равна амплитуде запуска и,„, а ток определяется внутренним сопротивлением лампы и величиной сопротивления нагрузки в токовый выход сигнала, характеризуемый небольшим напряжением, но большим током и малой длительностью.

Сопротивление 7 в цепи емкости 3 выбирается небольшим, в случае применения в качестве нелинейного двухполюсника полупроводникового прибора малой ;мошности.

Величина его составляет 0,1-10 ом.

Вместо диода может быть применен транзистор в диодном включении, соответствующем высокому пробивному напряжению.

Предпочтительным является использование в качестве нелинейного двухполюсника переключающих диодов или переходов транзистора, имеющих большие пробивные напряжения, что хорошо согласуется с режимом анодного питании электронных ламп. Лампой может быть как триод, так и пентод.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий нелинейный двухполюсник, например диод или триод в диодном включении, работающий при обратном смещении, охваченный емкостной обратной связью, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в качестве нагрузки нелинейного двухполюсника, использован линейный усилитель, вход которого связан с источником преобразуемого напряжения, а выход подключен к общей точке емкости и нелинейного двухполюсника.