Устройство коррекции нуля анологоцифрового преобразователя Советский патент 1976 года по МПК H03K13/17 

1

Изобретение относится к аналого-цифровым преобразователям, применяемым в электроизмерительной технике.

Известно устройство коррекции нуля однотактного время-импульсного П|рео|бразователя, в котором коррекция нуля осуществляется лутем автоматического измерения уровня на входах усилителя или компараторов на величину напряжения дрейфа 1. Однако та.кое устройство имеет сложную структуру.

Известно также устройство коррекции нуля, содержащее три ключа, причем вход первого ключа соединен с шиной входного сигнала, вход второго - с общей щиной, а выходы первого и второго ключей соединены через усилитель постоянного тока с первым входом первого комшаратора, второй вход которого соединен с первым входом второго компаратора и выходом генератора линейно-изменяющегося напряжения, а выход - с первым входом схемы «И, второй вход которой подключен к выходу второго компаратора, третий вход - к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика, выход третьего ключа подключен к второму входу второго компаратора и к одной обкладке конденсатора, вторая обкладка которого соединена с общей щиной

2.

Такое устройство тоже имеет сложную структуру.

Цель изобретения - упрощение устройства. Это достигается введением в предлагаемой устройство управляемого источника тока, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, второй вход - с выходом второго компаратора, а выход подключен к входу третьего ключа.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит ключи 1, 2, усилитель постоянного тока 3, первый компаратор 4, второй компаратор 5, генератор линейно-изменяющегося напряжения 6, ключ 7, конденсатор 8, управляемый источник тока 9, схему

«И 10, генератор импульсов И, счетчик импульсов 12, причем вход ключа 1 соединен с шиной входного сигнала, вход ключа 2 - с общей щиной, а выходы ключей 1 и 2 соединены через усилитель постоянного тока 3 с первым

входом первого компаратора 4, второй вход которого соединен с первым входом второго компаратора 5 и выходом генератора линейно-изменяющегося напряжения 6, а выход - с первым входом схемы «И 10, второй вход которой подключен к выходу второго KOiMnapaтора 5, третий вход - к выходу генератора импульсов И, а выход - к выходу счетчика импульсов 12, выход ключа 7 подключен к второму входу второго компаратора 5 и одной обкладке конденсатора 8, вторая обкладка которого соединена с оощей шикои, первый вход улраЕляемого источника тока 9 соединен с выхадом первого ко шаратора 4, второй вход - с выходом второго KOMioaparopa 5, а выход подключен к входу ключа 7. Устройство работает в два та-кта. В первый такт происходит определепие напряжения суммарного дрейфа нуля усилителя постоянного тока 3 и компараторов 4, 5 и запоминание его на конденсаторе 8, соединенным с вторым входом компаратора 5. На время первого такта ключ 1 разомкнут, а ключи 2 и 7 замкнуты. Во время второго та,кта ключ 1 замкнут, остальные разомкнуты. На вход усплителя постоянного тока ,3 поступает исследуемое напряжение Ьх, и происходит его преобразование.

Автоматическая коррекция нуля производится следующим образом.

При поступлении импульсов пилообразного напряжения от источника линейно-изменяющегося напряжения 6 происходит срабатывание компараторов 4 и 5. Вход усилителя постоянного тока 3 при этом соединен с общей шиной через клю-ч 2. В этом случае результат преобразования, определяемый длитeЛxJHocтbЮ интервала времени между срабатываниями компараторов 4, 5, равен суммарному дрейфу нуля усилителя постоянного тока 3 и компараторов 4, 5. Для коррекции дрейфа нуля необходимо достичь такого состояния схемы, когда срабатывания компараторов 4, 5 происходят одновременно. Для этого по сигналам от ко.мпараторов 4, 5 управляемый источник тока 9 формирует импульсы тока, длительность которых равна длительности интервала времени между срабатываниями компараторов 4, 5, а направление тока определяется очередностью срабатывания компараторов, т. е. полярностью дрейфа. Импульсы тока от упра1вляемого источии-ка тока 9 через ключ 7 перезаряжают конденсатор 8, измеряя уровень срабатывания компаратора 5. Направление перезаряда конденсатора 8 выбирается таким, чтобы разность порогов срабатывания компараторов 4, 5 уменьшалась и, следовательно, длительность интервала времени между срабатываниями компараторов 4, 5 также уменьшалась. Крутизна нарастания напряжения на конденсаторе 8 при его перезаряде не должна быть больше крутизны пилообразного напряжения от генератора линейно-изменяющегося напряжения 6. При выполнении этих условий длительность интервала времени между срабатываниями компараторО:В 4, 5 в течение одного или нескольких тактов пилоооразного напряжения становится практически равной нулю, т. е. происходит коррекция нуля всего устройства. После коррекции нуля производится рабочий иреобразования. Ключ 1 замыкается, а ключи 2 и 7 размыкаются. Преобразуемое напряжение Их поступает на вход усилителя постоянного тока 3. Измерение длительности интервала времени, пропор10 ционального И, производится путем подсчета импульсов от генератора импульсов И счетчиком импульсов 12. Схема «И 10 при этом выполпяет роль селектора импульсов. Периодичность коррекции нуля определяется диапазоном изменения внешних условий и качеством примененных элементо1В.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет эффективно производить автоматическую корректировку нуля усилителя постоянного тока и компараторов АЦП при значительно меньшем объеме схемы устройства

Фор .м у л а и 3 о б р е т е и и я

5 Устройство .коррекции нуля аналого-цифрового преобразователя, содержащее три ключа, причем вход первого ключа соединен с шиной входного сигнала, вход второго - с обшей шиной, а выходы первого и второго ключей

0 соединены через усилитель постоянного тока с первым входом первого компаратора, второй вход которого соединен с первым входом второго компаратора и выходом генератора линейно-изменяющегося напрял :еНИЯ, а выход -

5 с первым входом схемы «И, второй вход которой подключен к выходу второго компаратора, третий вход - к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика, выход третьего ключа подключен к второму входу

0 второго компаратора и к одной обкладке конденсатора, вторая обкладка которого соединена с общей шиной, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него дополнительно введен управляемый источник то5 ка, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, второй вход-с выходом второго компаратора, а выход подключен к входу третьего ключа. Источники информации, принятые во вни0 мание при экспертизе.

1.Б. И. Швецкий. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом, Киев, «TexHffia, 1970, стр. 33-36.

2..Radio and Electronic Engineering, № 2, т. 40, 1970 (прототип).

Ux