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

1

Изобретение относится к цифровым измерительным приборам с время-импульсным преобразованием методом двойного интегрирования и может быть применено в измерительной технике, автоматике, вычислительной технике.

Известны аналого-цифровые преобразователи двойного интегрирования, содержащие операционный усилитель, коммутаторы для поочередного подключения измеряемого и образцового напряжения и нуль-орган.

Однако известные устройства имеют низкое входное сопротивление, для повышения которого необходим входной усилитель и ограничение по точности.

С целью повышения точности работы устройство и увеличения его входного сопротивления в предлагаемом преобразователе цепь отрицательной обратной связи усилителя выполнена в виде катушки взаимной индуктивности с линейной магнитной цепью, одна из обмоток которой включена последовательно с выходом операционного усилителя и нуль-органом, имеюш,им токовый вход, а вторая - последовательно с входом операционного усилителя и источниками образцового и измеряемого напряжений.

На чертеже дано предлагаемое устройство.

Аналого-цифровой преобразователь содержит входные ключи / и 2, подключающие

к входу интегратора измеряемое и опорное напряжения, операционный усилитель 3, охваченный отрицательной обратной связью через катущку 4 взаимной индуктивности, которая имеет отводы, подключенные к переключателю 5 пределов измерения. Выход интегратора соединен с нуль-органом б, имеющим токовый вход. Нуль-орган служит для фиксации момента равенства нулю выходного тока.

0

Преобразователь работает следующим образом.

На интервале времени Го ко входу интегратора ключом 1 подключается напряжение f/.-, при этом выходной ток линейно нарастает, 5 достигая в конце интервала значения вых, В момент окончания интервала Го ключи 1 и 2 перебрасываются в положение П, образцовое напряжение С/о интегрируется, причем выходной ток линейно падает. В момент Г вы0ходной ток становится равным нулю и нульорган срабатывает.

Длительность интервала времени

г t/., М J,

М

25

где М - величина взаимной индуктивности

при интегрировании t/o; М - взаимная индуктивность катушки 4. Таким образом, опорной мерой в данном преобразователе является отношение взаимных индуктивностей, которое принципиально может быть выполнено гораздо более точно и стабильным, чем отношение сопротивлений. Погрешность от нелинейности кривой намагничивания отсутствует, если применена катушка взаимной индуктивности без сердечника. Для уменьшения габаритов используется магнитопровод, при этом данная погрешность может быть мала за счет рационального выбора материала и конструкции магнитопровода, а также динамического диапазона напряженности магнитного поля в сердечнике.

При измерении напряжения f/x в двухполярных АЦП используются два источника образцового напряжения с различными полярностями.

В предлагаемом устройстве возможно упрощение конструкции за счет применения одного источника образцового напряжения и выполнения обмотки образцового напряжения взаимной индуктивности со средней точкой, подключенной к потенциальному выводу усилителя. Причем в зависимости от полярности измеряемого напряжения образцовое напряжение подключается к одному из двух крайних выводов катушки взаимной индуктивности.

Расширение пределов измерения достигается путем изменения взаимной индуктивности

с помощью переключателя или иным способом. Может быть выполнена секционированной ,не только обмотка, соединенная со входом, но и обмотка, соединенная с выходом.

Входное сопротивление преобразователя получается высоким благодаря тому, что усилитель охватывается последовательной отрицательной обратной связью через взаимоиндуктивность и длительность прямоугольных импульсов напряжения Го4Сто.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь двойного интегрирования, содержащий операционный усилитель, .коммутаторы для поочередного подключения измеряемого и образцового напряжений и «уль-орган, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности работы устройства и увеличения его входного сопротивления, цепь отрицательной обратной связи усилителя выполнена в виде катушки взаимной индуктивности с линейной магнитной цепью, одна из обмоток которой включена последовательно с выходом операционного усилителя и пзль-органом, имеющим токовый вход, а вторая - последовательно с входом операционного усилителя и источниками образцового и измеряемого напряжений.