ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГ ~ КОД Советский патент 1969 года по МПК H03M1/36 

Известны преобразователи аналоговых сигналов в код, в которых в качестве основного аналогового сигнала, передающего информацию от устройств управляемого объекта в управляющую вычислительную мащипу (УВМ), принят токовый сигнал с диапазоном изменепия О-5 ма. Известные параллельно-последовательные преобразователи имеют во входном устройстве прецизионные линейные усилители, быстродействие которых, как правило, значительно ниже быстродействия других прецизионных элементов, используемых в преобразователях аналог-код, что существенно увеличивает общее время преобразования. Кроме этого, прецизионные линейные усилители являются наиболее сложными устройствами преобразователя аналог- код. В предложенном параллельно-последовательном двухтактном преобразователе аналоговых сигналов тока в п-разрядный цифровой код, прецизионные линейные усилители отсутствуют, и он отличается от известных тем, что содержит диодные токовые ключи, вынолненные в виде соединенных катодами (анодами) диодов, между общими точками которых и общей шиной включены резисторы, причем аноды (катоды) одних диодов ключей соединены со входом всего устройства, аноды (катоды) других диодов соединены с управляющпм входом прецизионных ключей, катоды (аноды) диодов одного ключа соединены через прецизионный ключ со входом блока нульорганов, а катоды (аноды) диодов другого ключа подключены к выходу преобразователя код - ток и через прецизионный ключ - ко входу блока нуль-органов. Это существенно сокращает общее время преобразования и упрощает схему преобразователя. Схема преобразователя нриведена на чертеже, где обозначено: / - аналоговый вход преобразователя; 2 - диодный токовый ключ, работающий во втором такте преобразования; 3 - диодный токовый ключ, работающий в перво.м такте преобразования; -/-7 - полупроводниковые диоды; 8 п 9 - нагрузочные резисторы токовых ключей; 10 - преобразователь код - ток; У/ - сигнал записи кода Б регистр преобразователя; W, 12 и 13 - нрецизионные ключи сигналов напряжения; 14 - сигнал управления работой ключа 12; 15 - сигнал управления работой ключа 13; 16 - снгналы кода результата нреобразовапия; 17- дешифратор выходных сигналов блока нульорганов; 18 - блок нуль-органов; 19 - устройство уиравления блока эталонных уровней; 20 - сигнал пуска преобразователя; 21- сигнал передачи кода результата преобразования в цифровую часть УВМ. в известных преобразователях во входном устройстве используется прецизионный линейный усилитель с коэффициентом усиления, равным числу Р, где Р - основание системы счисления кода результата преобразования (обычно 2 или 10), а /( - число разрядов результируюндего кода, получае мых параллельно в каждом из тактов преобразования. При этом усилитель имеет два входа (вход сложения н вход вычитания) и включается межд) аналоговым входом / преобразователя и аиалоговым входом ключа 12. На вход вычитания подается сигнал обратпой связи с выхода преобразователя 10. Кроме этого, аналоговый вход ключа 13 соедииеп иепосредствеино с аналоговым входом У преобразователя. В предлагаемом преобразователе вместо прецизионного линейного усилителя во входном устройстве использован диодный токовый ключ 2, а между аналоговым входом / преобразователя и аналоговым входом ключа 13 - дополнительный диодный токовый ключ 3. При этом .уснление в Р раз токового сигпала разности между входным аналоговым сигналом и сигналом обратной связи с выхода преобразователя 10 выполняется в результате того, что отнонтение величин сопротивлений прецизионных нагрузочных резисторов 8 и 9 равно Р. Преобразователь работает следующим образом. По сигналу 20 пуска преобразователя устройство управления 19 вырабатывает такие уровни сигналов 14 и 15 первого такта преобразования, при которых открываются ключи , и , а ключи 2 и 12 закрываются. Следовательпо, в первом такте преобразования входной аналоговый сигнал тока проходит по цепи: вход 1 - диод 6 - резистор 9. При этом па аналоговый вход ключа 13 с выхода ключа 3 поступает сигнал наиряжеиия Ll, величина которого пронорциональна значению входного тока, т. е. . где R - величина сопротивления резистора 9. Через открытый прецизионный ключ J3 сигнал напряжения поступает на вход блока нуль-органов 18. После выдачи сигналов 14 и 15 через время, которое необходимо для окончания переходных процессов в устройствах (ключи .5 и 13 и нуль-орган 18} устройство управления 19 вырабатывает сигнал опроса блока 18. По этому сигналу выходные сигналы блока 18 после дешифрации в дешифраторе 17 поступают параллельио па входы регистра преобразователя 10 в виде К старших разрядов результируюш,его кода. По еигналу 11, вырабатываемому устройством 19 носле сигнала опроса блока 18, код результата первого такта преобразования записывается в регистр преобразователя 10, па выходе которого вырабатывается токовый сигнал обратной связи, необходимый для выполнения второго такта нреобразования. Одновременно с форл1ирование:м сигнала // устройство управления 19 измеияет уровни сигналов М и 15 для выполнения второго такта преобразования, но которым ключи 3 и 13 закрываются, а ключн 2 и 12 открываются. Тенерь входной токовый сигнал протекает по цепи: вход / - диод 4 - резистор 8. Однако из него вычитается сигнал тока с выхода преобразователя 10, величина которого ироиорциоиальиа коду, заиисанному в регистр этого устройства в первом такте преобразования. Таким образом, па аиалоговом входе ключа 12 устанавливается сигпал нанряжения Vz, величина которого нронорциональпа разпости входпого сигнала тока и сигнала обратной связи, т. е. . (/вх-/о.с), где /о.с- токовый сигнал обратной связи па выходе преобразователя 10, а множитель Р появляется вследствие того, что сопротивление резистора 8 в Р раз больше сопротивления резистора 9. Сигнал t/2 с выхода открытого ключа 12 поступает на вход блока 18. Через некоторое время, необходимое для окончания переходных процессов, вызванных переключением прецизиоииых элементов, устройство управления 19 вырабатывает очередной сигпал опроса состояния нуль-органов, по которому иа выходах дешифратора 17 вырабатываются уровни сигналов младших /С разрядов результируюш,его кода. Сигналы 16 всех разрядов кода результата преобразования могут быть переданы в цифровую часть УЕМ по сигналу 21, вырабатываемому устройством унравления 19. Сигнал 21 может быть использован для очередиого пуска преобразователя в циклическом режиме работы. Предмет изобретения Преобразователь аналог-код, содержащий блок нуль-органов, преобразователь код-ток, прецизионные ключи, дешифратор и устройство управления блоком эталонных уровней, отличающийся тем, что, с целью новышения быстродействия и унрощения устройства, он содержит диодные токовые ключи, вынолнениые в виде соединенных катодами (анодами) диодов, между общими точками которых и обидей шиной включены резисторы, причем аноды (катоды) одних диодов ключей соедииены со входом всего устройства, аноды (катоды) других диодов соедииепы с управляющим входом ирецизиоппых ключей, катоды (аподы) диодов одного ключа соединены через прецизионный ключ со входом блока нульорганов, а катоды (аноды) диодов другого ключа подключены к выходу преобразователя код-ток и через прецизионный ключ ко входу блока нуль-органов.

20

2