Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H03K13/20 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ измерительные цепи, состоящие из ключевых Элементов, катушек шдуктивности патчика, образцового резистора, блок стабилизации параметров иамерительйых ключей с ключами на вхопе, счетч ж чггс- ла опросов гшеч датчика, реверсивный счетчик, .формирователь временного интервала, блок сравнения напряжений, селек« тор, нератор стандартной частготы, введены ЛШ1ИЯ задержки н блок, управления, причем выход блока сравнения вапряже- НИИ соединен с входом линии задержки, второй вход которой соединен ; выходом генератора стаядартной частоты, выход линии задержки соединен с ее установочным входом и вхоаоы блока выбора плеч датчика, выход счетчика числа опросов соединен с входом блока утфавления, выходы KoT-opotxi соеданены со счетч1жом числа опросов, с реверсиввык счетчиком, с блоком выбора плеч датчика и с формй рователем временнотчэ интервала, а оба плеча индуктивного датчика объединены на одном образцовом резисторе. На фиг. 1 представлена схема аналого цифрового гфеобразователя| на фиг, 2 « временные диаграммы, поясняющие его работу. Аналого ц15фровой преобразователь содержит тактовый генератор 1, соединенный с блоком 2 выбора плеч индуктавного датчика,счетчшсом 3 числа опросов плеч датчика реверсийным счетчиком 4 и формировагелем 5 временного интервала. Выходы блока 2 выбора плеч соедине с измерительными ключами 6i-2, которы натружены на апериодические цепи, состо ящие на сопротивлений линий связи 7. и 8, плеч индуктивного датчшса и образцового резистора 10, и ключами коахэрые вютючают выходы ключей на вход блока 12 стабилизации параметров измерительных ключей. Выход блока 12 включен на входы ключей , Вход блока 13 сравнения накфяжений подклЮ чен к образцовому резистору 10, а выход к блоку 2 выбора плеч датчика, счетчшсу 3 числа опросов и линии 14 за держки, Вьгход счетчика 3 включен на входы формирователя 5 временного инте вала и блока 15 управления. &л-. ход формирователя 5 временного интервала включен на вход селектора 16 аыход которого - на вход раверсийного счетчики 4. Выход линии 14 задержки включен на вход блока выбора плеч 2 и устгшовочный вход той же линии 14 за- 6 0А ержки. Выходы блока 15 управления ключены на входы блока 2 выбора плеч, четчика 3, реверсивного счетчика 4 и ормирователя 5 временного интервала, ыход генератора 17 стандартной частоты включен на входы селектора 16 и линии 14 задержки. Устройство работает следующим образом. В предлагаемом устройстве осуществляется поочередный опрос плеч индуктивного дифференциального датчика, результаты опросов плеч вычитаются в реBopciiBHOM счетчике. При этом использу- ется ОДНО сравнивающее устройство в намеритель}из х цепях обоих плеч датчика, что приводит к снижению температурной нограиности преобразователя, я повышения чувствительности преОбразования применяется многократный опрос плеч датчика с суммированием результатов опросов, однако без применения опросов одного к другому. В предлагаемом нреоб разователе каждый опрос измерительной цепи начинается при нулевых начальных УСЛОВИЯХ, После опроса плеча индуктивного датчика дается временная выдержка, необходимая для полного разряда энергии, накопленной в индуктивности во время опроса. Для обеспечения высокой точности преобразования временная выдержка формируется с помощью линии задержки, построенной на дискретных элементах (селектор, счетчик), обеспечивающих больщую стабильность по сравнению с аналоговыми. В начальный времени импульс генератора 1 через блок 2 замыкает ключи 6 и 11.( , одновременно приао дятся в исходное состояние счетчики 3 и 4, счетчик 4 включается на сложение, открываются временные ворота на выходе формирователя 5 временного интервала (фиг, 2), Через замкнутый ключ 6j напряжение питания подается через сопротивления линий связи 7j и 8 на соответствующее ему плечо индуктивного датчика 9-j и в апериодической LR цепи начинается переходный процесс. Напряжение с выхода ключа 6 подается через ключ 11| на вход блока 12 стабилизации, напряжение с выхода которого подается на вход ключа 6j , причем это напряжение меняется в зависимости от напряжения на выходе ключа 6, поддерживая его постоянным, В следующий момент времени напряжение на образцовом резистоое 1О становится равным зацанному опорному уров ню, срабатывает блок 13 сравнения напрпжевгий (фиг. 2), которое через блок 2 йакрыйает ключи 6i и 111. Одповременно импульс с выхода блока 13 сравнения поступает на входы счетчика 3 и линииз пержки 14. Начинается разряд энергии, накопленной в катушке индуктивности дат чика 9i за время опроса. Время, выделя емое на разряд, должно быть достаточным для полного разряда и опрепеляется с некоторым запасом линией 14 задержки. Селектор, входящий в ее состав, открывается импульсом с выхода блока 13 сравнения, и на вход счетчика, входящего в состав линии задержки, начинают поступать импульсы генератора 17, При заполнении этого счетчика нкгаульс с его выхода закрывает селектор на входе и через блок 2 выбора плеч открывает клю чи GI и 111, кроме того этим же импульсом счетчик линии задержки сбрасывается в начальное состояние. Все про™. цессы в измерительной цепи повторяются (фиг. 2). Число опросов плеча индуктивного датчика 9 определяется счетчиком 3 числа опросов. При его заполнении импульсами блока 13 сравнения сигнал с выхода счетчика 3 поступает на вход фо мирователя 5 и закрывает временные ворота на его выходе (фиг. 2), Тем самым прекращается пост тшенне импульсов генератора 17 через селектор 16 на вход реверсивного счетчика 4. В реверсивном счетчике сформирован код, который можно представить в виде () , где f - частота генератора 17, . fn - число опросов плеча датчика, Ты временной интервал, соответству ющий опросу плеча датчика, Ig - временной интервал, определяемый линией задержки. Одновременно сигнал с выхода счетчика 3 через блок 15 управления перево- дит реверсивный счетчик 4 в режим вычитания, сбрасывает счетчик 3 в исходное состояние и замыкает через блок 2 ключи 6г. и llg . Начинается опрос плеча индуктивного датчика 9, который осуществляется аналогично опросу плеча f (фнг. 2). По окончании опроса плеча датчика Og в ре версивном счетчике 4 форхшруется код, пропорциональный разности результатов опроса плеч дифференциального индуктивного датчтка, чтчнохченной на число опросов, (Tu-TL2). Время, определяемое линией задержки и одинаковое для обоих плеч , не влияет на конечный результат преобразования. Формула изобретения Анг1лого-- 1ифровой прескэразователь. содержащий тактовый генератор, блок выбора плеч дифференциального нипуктивного датчика, измерителтлые цепи, состоящие из ключевых элементов, катушек кшуктивности датчика, образцового ре- зтютора, блок стабнлизацнп параметров измерительлых ключей с ключами на входе, счеГ ик числа опросов плеч датчика, реверсивный счетшк, 1юрм фователь вре меннотх интервала, блок сравнения капряч(ений, селектор генератор етанцяртной частотыг о т л я чаю т и и с я тем, ЧТО; с целые повышения чувств 1тельности н точности преобразоваЕкя, в пего введены лт-пш задержки к блок уттравле- ния, причем выхоп блока сравнения на- пря::чсекий со&дниет: с входом задержки, второй вход которой соединен с Выходом генератора сташгартяой частоты, вькод линит задержки соединен с ее установочным входом и входом блока выбора 1шеч цатчтжа, выйод счетчика чис™ ла опросов coeniraeH с входом блока уп-равления, выходы которого соепинены со счетчиком числа опросов, с реверсивным счетчиком, с блоком выбора плеч датчика и с формирователем временного интервала, а оба плеча к:1дукт;шкого дат1нка объединены на одном образцовом резисторе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 360624, кл. G 01 R 27/26, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 177167, кл. Q 05 © 3/20, 1965. IA