АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03M1/52 

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий дифференциальный и интегрирующий усилитель, блок сравнения, источник образцового и опорного напряжений, электронный переключатель. Принцип действия этого устройства основан на том, что интеграл от входного преобразуемого напряжения компенсируется разностью интегралов от двухполярных импульсов обратной связи одинаковой амплитуды.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Достигается она тем, что в предлагаемый преобразователь введен генератор тактовой частоты, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, соединенного с выходом электронного переключателя.

Па фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая его работу в установившемся состоянии.

Преобразователь содержит интегрирующую RC-ii&nb, состоящую из резистора / и конденсатора 2, дифференциальный интегрирующий усилитель 3, блок сравнения # с переключаемым порогом срабатывания, источник образцового и опорного напряжений 5, электронный переключатель 6, генератор тактовой частоты (ГТП) 7, цифровой измеритель временного интервала 8.

В данном устройстве используется один блок сравнения с переключаемым порогом срабатывания. Па один из входов этого блока подается выходной сигнал с дифференциального интегрирующего усилителя 3, а на другой вход - опорное напряжение с электронного переключателя 6, который, изменяя полярность образцового напряжения, одновременно переключает полярность опорного напряжения. Кроме того, на второй вход блока сравнения 4 поступает тактирующий сигнал в виде коротких разнополярных импульсов, получаемых путем дифференцироваиня сигнала генератора тактовой частоты 7, имеющего форму меандра.

На временной Д1 аграмме (фиг. 2) показаны картины происходящих процессов для случаев отрицательных и положптельных входных напряжений L/X.

При преобразователь работает следующим образом.

Предположим, что в данный момент электронным переключателем 6 на вход подключено положительное образцовое напряжение . При этом напряжение па выходе интегрирующего усилителя изменяется по закону:

.(/Со(6„-и..-)г

(1)

- (1 - Ко) С

где /Со - коэффициент усиления уснлителя. В процессе интегрирования (см. интервал времени TI для верхней части диаграммы на фиг. 2) на вход блока сравнения 4 приходит положительный тактирующий импульс. Этот импульс состояние блока сравнения не изменяет, поскольку в течение интервала TI ко входу блока подключено положительное опорное напряжение Uon, и поэтому положительный тактирующий импульс лищь подтверждает его состояние. В момент прихода отрицательного тактирующего импульса (коиец интервала Ti), срабатывает блок сравнения, поскольку при этом суммарный сигнал на его втором входе (+ оп-Ufnu), где t/mu - амплитуда отрицательного тактирующего импульса оказывается меньщим по уровню, чем действующий на первый вход блока сравнения выходной сигнал интегрирующего усилителя. После срабатывания блок сравпения 4 остается в этом положении, так как в момент срабатывания электронный переключатель 6 меняет полярность опорного напряжения. Одновременно переключается полярность образцового напряжения и происходит разряд интегрирующего усилителя по закону: -ел- 0 (0 + ад. (,)RC Как только выходное напряжение усилителя достигает величины отрицательного опорного напряжения (конец интервала Т на фиг. 2), блок сравнения 4 срабатывает, оставаясь в этом состоянии, так как в момент срабатывания вновь меняется полярность опорного напряжения. Далее цикл работы повторяется. Очевидно, что в установивщемся состоянии постоянная составляющая напряжения обратной связи (с точностью до величины дрейфа усилителя) равна входному напряжению. Это значит, что в установившемся состоянии на интегрирующем усилителе заряд не накапливается. Функция преобразования для случая имеет вид: При имеют место аналогичные процессы с той лищь разницей, что рабочими являются положительные тактирующие импульсы, а фуикция преобразования имеет вид: Предмет изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий дифф еренциальный интегрирующий усилитель, блок сравнения, источник образцового и опорного напряжений, электронный переключатель, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введен генератор тактовой частоты, выход которого подключен к одному из входов блока сравнения, соединенного с выходом электронного переключателя.

.:.&.

Фиг 2