Многоканальный интегрирующий аналого- цифровой преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H03K13/20

Описание патента на изобретение SU702515A1

(54) АНАЛОГО-ДЙФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Иллюстрации к изобретению SU 702 515 A1

Реферат патента 1979 года Многоканальный интегрирующий аналого- цифровой преобразователь

Формула изобретения SU 702 515 A1

изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано для преобр зования аналоговых сигналов з цифровые коды. Известны многоканальные интегрирующие аналого-цифровые преобразова.тели, в состав которых входят интеграторы, коммутирующие элементы, управляющее устройство 1, Эти устройства обладают недостаточно высокой точностью преобразования вследствие дрейфа нуля аналогового интегратора и утечек конденсато ров. Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий несколько каналов, каждый из которых вктпочает последовательно соединенные 9 цепочку и канальный клточ, а также общий для всех.каналов ключ, с которым соединены выходы канальных ключей, и последовательно соединенные компаратор, блок.управления и блок адресного выбора каналов, к которому подключены управляющие входы канальных ключей, причем управляющий вход общего для всех каналов ключа соединен с блоком управления 2, Известный преобразователь не может обеспечить одновременное линейное и функциональное преобразование сигналов, например, возведение в степень. . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения не только усредненных мгновенных значений сигналов, но и возведенных в различную степень, а также повышение точности преобразования. Для этого аналого-цифровой преобразователь , содержащий йесколько каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные КС-цепочки и канальный ключ, а также общий для всех каналов ключ, с которым соединены выходы канальных ключей, и последовательно соединенные компаратор, блок управления и блок адресного выбора каналов, к которому подключены управляющие входы канальных ключей, причем управляющий вход общего для всех каналов ключа соединен с блоком управления, дополнительно содержит два генератора экспоненциальных напряжений, два ключа, цифроаналоговый преобразователь и 1:оследовательно соединенные компаратор. Шчитающий счетчик, регистр, сумматор и запоминающее устройство, причем управляющие входы генераторов эксцоненциальных напряжений подключены к выходу блока управления,их выходы через дополнительные ключи, управляющие входы которых соединены с блоком адресного выбора каналов, подключены к одному из входов компаратора, к другому входу KOTOpoipo под ключены выходы канальных ключей и. вход общего для всех каналов ключа, выход которого соединен с общей шиной, а выход компаратора подключен к регистру, при этом выход одного из генараторов экспоненциального напря)йения подключен также к первому входу дополнительного компаратора, второй вход которого соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, к входу которого подключен выход вычитающего счетчика, установочный вход .которого соединен с блоком управления, причем выход запоминающе го устройства соединен с одним из входов сумматора, а управляющ,ий вход подключен к блоку адресного выбора каналов., , Структурная электрическая схема устройства представлена на чертеже. Преобразователь состоит из иден тичных Каналов, каждый из которых со стоит из последовательно соединенных сопротивления 1, конденсатора 2, образующих RC - цепочку и канального ключа 3. Выход каждого канала подключен к одному из входов компаратора 4 и к ключу 5, управляющий вход которого соединен с блоком управления 6. Другой вход компаратора 4 через ключи 7 и 8 подключен соответстSeHHO к вйходам генераторов 9 и 10, экспоненциального напряжения, а выход компаратора 4 соединен с блоком управления б и управляющим входом регистра 11. Выход генератора 9 экспонециального напряжения соединен также с одним из входов компаратора 12, выход которого, подключен к входу вычитающего счетчика 13, соедине ного с цифроаналоговым преобразова- телей 14 ирегистром 11. Выход цифроаналоговото 1 преобразователя 14 подключен к другому входу компаратора 12. Регистр 11 подключен к сумма тору 15, соединенному цепями приема и вьщачи кода с запоминающим устрой ством 16. Один выход блока управлени б подключен к управляющим входам ге нераторов 9 и 10 экспоненциального напряжения, а другой выход соединен с блоком 17 адресного выбора канала к первому выходу которого подключены управляющие входы ключей 3, к вт рому выходу подключены управляющие входы ключей 7 и 8, а третий выход соединен с запоминающим устройством 16. Результат измерения снимается

70251 . выходов 1Н запоминающего устройста 16, Устройство работает следующим Обазом. Перед началом измерения все ячейи запоминающего устройства обнулятся .. Измерение входных напряжений про- , зводится в течение времени Т кратого периоду помехи, наложенной на игналы. Это время складывается из циклов измерения: .п1 По окончании предыдущего цикла изерения RC - цепочки каждого канала разряжены до нулевого уровня. Очередной цикл начинается по команде, вырабатываемой блоком управления 6 и поступающей в блок 17 адресного выбора каналов. При этом ключи 3, 5, 7 и 8 закрыты. Начинаетсяинтегрирование входных напряжений соответствующими RC -. цепочками. Соотношение между временем интегрирования и постоянными вре.мени TIC - цепочек То, должно быть выбрано таким, чтобы не внести погрешности в результат измерения из-за нелинейности интегратора на RC - цепочках. . . Одновременно с интегрированием входных напряжений по команде из блока управления 6 прОизводйтс.я заряд конденсаторов в генераторах 9 и 10 экспоненциальных напряжений до значения УЭ Кроме того, в вычитающий счетчик 13 по команде из блока управления 6 .записывается код, пропорциональный величинеVg. После окончания интегрирования входных напряжений с помощью RC - цепочек генераторы 9 и 10 экспоненциального напряжения начинают формировать экспоненциально убывающие напряжения с постоянными времени соответственно J- и hC( п- степень в которую возводятся измеряемце напряжения). Напряжение с выхода генератора 9 экспоненциального напряжения поступает на один из входов компаратора 12, на другой вход которого подается напряжение , с выхода цифроаналогового преобразователя 14, котброе пропорционально коду N , записанному в вычитающем счетчике 1Л При равёнств.е напряжений на входах компаратора 12 происходит его срабатывание и формирование импульса, поступающего в вычитающий счетчик 13/ при этом записанный в нем код уменьшается на единицу. Это вызывает уменьшение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 14,что приводит.к возврату компаратора в прежнее состояние. Таким образом, код N.-B вычитающем счетчике 13 с точностью до величины лУ пропорционален напряжению на выходе генератора 9 экспоненциального напряжения. Одновременно с началом разряда генераторов 9 и 10 экспоненциального напряжения производится поочередное подключение ключей 3 к входу компаратора 4 с помощью блока 17 а,цресного выбора каналов. При подключении к одному из входов компаратора 4 напряжения с выхода Rc - аепочки какого-либо канала первоначально по команде из блока 17 адресного выбора каналов открывается ключ 7, и к другому входу компарато. ра 4 подключается напряжение с выхода генератора 9 экспоненциального напряжения, а эатем ключ 7 закрывает а ключ 8 открывается, и к входу компаратора 4 подключается напряжение с выхода генератора 10 экспоненциально го напряжения. После этого к первому входу компаратора 4 подключается напряжение с выхода последующей.ЦС цепочки и так далее. После подключения RC - цепочки последнего канала вновь производится подключение TlC .цепочки первого канала. . .При равенстве выходных напряжений TIC - цепочки -го канала и генератора 9 экспоненциального напряжения пр исходит срабатывание компаратора 4 и перепись кода рз вычитающего счетчика 13 в регистр 11. Информация, записанная в регистре 11, подается на вход сумматора 15, на второй вход ко торого по команде из блока 17 адресного выбора каналов подключается содержимое первой ячейки 1 -го канала запоминающего устройства 16. Результат сложения с выхода сумматора 15 вновь записывается в первую ячейку i- го канала запоминающего устройства 16. . При равенстве выходных напряжений RC-цепочки i-ro канала и генератора 10 экспоненциального напряжения происходит срабатывание компаратора 4 и перепись кода из вычитающего счетчика 13-в регистр 11, после чего аналогично выше изложенному.производится сложение записанного в регистре 1 кода с кодом, хранимым во второй яче ке i- го канала запоминающего устройства 16 и запись результата сложе ния в эту ячейку. Одновременно при срабатывании компаратора 4 блок управления б открывает ключ 5, произво дя разряд напряжения с выхода -(-ой и,С-цепочки до нуля.После деления записанной в эапоми нающем устройстве 16 информации на число циклов измерения m коды будут пропорциональны усредненным за время I соответственно мгновенному и возведенному в степень п значениям входного напряжения. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, . содержащий несколько каналов, каждыйиз которых включает последовательно соединенные - цепочку и канальный ключ, а также общий для всех каналов ключ, с которым соединены выходы канальных ключей, и последовательно соединенные компаратор, блок управления и блок адресноговыбора каналов, к которому подключены управляющие входы канальных ключей, причем управляющий вход общего для всех каналов ключа соединен с блоком управления, о т личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, введены два генератора экспоненциальных напряжений, два ключа, цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные компаратор, вычитающий счетчик, регистр, сумматор и запомннакадае устройство, причем управляющие входы генераторов экспоненциальных напряжений подключены к выходу блока управления, их выходы через дополнительные ключи, управляющие входы которых соединены с блоком адресного выбора каналов, подключены к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключены выходы канальных ключей и вхс1д общего для всех каналов ключа, выход которого соединен с общей шиной, а выход компаратора подключен к регистру, при этом выход одного из генераторов экспоненциального напряжения подключен также к первому вхо- ду дополнительного, компаратора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, к входу которого подключен выход выитающего счетчика, установочный вход которого соединен с блоком управления, причем выход запоминающего устройства соединен с одним из входов сумматора, а управляющий вход подключен к блоку адресного выбора каналов. Источники информации, принятые во внимание при «экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 482007, кл. Н 03 К 13/20, 26.08.73. 2.Авторскбе свидетельство СССР 347728, кл. Н 03 К 13/20, 9.10.70.

-CD

SU 702 515 A1

Авторы

Тарабан Николай Евгеньевич

Яремчук Анатолий Антонович

Даты

1979-12-05—Публикация

1977-06-13—Подача