Нелинейный аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

(54) НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

. , 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построеиии аналого-цифровых преобразователей.

Известен нелинейный аналого-цифровой преобразователь на основе метода двойного интегрирования, содержащий последовательно соединенные интеграторы; во втором такте преобразования на интегратор помимо опорного напряжения подается сумма выходных напряжений последоватетьно включенных интеграторов 1.

Недостатки данного преобрасователя - влияние нестабильности емкостей вспомогательных интеграторов на точность устройства, необходимость предварительной математической обработки характеристики датчика для настройки, сложность настройки при отсутствии предварительной математической обработки характеристики датчика.

Известен нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый ВХОД которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход через первый ключ - к входу интегратора, подключенному через второй ключ к входной шине устройстве, ВЫХОД интегратора подключен к входу компаратора, выход которого подключен к входу логического блока, выходы которого подключены к управляющим входам ключей 2.

5 Однако этот преобразователь не обеспечивает получения независимости регулировок кривизны и наклона характеристики преобразования устройства.

Целью изобретения является упрощение

(j и увеличение быстродействия настройки преобразователя.

Это достигается тем, что в нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий интегратор, компаратор, сумматор, два ключа, логический блок, источник опор5 ного напряжения, введены источник компенсирующего напряжения, дополнительный сумматор, масщтабирующий блок, инвертор, переключатель, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выхо2Q дом второго ключа, второй вход соединен с ВЫХОДОМ источника компенсирующего напряжения, а ВЫХОД через масщтабирующий блок соединен с входом инвертора и первым ВХОДОМ переключателя, второй вход кото рого соединен с выходом инвертора, а выход - с вторым входом сумматора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит интегратор 1, вход которого через ключ 2 соединен с входной шиной 3, т. е. выходом источника преобразуемого напряжения U, и через ключ 4 с выходом сумматора 5, один вход сумматоi4 KS3Ms«pa 5 пoдкл oчeн к источнику 6 опорного на,,,.,. пряжения Uo, а второй вход - к выходу .™.,„ „переключателя 7, один вход переключателя 7 подключен к выходу масштабирующего блока 8, а другой - к выходу инвертора 9, вход которого подключен к выходу масшта. бирующего блока 8, вход масштабирующего блока 8 подключён к выходу сумматора 10, одни вход которого подключен к входной шине 3, а другой к выходу источника 11 компенсирующего напряжения Уц, равного по величине макснмальному входному напря жению UXHAKC и протнвоположиого ему по знаку, выход интегратора 1 подключен ко входу компаратора 12, выход которого под ключен ко входу логического блока 13- В течение зада иного времени на вход ин,тегратора 1 через ключ 2 подается преобразуемое напряжение Ux- Затем через ключ 4 на вход интегратора 1 подается выходное напряжение сумматора 5, противоположное по знаку напряжению Ux. Когда выходное напряжение интегратора 1 уменьшится до нуля, компаратор 12 выдаст на логический блок 13 соответствующий сигнал, означающий конец преобразования. Так как выходное напряжение сумматора 5

-..-,. .Ц {1Л-ик)- K,+ Uo,, .

гдеКп-коэффициент передачи масштабирующего блока 8,

его знак определяется положением переключателя 7. Выходной код можно записать в 1виде

1

Ux

ut

. где KN- коэффициент пропорциональности.

При К«.5 - некоторым приближением можно записать, что

К,

A/ Kn-4LUx(,Jo

KUx - UK : QO/ Можно показать, что при -ГГ О

I , с/о

характеристика преобразования предлагаемого устройства оттисывается полиномом второй степени. При уменьшении К погрешность описания характернстнки полиномом

J второй степени умеиьшается пропЪрционально квадрату К, Нелинейный аналого-цифровой преобразователь позволяет регулировать кривизну характеристики преобразования устройства путем изменения К и ее зиак путем соответствующего выбора положения переключателя 7, не влияя на положение крайних точек характеристики, т. е. на ее наклон.

Формула изобретения

Нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - через первый

ключ к вхбду интегратора, подключенному через второй ключ к входной шиве устройства, выход интегратора подключен к входу кЬмпаратбра, вы)од которого подключен к входу логического блока, выходы которого

подключены к управляющим входам ключей, отличающийся тем, что, с целью упрощения и увеличения быстродействия настройки преобразователя, введены источник компенсирующего напряжения, дополнительный сумматор, масштабирующий блок, инвертор, переключатель, причем первый вход дополнительного сумматора соедииен с выходом второго ключа, а второй вход - с выходом источника компенсирующего иапряжения, а выход через масштабирующий блок

соединен с входом инвертора и первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом инвертора, а выход - с вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S: