АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1969 года по МПК H03M1/46 

Известны аналого-цифровые .преобразователи, содержащие цифро-аналоговый преобразователь, ко входу которого подключен регистр памяти, а к выходу сравнивающее устройство, соединенное через релейный элемент с устройством управления, распределитель

ИМПуЛЬСОВ.

С целью повышения точности и быстродействия .предлагаемый .преобразователь снабжен время-импульсным модулятором, преобразователем временного интервала в число импульсов, счетчиком, вычитающим устройством. Входы модулятора подключены к выходам схемы сравнения и устройства управления, а выход соединен через преобразователь временного интервала в число импульсов со счетчиком, .выход которого связан с регистром памяти через вычитающее устройство, присоединенное к выходам распределителя импульсов.

Блок-схема преобразователя, приведенная на чертеже, содержит сравнивающее устройство ), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 2, регистр памяти 3 на триггерах 4, 5, 6, релейное устройство 7, подключенное к выходу срав.нивающего устройства 1, устройство управления 8, распределитель импульсов .9 на триггерах 10-13 и схемах совпадения 14-21, формирователь тактовых импульсов (делитель частоты) 22, время-импульсный

модулятор 23 (содержащий узел сравнения 24, двухпозиционный переключатель 25, интегрирующий конденсатор 26, сопротивление 27 заряда, схему совпадения 28, релейное устройство 29, ключ 30), преобразователь «временной интервал - число импульсов 31 (содержащий генератор прямоугольных импульсов 32 и ключ 33, счетчик 34 (на триггерах 35-37), устройство вычитания 38 (на схемах

совпадения 39-44), ключевое устройство 45, схемы совпадения 46-48 и собирательные схемы 49-51.

Схемы совпадения 14-21, 39-44 и 46-48 являются импульсно-потенциальными (их импульсный вход условно выделен утолщением), пропускающими положительный перепад на.пряжения и дифференцирующими его при наличии разрешающего (неотрицательного) напряжения .на потенциальном входе.

Через «О и «1 обозначены выходы триггеров, на которых в исходном состоянии (показанном на чертеже) имеются соответственно нулевой и отрицательный потенциалы.

Для простоты ключевые устройства 25, 30, 33 и 45 на чертеже изображены как контактные. Релейные устройства 7 и 29 являются фазочувствительными.

кнут, ключ 33 - разомкнут, ключ 45 находится в нейтральном положении.

В вычитающем устройстве 38 на схемы совладения 39, 41, 43, связанные с выходами «О триггеров 35-37 счетчика 34, нодан разрешающий иотенциал, а на остальные (связанные с выходами «1) - запрещающий. В расиределителе 9 открыты схемы совпадения 15, 16, 18 и 20.

По сигналу устройства управления 8 иодВИЖ.НОЙ контакт ключа 45 подсоединяется к формирователю тактовых импульсов 22, имиульсы с которого поступают на вход 52 распределителя 9, и начинается поразрядное уравновешивание измеряемого напрялсения (J стуиеиями компенсационного напряжения и к

После первого тактового импульса (поступающего через схему совпадений 15) триггер 10 -переходит в состояние «1, подавая разрешение через схему совпадения 17 на прохождение тактовых импульсов на вход триггера //. (Первый импульс проходит также через схемы 16, 18, 20 па входы триггеров 11--13 и подтверждает их состояпие, т. е. оставляет их в состоянии «О). Одновременно положительный импульс с выхода «1 триггера 10 поступает на вход схемы совпадения 39 и через нее и собирательную схему 49-на счетный вход триггера 4 регистра памяти 3. Триггер 4 опрокидывается, включая ступень 6к , где п - число разрядов ЦАП.

Если окажется, что 8 LK-6 0. то на шину перекомпенсации 53 с релейного устройства 7 через устройство 8 будет подан запрещающий сигнал, в противном случае подается разрешающий сигнал. Поэтому в первом случае (при срабатывании триггера 5) через схему совпадения 46 сигнал с выхода «1 триггера 5 не пройдет, и триггер 4 останется включенным, а во втором - триггер 4 будет сброшен в исходное положение.

Срабатывапие триггера 5 осуществляется следующим образом. Второй тактовый импульс с формирователя 22 попадает через схему совпадения 17 на вход триггера 11 и опрокидывает его. С выхода «1 последнего положительный импульс попадает на схему совпадения 4/ и па счетный вход триггера 5.

Аналогичным образом производится опрос других разрядов ЦАП. Предпоследний импульс распределителя 9, снятый с выхода «1 триггера 12, включает через схему совпадепия 43 триггер 6 регистра памяти 3, а последний импульс, снятый с выхода «1 триггера 13, подается на схему совпадения 48 и проходит через нее (и собирательную схему 51) или не проходит в зависимости от соотнощения входного и компенсирующего сигналов. Таким образом, по окончании режима поразрядного уравновешивания оказываются включенными некоторые триггеры регистра памяти 3, ЦАП 2 вырабатывает соответствующее напряжение компенсации, а все триггеры распределителя 9 переходят в состояние «1, противоположное исходному.

Одновременно последний импульс распределителя 9 попадает на устройство управления 8 (эта связь на чертеже не показана), которое подает на шину 53 разрешающий потенциал и переключает подвижной контакт ключевого устройства 45 в нейтральное положение. ЦАП переходит в режим слежения.

В этом режиме устройство работает следующим образом.

В зависимости от знака разбаланса е по сигналу устройства управления 8 сопротивление 27 подключается к источнику -Е (при

) или +Е (при ).. Кроме того, при триггеры 10-13 распределителя 9 сбрасываются в исходное состояние, а при остаются включенными. Пусть Тогда подвижной кон.

такт переключателя 25 будет подсоединен к источнику , а триггеры 10-13 распределителя 9 останутся в состоянии «1. Устройство управления 8 выдаст сигнал на схему совпадения 28, от которой сработает релейное

устройство 29, замыкающее контакт ключа 55 и размыкающее контакт ключа 30. Интегрирующий конденсатор 26 начинает заряжаться, а на вход 54 счетчика 34 поступают импульсы с генератора 32 (частота которых мпого выще

частоты тактовых импульсов).

В момент, когда е U , релейное устройство 29 выдает сигнал, ключ 30 замыкается, ключ 33 размыкается, .и число, набранное в счетчике 34, будет соответствовать . Одновременно сигнал поступает на устройство управления 8, которое подключает подвижной контакт ключа 45 к генератору импульсов 32, импульсы с которого поступают на вход 52 распределителя 9.

Первый импульс через схему совпадения 14 пройдет «а вход триггера 10 и вернет его в исходное состояние. (Этот же импульс проходит через схемы 17, 19, 21 и подтверждает состояние «1 остальных триггеров). Второй

импульс пройдет через схему 16 и возвратит триггер 11 в исходное состояние. Таким образом, триггеры распределителя поочередно переходят в состояние «О, и на их выходах «О появляются положительные сигналы, которые

поступают на импульсные входы схем совпадения 40, 42, 44, вторые входы которых подключены к выходам «1 триггеров 35-37 счетчика 34. Причем эти положительные сигналы пройдут через схемы совпадения только в

том случае, если соответствующие им триггеры 35-37 находятся в состоянии «1. Следовательно, число, записанное в счетчике 34, будет вычтено из числа, набранного в регистре памяти 5. (Операция «заема из старшего

разряда осуществляется с помощью схем совпадения 46-48 и шины перекомпенсации 53, на которую в режиме слежения подан разрешающий сигнал). После подключения подвижного контакта