Аналого-цифровой преобразователь с коррекцией динамических погрешностей Советский патент 1974 года по МПК H03K13/17 

1

Изобретение отиоеится к области электроизмерительной и вычнслительной техники и может быть использовано для иреобразоваиия быстропзмеияющихся во времени непрерывных сигналов в цифровой код.

Известен аналого-цифровой преобразователь с коррекцией динамических погрешностей, содержащий сравнивающие устройства, преобразователь кода в напряжение, блок контрольных напряжений, схемы суммирования напряжений, логические схемы, генератор имиульсов и распределитель тактовых импульсов.

Однако в известном устройстве в момент, когда время переноса единиц в регистре триггеров разрядов соизмеримо с длительностью такта, не обеспечивается максимально возможное быстродействие, так как в этом случае необходимо учитывать время, нужное для изменения состояния триггеров разрядов регистра основного преобразователя кода в напряжение при коррекции д1П1амнческих погрешностей.

С целью увеличения быстродействия в предлагаемое устройство дополнительно введен преобразователь кода в напряжение, аналоговый выход которого подключен к схеме суммирования компенсирующих иаиряжеипй, а цифровой выход соедииен со входом цифрового сумматора, иа другой вход которого подключен цифровой выход основного преобразователя кода в напряжение.

Иа фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма состояний компенсирующего напряжения предлагаемого аналого-цифрового иреобразователя.

Предлагаемый преобразователь осуществляет преобразование изменяющихся входных сигналов в пятпразрядиый двоичный код.

Устройство работает следующим образом.

Преобразуемый сигиал подается иа входы основного сравнивающего устройства / и двух донолннтельиых сравинвающих устройств 2 и 3.

По сигналу запуска с генератора 4 тактовых Ьмизльсов иачинают поступать импульсы иа распределитель 5 тактовых импульсов, с шин; которого уиравляющие сигналы в определеиной последовательпости поступают на входы основного иреобразователя 6 кода в иаиряжение (ПКИ), дополиптельиого иреобразователя 7 и блока 8 коитрольных напряжепий (БКН). Происходит процесс аиалого-цпфрового поразрядного уравновешивания измеряемого нанряжения их компенсирующим нанряжеиием Uo,:, равным сумме выходных )1аиряже«ийбоц f/до ПКН6 и ПКП7, которое образуется иа выходе схемы 9 суммирования компенсирующих напряжений. При этом на каждом г-ом такте на второй вход дополиите ты1сгго сравнивающего устройства 2 и аналогичного сумматора /О поступает компенсирующее напряжение t/oit{t) и контрольные напряжение (i), а на второй вход сравнивающего устройства 3с аналогового вычитателя 11 поступает разность этих напряжений. Основной преобразователь 6 кода в напряжение работает как обычный ПКН в аналого-цифровом преобразователе поразрядного уравновешивания, вырабатывая иапряжеНИЯ Uo раз;рядов. Блок 8 контрольных напряженпн независимо от работы сравнивающих устройств на каждом такте преобразования последовательно выдает контрольное напряжение /к(). Дополнительный преобразователь 7 кода в напряжение вырабатывает компенсацнонное напряжение положительной ил1 отрицательной полярностп, равное С/ло() U.f, имеются .соответствующие команды со сравнивающнх устройств. Процесс уравновешивания измеряемого напряжения компенсирующим при f/o 5iabc :.{/;,« И к макс быть записан следующим образомf/o.(( A) акс Sa; 2-+2.«iK-2-, ..., l l(2 где U,,(L)LJ.(i)+U.(i-) + 1 прп и..- {i)U«(i)+U,o (/--1)1 О при +1 при I и,- (/) I I f/o (/) + С/до (/- 1) + U.{i)l 0 при Uo(i) +./до((-l) + t/H(n: I ) + f/д (-). Jf/HO. -f/K{OI -1 при (0 | |f/oiM KO + + /До(/-1) -t/b-{0 Здесь a; + 1, когда иа .г-ом такте срабатывает сравнивающее устройство /; дак + 1, когда срабатывают сравнивающие устройства / II 2 и с выхода схемы совпадений 12 поступает сигнал иа сложение Un,(i), шк - 1, когда не срабатывают сравнивающие устройства / и 3, и с выхода инверсной схемы совпадений 13 поступает сигнал на вычитание Uno{i). При преобразовании постоянного напряжения (фиг. 2) процесс уравновешивания происходит в обычном аналого-цифровом преобразователе поразрядного уравновешивания. В этом случае работает только преобразователь 6 кода в напряжение, а дополнительный преобразователь 7 не выдает напряжение на схему 9 су.ммнрования.:. В случае кодирования линейно-изменяющегося нанряжения величина и направление компенсирующего наиряжения С/ок изменяются (на фиг. 2 показан пунктирными линиями) таким образом, чтобы можно было следить в процессе преобразования за изменением Вхходиого напряжения. При этом работают оба преобразователя 6 и 7 кода в напряжение, а сумма их кодов, образуемая на цифрово.м сумматоре 14, соответствует к концу цикла преобразователя кодовому эквиваленту преобразующего напряжения. Динамическая ошибка при этом, равная разности 6х-(/ .V) - /7ок(), либо полиостью корректируется (при малых скоростях изменения входного сигнала), либо значительно уменьшается (ири больших скоростях изменения входного ). В нредлагаемол преобразователе не производится nepeiioc единиц в регистре триггеров разрядов иреобразователя 6 кода в нацряжение, а следовательно, время преобразования онре,а,еляется выражением r,,n .V(/cp+/,,..,), где .V -число разрядов преобразователя; / ср-время, необходимое на проведение операции сравнения; /К.1-в|)емя, необходимое на переключение комиенсирующего ианряжения в преобразователе кода в нанряжение. Предмет изобретения Аиалого-цифровой иреобразователь с коррекцией динамических погрешностей, содержащий сравнивающие устройства, иреобразователь кода в наиряженне, блок контрольных наиряжений, схемы су.ммирования напряжений, логические схемы, генератор имиульсов и распределитель тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него дополнительно введен преобразователь кода в нанряжение, аналоговый выход которого подключен к с.хеме суммирования компенсирующих напряжений, а цифровой выход соединен с входом цифрового сумматора, на другой вход которого подключен цифровой выход основного преобразователя кода в напряжение.