Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания Советский патент 1979 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в устройствах телепередачи измерительной информации или в устройствах записи на однодорожечные носители, например, на однодорожечные магнитофоны. Известен аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, содержащий нуль-орган и уравновешивающую цепь 1. Недостатком этого устройства является сложность выполнения преобразования при последовательном кодировании . Известен аналого-цифровой преобра зователь поразрядного уравновешивания, содержащий нуль-орган, источник опорного напряжения и уравновешивающую цепь 2. В качестве уравновешивающей цепи применяют преобразователь код-напряжение, управляемый от развертывающего регистра. При этом с выходов развертывающего регистра снимают параллельный цифровой код измеряемой величины и f а с выхода нуль-органа может быть снят последовательный цифровой код. Получаемый последовательный цифровой код удобно передавать по двухпроводной линии связи или записывать для хранения на однодорожечный Носитель информации (например, на однодорожечный магнитофон). Недостатком известного преобразователя является сложность схемы при последовательном кодировании. Цель изобретения - упрощение аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания в случаях, когда используется только последовательный цифровой код. Эта цель достигается тем,- что в аналого-цифровом преобразоват€1пе поразрядного уравновешивания, содержаще.м нуль-орган с усилителем и подключенным к нему выходным триггером и уравновешивающую цепь, в качестве уравновешивающей цепи применяется аналоговый интегратор с переключателем на входе и генератор экспоненциального напряжения, причем прямой и инвертированный выходы генератора экспоненциального напряжения подключены соответственно к нормально замкнутому и нормально разомкнутому контактам переключателя, третий контакт которого соединен с входом аналогового интегратора, управляющий вход переключателя соединен с выходом выходного триггера нуль-органа, а шина начальной установки подключена к входам установки в нуль генератора экспоненциального напряжени и аналогового интегратора. На фиг. 1 приведена структурная схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграмм его работы. Устройство содержит нуль-орган 1 состоящий, в свою очередь, из усилителя 2 и выходного триггера 3, соеди ненного с клапанами запрета 4 и разроаения 5, управляемыми усилителем 2 импульсов, аналоговый интегратор б в качестве уравновешивающей цепи, соединенный через переключатель 7, управляемый от триггера нуль-органа с прямым и инвертированным входами генератора 8 экспоненциального напр жения. Шина 9 начальной, установки подключена к входам установки в нуль генератора экспоненциальног напряжения и аналогового интегратор 10 - шина тактовых импульсов, 11 и 12 - клеммы входного сигнала и выход ного кода соответственно. Преобразователь работает следуюi-им образом. В исходном состоянии под воздейс вием сигнала начальной установки аналоговый интегратор б и генератор экспоненциального напряжения сброше так, что-на выходе интегратора на выходах генератора установлены напряжения и, и yj( После исчезновения сигнала начал ной установки напряжения на выходах генератора 8 будут изменяться,приче Ui{t)«E4 Если выбрать постоянную времени С- , 2 где л )j 7- t} - период следовани тактовых импульсов; i 0,1,2,3,.. номер такта, то приращения напряжений U(t) и Uj(t) между соседними тактовыми импульсами будут пропорциональны второй степени, т.е. будут изменяться по двоичному закону. Действительно, Jat ЦМ)Е„-1-е Е4е :Е„ 2- ; поскольку напряжение на выходе инте гратара б V)-f (. Ejl-e) , t, в то при выполнении условия 334 приращения и, (iut) будут также изменяться по двоичному закону, т.е. AVbUl)U(Ui)-u. ( Е;,(, . Учитывая, что Ujlt) имеет обратный знак, приращения и(t) между соседними тактовыми импульсами будут кратны двум и могут быть как положительными, так и отрицательными. Таким образом, после исчезновения сигнала начальной установки напряжение на выходе интегратора б .будет экспоненциально нарастать и к моменту прихода первого тактового импульса достигнет значения U (t, ) . Если в момент прихода первого тактового импульса и еще не достигло И-х (недокомпенсация) , то триггер 3 останется в состоянии единица и будет индицировать единичное состояние старшего двоичного разряда. При этом напряжение U, будет продолжать возрастать .и к приходу следующего тактового импульса tj увеличится на . Если при этом произойдет nepeKOi ленсадия (U Uj() , как показано на фиг. 2, то триггер 3 нуль-орга0, инди перейдет в состояние цируя нулевое состояние второго разряда с весом 2 . Переключатель 7 перейдет в противоположное состояние, . а напряжение U, будет убывать., принимая в моменты появления тактовых импульсов, как и ранее, значения, кратные 2. Аналогично процесс уравновешивания будет протекать и далее, постепенно приближаясь к равновесию, а состояния триггера 3 последовательно будут индицировать значения двоичных разрядов от старшего к младшему, т.е. представлять последовательный двоичный код измеряемой величины. Количество двоичных разрядов в рассматриваемом аналого-цифровом преобразователе определяется количеством тактовых импульсов, подаваемых в течение одного цикла измерения. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, содержащий нуль-орган с подключенным к нему выходным триггером и уравнове-. шивающую цепь, отличающийс я тем, что, с целью упрощения, в качестве уравновешивающей цепи он содержит аналоговый интегратор с переключателем на входе и генератор экспоненциального напряжения, причем прямой и инвертированный выходы генератора экспоненциального напряжения подключены соответственно к нормально замкнутому и нормально разомкнуто