Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1978 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к измерению и преобразованию электрических сигналов, к устройствам регистрации в цифровой форме аналоговых сигналов на фойе случайных шумов. Известны аналого-цифровые преоб-. разователи, работа которых основана. на интегрировании полезного сигнала и преобразовании в цифровую форму с помощью амплитудно-временного преобразователя l. Однако они обладают низкой точностью. Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, триггер управления, делитель частоты и счетчик циклов преобразования, переключатель времени разверт ки, подключенный к делителю частоты, аттенюатор, соединенный с первым вхо дом устройства выборки с амплитудновременным преобразователем, и стробИ руемый генератор,соединенный с регистром результата преобразования 2, Такие аналого-цифровые преобразователи полезного сигнала на фоне слу чайных шумов обладают недостаточной точностью вследствие неполного использования времени развертки для ин тегрирования полезного сигнала.. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Это достигается тем, что преобразователь, содержащий последовательно соединенные 1 варцевый генератор, триггер управления, делитель частоты и счетчик циклов преобразования, переключатель времени развертки, подключенный к делителю частоты, аттенюатор, соединенный с первым входом устройства выборки с амплитудно-временным преобразователем, стробируемый генератор, соединенный с регистром результата преобразования дополнительно содержит второе устройство выборки с /амплитудно-временным преобразователем; вход которого соединен с выходом аттенюатора, а другой вход - с выходом триггера управления, двухвходовую схему ИЛИ, входы.которой подключены к выходам амплитудно-временных преобразователей, и второй делитель частоты, вход которого подключен к выходу стрсбируемого генератора, выход - к входу регистра результата преобразования, а управляющий вход - к переключателю времени развертки. На чертеже дана функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Аналого-цифровой преобразователь содержит кварцевый генератор 1, выход которого подключен к счетному входу триггера 2 управления. Выходы эт.ого триггера подключены ко вторым вхЪдам устройств 3 и 4 выборки, на первые входы которых через входной аттенюатор 5 подается преобразуемый аналоговый сигнал. Выходы устройств 3 и 4 выборки подключены ко входам ам.плитудно-временных преобразователей (АВП) б и 7 двухтактного интегрирования. Таким образом, на входах первого АВП б и второго АВП 7 поочередно присутствует входной сигнал,

Выходы АВП 6 и 7 подключены ко вхо дам схемы ИЛИ 8. Импульсы с выхода схемы ИЛИ 8. управляют работой стробйруемого генератора 9, на выходе которого формируются пачки импульсов.

Эта импульсная последовательность через управляемый делитель 10 частоты поступает на вход регистра 11 результата преобразования.

Сигнал об окончании каждого преобразования снимается с одного из выходов триггера.2 управления и через управляелшй делитель 12 частоты поступает на счетчик 13 циклов измерения. Цифровой код на выходе этого счетчика одновременно управляет разверткой. Коэффициенты деления управляегвлх делителей 10 и 12 частоты равны и устанавливаются переключателем 14 времени развертки.

в случае, когда длительность выборки минимальна и равна длительности одного цикла преобразования, коэффициенты деления управляемых делителей 10 и 12 устанавливаются равными единице, и в регистре 11 результата фиксируется код, соответствующий количеству импульсов, поступивших на его . вход за время одного цикла преобразования ,

На счетчик 13 числа циклов измерения при этом будут поступать импуль,сы после каждого цикла преобразования входного сигнала

Увеличение времени развертки в tn раз по сравнению с минимальным значением осуществляется установкой коэффициента деления управляемых делителей 10 и 12. При этрм длительность каждой выборки за счет управляемого делителя 12 увеличивается в И1 раа. т.е. за это время .развертки амплитудно-временные преобразователи б и 7 осуществляют m циклов преобразования. Причем, поочередное их подключение ко входному сигналу обеспечивает непрерывное его усреднение за все время выборки.

Количество импульсов на выходе стробируемого генератора 9 за время выборки при Зтом также возрастает в раз по сравнению с их .количеством за время одного цикла преобразования. Эти импульсы поступают на вход управляемого делителя 10 частоты, коэффициент деления которого также равен tn . Таким образом, управляемый делитель 10 осуществляет статистическое усреднение результатов tn преобразований, и на регистре 11 результата измерений фиксируется цифровой код, соответствующий среднему значению входного напряжения за время выборки. При этом характеристика преобразования АВП .остается такой же, как и при минимальной длительности выборки.

Наличие счетчика 13 числа циклов измерения, одновременно управляющего разверткой радиоспектрометра, обес-. печивает синхронное преобразование в цифровой код входного аналогового сигнала в соответствии с его изменением под действием развертки радиоспектрометра.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, триггер управления, делитель.частоты и счетчик циклов Преобразования, переключатель времени развертки, подключенный к делителю частоты, аттенюатор, соединенный с первым входом устройства выборки с амплитудно-временным преобразователем, и стробируемый генератор, соединенный с регистром результата преобразования, отличающийс я тем, , с целью повышения точности преобразования, он дополнительно содержит второе устройство выборки с амплитудно-временным преобразователем, один вход которого соединен с выходом аттенюатора, а другой вход с выходом триггера управления, двухвходовую схему ИЛИ, входы которой подключены к выходам ампЛитудно-временных преобразователей, и второй делитель частоты, вход которого подключен к выходу стробируемого генератора, выход к входу регистра результата преобразования, а управляющий вход - к переключателю времени развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.. Зеленин В.П. и др. 1024-канальный накопитель сигналов магнитного резонанса, - Приборы и техника эксперимента, М., 1968.

2. Техническое описание радиоспектрометра фирмы Varicnn .