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

(54) ИНТЕГРЙ1УЮЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

J , . .

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике.

Известен интегрирующий аналого-цифровой преобразователь, содержащий источник опорно, го напряжения, интегратор, сравнивающее устройство, коммутатор, в котором осуществляется двухтактное интегрирование 1.

Одрако устройство имеет низкую точность нреобразования.

По основному авт. св. №360619 иэйестен интегрирующий аналого-цифровой .преобразователь, содержащий последовательно соединенные коммутатор, масштабный усилитель, интегратор, усилитель, ключ, повторитель, выход которого через Первый резистор соединен с суммирующим входом интегратора, вход повторителя, соединен с последовательно соеданенными вторым резистором и конденсатором, а управляющие входы коммутатора и ключа соединены с первым и вторым выходами устройства управления, вход которого соединен с выходом усилителя 2.

Однако устройство имеет низкую точность Преобразования.

: Целью изобретения является повьпшние точности преобразования разнополяркых напряжеюй низкого номинального уровня с одним источником опорного напряжения.

Д1Я этого в интегрирующий аНалого-щ1фровой преобразователь, содержащий коммутатор, масштабньш усилитель, интегратор, усилитель, ключ, повторитель, два резистора, конденсатор и устройство управления, введены дополнительHbie-резистор, конденсатор и два ключа, причем первый допол1шТелъНьш ключ включен

между конденсатором и общей щиной устройства, последовательно соединенные дополлитель ные резистор, конденсатор и второй ключ включены между входом повторителя и общей щиной устройства, а управляющие входы двух дополни ельнь1Х ключей соединены с управляв Щ51МИ выходами устройства управления.

Структзфная электрическая схема устройства приведена на фиг. 1. Временные диаграммы работы устройства приведены на фиг. 2.

Устройство содержит коммутатор 1, масштабный усилитель 2, операционный уашитель 3, резистор 4 и конденсатор 5, обраэугоиус . 2, интегратор, усилитель 6, ключ 7, повторитель 8, резисторы9, 10, конденсатор 11, ключ 12, резистор 13, конденсатор 14, ключ 15, устройство 16 управления. Каждый цикл работы преобразователя нашнается импульсом Пуск. При этом сигналами устройства 16 коммутатор 1 переводит,ся в позицию К, и замыкаются ключи 7 и 12. 15 находится в положении разомкнуто. Указанное положение ключей сохраняется в течегМё интервала времени Т 4, на протяжении которого происходит запоминшше на конденсаторе 11 напряжения дрейфа масштабного усилит еля 2, а также результирующего напряжения дрЪйфа операционного усилителя Уи усилителя 6. Длительность интервала Т4 является фиксированной и задается устройством 16. 7 Йосле окончания Т4 коммутатор 1 переводится в позициюМ, и ключ 7 размыкается. Ключ 15 остается разомкнутым, а ключ 12 - замкну тым. 3 1ксиров1шньщ интервал времени Tj соответствует первому рабочему такту - такту ишёгриррвания входного напряжения Uj. На первом такте по состоянию усилителя 6 устройством 16 определяетсязнак U. В случае, когда полярто.сть входного напряжения противоположна полярности опорного источника Ug то на втором такте интегрирования Т сигналом устройства 16 KOMMyfaTop перёвбдйтся в положение К, подключая на вход масййабного усилителя 2 напряжение опорного источника. При этом вь1ходное напряжение интегратора уменьпйСется. Когда оно достигнет порогового )фовня, усилитель 6 изменяет знак сво го выходного напряжения, вследствие чего сиг нал;ами устройства 16 размыкается ключ 12 и замьпсанугся ключи 15 и 7. В результате на конденсаторе 14 запоКяннается напряже1ше U. Указанное состояниеКлючей сохраняется на интервале времени Тз между бкончайием второго такта интегрирования и началом нового цикла преобразования. Если полярность вхо ного напряжения совпаНает с полярностью опорного источника Ug, то по окончании инте .вала запоминания дрейфа Т4 и первого такта интегрирования Т1 сигналы устройства 16 переводят коммутатор. 1 в положение Л, размыкают слюч 12. и замьосают ключ 15, ключ 7 остается в разомкнутом положении. При этом разряд конденсатора 5 происходит зй счет интегрирования напряжения UQ, причем ив этом случае на втором такте автоматически существляется коррекция дрейфа усилителей , 3 и 6. , , По окончании второго такта и до начала олного цикла преобразования, как и в предыущем слу1ае, происходит запоминание опорого напряжения и дрейфа на конденсаторе 14:. коммутатор 1 переводится в положение К, замыкается ключ 7, ключ 12 остается разомкнутым, а ключ 15 - замкнутым. При малой длительности интервалов запоминания Т4 и Тз на конденсаторах 11 и 14 запоминается дополнительное напряжение, обусловленное- отличием выходного напряжения усилителя 6 в начальные моменты указанных интерBajiofi от уст ановившихся значений. Установившееся значение Напряжения усилителя 6 на интервале Т4 определяется значением дрейфа, приведенного К Выходу усилителя 6, а на интервале Тз - значением UQ, С целью устр аНеНйядОпол1штеЛьных напряжений на коЩёнсат орах 11 и 14 устройство 16 ос5тцествляет временную задержку импуль- , сов управления ключами 12 и 15. Введение Новых элементов позволяет уменьшить погрёпдаость преобразования напряжений низкого ношнального уровня при использовании только одного источника опорного напряжения. .1,I Формула изобретения Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь по авт. св. №360619, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью повьппения точности преобразования разнополярньк напряжений низкого номинального уровня с одним ИСТОЧ1ШКОМ опорного напряжения, введены дополнительные резистор, конденсатор и два ключа:, причем первый ДоПоднительньш ключ включен между конденсатором и общей ижной устройства, последовательно соединенные; дополнительные резистор, ко1нденсатор и второй ключ вкjFIючeны между входом повторителя и общей Шиной устройства, i управляющие входы двух дополнительных ключей соединены с управляющими вькодами устройства зттравления. Источники информащш, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3750146, кл. 340-347, 1973. , : :, : 2.Авторское свидетельство СССР №360619, кл. G ОГВ 19/26, 1972 (прототип).

а:

( v:, у

cHhlNH

VS

JL

«S

м