АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к измерительной технике. Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий дифференциальный датчик, емкостный накопитель, источник стабильного напряжения, ключи, блок управления ключами, генератор цикла и преобразователь напряжения в код. Разрешающая способность устройства ограничена уровнем собственных шумов усилителя. Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь отличается от известного тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и разрешающей способности, в него введен широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен ко входу преобразователя напряжения в код, емкостному накопителю и общему входу дифференциального датчика. Два других входа последнего через ключи соединены с источником стабильного напряжения и общей шиной, управляющие входы ключей через блок управления ключами подсоединены к выходу широтно-импульсного модулятора. Схема устройства приведена на чертеже. Генератор цикла 1 формирует в определенной последовательности сигналы управления, которые подаются на преобразователь напряжения в код 2. Блок первичного преобразования 3 преобразуег разность параметров 4 И 5 дифференциального датчика в постоянно напряжение, появляющееся па емкостном накопителе 6 после переходного процесса, в ходе которого накопитель периодически зарял ается током, определяемым величиной параметра 4 дифференциального датчика, а разряжается током, определяемым величиной параметра 5 дифференциального датчика, под действием э.д.с. источника стабильного напряжения 7. Ключи 8 к 9 обеспечивают режимы заряда и разряда емкостного накопителя. Сигнал с емкостного накопителя подается на широтноимпульсный модулятор 10, который в зависимости от величины и полярности этого сигнала изменяет скважность прямоугольного напряжения, формируемого блоком // управления ключами. Это прямоугольное напряжение управляет ключами S и Я обеспечивая изменение длительности циклов заряда и разряда емкостного накопителя 6 при изменении разности параметров 4 н 5 дифференциального датчика. При равенстве параметров 4 и 5 датчика ток заряда емкостного накопителя 6 и ток его разряда одинаковы, напряжение на емкостном накопителе равно нулю, скважность напряжения, формируемого блоком 11, равна единице. При этом длительности зарядных н разрядных циклов одни и те же. При уменьшении параметра 4 и при увеличении параметра 5 зарядный ток нарастает, а разрядный уменьшается. На емкостном накопителе появляется напряжение полол ительной полярности, изменяющее скважность управляющего напряжения таким образом, что зарядные циклы удлиняются, а разрядные укорачиваются. Это приводит к росту напряжения на накопителе. В результате чувствительность схемы может быть повыщена на два-три порядка по сравнению с обычными мостовыми или дифференциальными схемами. Чувствительность схемы, определяемая крутизной характеристики щиротно-импульсного модулятора, может быть определена как для обычной системы с положительной обратной связью. Сигнал, появляющийся на емкостном накопителе, преобразуется в цифровой эквивалент одним из известных методов с помощью преобразователя напряжения в код.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий дифференциальный датчик, емкостный накопитель, источник стабильного напряжения, ключи, блок управления ключами, генератор цикла, преобразователь напряжения в код, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности, точности и разрещающей способности устройства, в него введен щиротно-импульсный модулятор, вход которого подключен ко входу преобразователя напряжения в код, емкостному накопителю и общему входу дифференциального датчика, другие два входа которого через ключи соединены с источником стабильного напряжения и общей шиной, управляющие входы ключей через блок управления ключами подсоединены к выходу щиротно-импульсного модулятора.