АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК G06J3/00 H03M1/36 

Аналого-цифровой преобразователь предназначен для использования в области цифровой автоматики и вычислительной техники.

Известный аналого-цифровой преобразователь но авт. св. № 239676 содержит младгиую и старшую группы пороговых элементов на ферритовых сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, опорное управляющее устройство, реверсивный регистр сдвига с запоминающими триггерами и генераторы эталонного тока.

В этом преобразователе младшая группа пороговых элементов в общем случае осуществляет преобразование разности между входным током и суммой больших квантов тока от генераторов эталонного тока, а старшая грунпа преобразует сумму больших квантов тока. При этом в младшей группе пороговых элементов при задании во входную цепь разности токов и нри подаче импульсов опроса при соответствующем смешении производится выбор соответствующего порогового элемента, на котором закодирован двоичный эквивалент действуюпдего тока. При это.м имеет место вероятность получения ложного результата. Это обусловлено тем, что нри нрохождении преобразуемым током всех возможных значений, заключенных в интервале между двумя соседними пороговыми элементами, имеет место одно граничное значение тока, нри котором должна

скачком прекращаться выборка предыдущего порогового элемента и осуществляться выборка соседнего с ним элемента. Это весьма трудно осуществить на практике даже при наличии абсолютно точно подобранных смещений на каждом элементе, характеристик элементов, параметров импульсов опроса. При наличии погрешности в задании смещения, разброса параметров характеристик элементов и их зависимости от окружающих условий, что всегда имеет место на практике, на границе перехода от одного порогового элемента к другому может иметь место либо их одновременная выборка, либо полное отсутствие выборки, что может привести к значительной ногрешости. Следует отметить, что данное замечание относнтся только к младшей группе, где изменение входного тока происходит непрерывно. В старшей группе этого не происходит, так как она кодирует образно изменяющийся эталонный ток, задаваемый от генераторов тока.

В предлагаемом аналого-цифровом преобразователе нреобразование в младшей грунпе осуществляется таким образом, что между соседними пороговыми элементами существует зона нечувствительности. При этом имеет место увеличение точности и надежности преобразования.

тельной схемы, схемы совпадения, одновибратора, ждущего генератора импульса опроса и элемента задержки), а также новых связей. Выход двоичного эквивалента младшей группы через собирательную схему связан со входом одновибратора, а его выход соединен с одним из входов схемы совпадения. Другой вход этой схемы связан через элемент задержки с выходом генератора импульсов опроса, а выход - со входом ждущего генератора кванта имнульса опроса. Выход последнего через диод подключен ко входу цепи опроса.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2- временная диаграмма, поясняющая принцип его работы.

Преобразователь состоит из младшей группы пороговых элементов 1, старшей группы пороговых элементов 2, опорного управляющего устройства 3, источника преобразуемого тока 4, генератора импульсов опроса 5, реверсивного регистра сдвига 6, запоминаюших триггеров 7, генераторов эталонного тока 8, входной цепи младшей группы 9, входпой цепи старшей группы 10, цепи опроса 11, цепей смещения 12, 13, совокупности выходных обмоток младшей группы 14, совокупности выходных обмоток старшей группы 15, собирательной схемы 16, одновибратора 17, схемы совпадения 18, ждущего генератора кванта импульса опроса 19, элемента задержки 20.

Отличительная особенность преобразователя заключается в введении между выходом двоичного эквивалента младшей группы пороговых элементов и выходом генератора импульсов опроса собирательной схемы, одновибратора, схемы совпадения, элемента задержки и между выходом схемы совпадения и цепью опроса - ждущего генератора кванта импульса опроса. Это позволяет повысить точность и надежность преобразования.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом. При подаче преобразуемого сигнала от источника тока 4 во входную цепь 9 младшей группы пороговых элементов ./ив цепь опорного управляющего устройства 3, а также при воздействии импульсов опроса с генератора 5 в цепь 11 и задании токов смещения в цепях 12 и 13 указанная группа в общем случае осуществляет кодирование разности между входным током и суммой эталонных токов, задаваемых от генераторов тока 8. Подключение каждого генератора тока осуществляется при переводе соответствующего запоминающего триггера 7 из нулевого состояния в единичное. Управление запоминающими триггерами осуществляется сигналами с выходов реверсивного регистра сдвига 6, который в свою очередь управляется сигналами с выходов опорного управляюо его устройства 3. При этом старшая группа пороговых элементов 2 кодирует сумму больших ,вантов эталонного тока. При достижении разностью токов величины, превышающей максимальный ток преобразования младшей

группы, опорное управляющее устройство вырабатывает сигнал на входе прямого сдвига задающей части реверсивного регистра сдвига 6. При этом происходит сдвиг единицы в прямом направлении и вырабатывается сигнал на установку в единицу следующего запоминающего триггера 7 с одновременным отпиранием связанного с ним генератора тока.

В результате во входную цепь 9 младшей группы пороговых элементов задается большой квант эталонного тока встречно действующему току, а во входную цепь 10 старшей группы элементов - согласно с действующим током. При уменьшении входного тока по достижении нулевого значения величины разностного тока опорное управляющее устройство вырабатывает сигнал, подаваемый на вход обратного сдвига задающей части реверсивного регистра сдвига 6. При этом происходит сдвиг единицы в обратном направлении и вырабатывается сигнал на установку в «О последнего из триггеров, находящихся в «1. При этом отключается связанный с ним генератор тока. Следует отметить, что выходные обмотки одинаковых разрядов 14 группы / и разрядов 15 группы 2 соединяются последовательно, образуя соответственно младшую и старшую части двоичного эквивалента. Формируется код за счет комбинированного расположения выходных об.моток на соответствующем нороговом элементе. Особенностью предлагаемого устройства является введение зоны нечувствительности между соседними пороговыми элементами в младшей группе. В результате устраняется вероятность получения ложного результата и существенно снижаются требования к разбросу пара.метров элементов и к стабильности их характеристик. При подаче импульсов опроса (см. фиг. 2,0) и в случае, если при действующем значении преобразуемого тока результирующий сигнал на пороговых элементах не попадает в зону нечувствительности между пороговыми элементами, происходит выборка элемента, на котором закодирован соответствующий двоичный эквивалент. При этом на выходе двоичного эквивалента младшей группы воспроизводится совокупность сигналов, соответствующая двоичному коду, которая проходит на выход собирательной схемы 16 (см. фиг. 2,0).

Под действием сигнала с выхода собирательной схемы запускается одновибратор 17, сигнал с которого (см. фиг. 2,г) подается на один из входов схемы совпадения 18. Следует отметить, что данный сигнал является занрещаюпдим для схемы совпадения. Эта схема вырабатывает сигнал только в том случае, если с выхода одновибратора подается разрешающий потенциал (при отсутствии генерации импульса), а па другой вход схемы подается задержанный импульс опроса (см. фиг. 2,6) с выхода элемента задерл ки 20. Очевидно, что при генерировании импульса с одновибратора на выходе схемы совпадения сигнал отсутствует и как следствие этого отсутствует сигнал

и на выходе ждущего генератора кванта импульса опроса. В результате в цепь опроса не задается дополнительно никаких сигналов. В случае, если при данном значении преобразугмого тока результирующий сигнал на пороговых элементах попадает в зону нечувствительности, то на выходе двоичного, эквивалента младшей группы сигнал отсутствует. При этом одновибратор не запускается и задержанный импульс опроса проходит на выход схемы совпадения (см. фиг. 2,(3). Под действием этого сигнала срабатывагт ждущий генератор кванта импульса опроса, сигнал с которого, равный кванту преобразуемого тока, подается в цепь опроса. При этом к действующей совокупности сигналов (за счет преобразуемого тока, тока смещения и импульса опроса) добавляется квант тока. В результате осуществляется выборка сосгднего старщего порогового элемента.

Сигналы на выходе двоичного эквивалента младшей группы пороговых элементов представлены на фиг. 2,ж.

Таким образом, за счет введения зоны нечувствительности менсду соседними пороговыми элементами повышается точность и надежность преобразователя.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь по авт.

св. 239676, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и надел ности преобразования, он дополнительно содержит схему совпадения, собирательную схему, элемент задержки и ждущий генератор кванта импульса

опроса, включенный между выходом схемы совпадения и входом цепи опроса, а между выходом двоичного эквивалента младшей группы пороговых элементов и выходом генератора импульсов опроса подключены последовательно соединенные собирательная схема, одновибратор, схема совпадения и элемент задержки.