Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/18 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится .к областям техники, сЬязанной с преобразованием аналоговых сигналов в цифровую форму и служит для повьгшения точности аналого-цифрового преобразования. Известен аналого-цифровой преобразователь {АЦП) напряжения на элект ронной трубке, содержащий усилитель входного сигнала, выход которого под ключен к отклоняющим пластинам элект ронно-лучевой трубки, генератор развертки, поразрядные усилители-формирователи и блок формирования двоичного кода. Недостатком данного преобразователя является низкая точность преобразования из-за действия дестабилизирующих факторов и старения элементов, в частности кодирующей трубки 1 . Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий усилитель, синхрогенератор,, кодирующук) электронно-лучевую трубку, устройство устанрвки режима питания трубки, ампли тудные разрядные регенераторы, контрольный регенератор с отличаю1шмся .порогом срабатывания, логическую .схему запрет и интегратор, при чем синхрогенератор соединен с. кодирукиаей трубкой через усилитель и непбсредствённо, кодйруинией труб ки соединены с соответствукяцими амплитудными разрядными регенераторами, причем вход регенератора млад1чего разряда Ъ.оединен со входом контрольного регенератора, выходы этих регенераторов соединены с сигнальнЕлм и . запрещающим входами схемы запрет/ выход которой через последовательно соединенные интегратор и устройство установки режима питания трубки соединен с кодирующей трубкой. Недостатком известного АУП является низкая точность преобразования в процессе дпительной эксплуатации под действием различных дестабилизирующих факторов (2. Целью предлагаемого изобретения является повышение точности аналогоцифрового преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий кодирующую трубку, первый вход которой соединен с выходом усилителя, первый вход последнего соединен с кшной входного сигнала, а второй вход - с, первым выходом сии:ф6низатора, второй выход которою подключен к второму входу кодируюией трубки, третий вход которой соединен с выходом устройства V ctaHOB режима питания кодирующей трубки выходы последней соединены и Сбответствующими входами амплитудных разрядных регенераторов, вход реге HepaiTOpa шада1их соединен свхбдом Контрольного регенератора, а их выходы через элемент И вхо дом интегратора, введены пороговое у1стройство, триггер, два кл,1оча и уст ройство обьединения, причем прямой вйход интегратора соединен с первым входом первого ключа, а через Тлороговое устройство - с счетным входом триггера, первый выход которого со ёйййён И вторым входом первого ключа а второй выход - с первым входом второго ключа, второй вход последне го соединен с инверсным выходом интегратора, ВЫХОДЫ ключей через устройство обьединения Подключены к входу устройства установки режима питания кодирующей трубки, На чертеже представлена блок-схе ма АЦП. входная шина 1 АИП через усилитель 2 соединена с кодирующей трубкой 3. Выходы синхронизатора 4соединены с усилителем 2 и кодирующей трубкой 3, выходы разрядов которой . Шеййненй с амплитудными разрядными регенераторами 5, Вход регенеоатора 5 младшего разряда соединен .с входом контрольного регенератора б. Выходам регенераторов 5, б подключены к сигнальному и запреыаюшему входам элемента И 7, кото рый соединен с интегратором 8. Прямой выход интегратора 8 через ключ 9 устройство 10 объединени я, устройств 11 установки режима питания тру бки соединен, с кодирующей трубкой 3 и через пороговое устройство 12 - с триггером 13. Инверсный выходийТёг- ратора 8 через ключ 14 соединено . устройством 10 обьединения. Выходы триггера 13 йойключены к вторым входамключей 9 и 14, Выходы регенераторов 3 подключены к выхдйн Ш к 1ёМ мам 15 . Работа преобразователя происходит следуюйшм образом. ,. ,„,„.,, Аналоговый ,сигнал с входа 1 чере усилитель 2, поступает на отклоняющие пластины трубки 3, питающейся от устройства 11 установки режима питания трубки. Синхронизация рабо ты усилителя 2 и трубки 3 осушеств ляется синхрогенератором 4. ,. На выходах трубки 3 Формируются :кодовые импульсы, комбинация которых 6±обра йсает амплитуду входного ан JiQfoiaorG сигнала. Нормализация крдоВых импульсов по (ймплитудё йЙ ёЪ Вляется регенераторами 5, порог сра6aTHj&a.HBH которых. устанавливается равным половине амплитудного значения импульсов. Для формирования сигнала ошибки сигнал младшего разряда поступает на вход контрольного регенератора б, порог срабатывания которого устанавливается выше порога срабатывания регенератора 5 младшего разряда. В процессе работы на выходах регенераторов 5 и б Формируются Пакеты импульсов, длительность кото)рых Пропорциональна скорости отклонения луча трубки 3, а разница в длительности обоих пакетов характеризует крутизну коллекторной характеристики. Пакеты импульсов с выходом регенераторов 5 и б подаются на входы элемента И 7. Причем выходной сигнал контрольного регенератора б подается на запрешаюший вход элемента И 7, на выходе которого формируется сигнал ошибки, его длительность характеризует крутизну коллекторной характеристики. Сигнал ошибки подается на интегратор 8, на выходах которого образуется сигнал, амплитуда которого пропорциональна сигналу ошибки. При первоначальной настройке АЦП, когда режим питания трубки 3 выбран оптимальным, величины сигналов на прямом и инверсном выходах интегратора. 8 одинаковы, при этом один из ключей, например ключ 9, открыт, а ключ 14 закрыт. Потенциал с прямого выхода интегратора 8 через ключ 9 и устройство 10 объединения поступает на устройство 11 установки режима питания трубки, на выходе которого устанавливается напряжение, обеспечивающее оптимальную крутизну коллекторной характеристики.Под действием дестабилизирующих факторов крутизна коллекторной характеристики уменьшается, что приводит к увеличению потенциала на прямом выходе интегратора 8, а это в свою очередь изменяет режим питания трубки 3. Если направление ИзНенения режима питания трубки 3 отказалось правильным, то оно приведетк восстановленик) оптимальной крутизны коллекторной характеристики. Если это направление оказалось нётгравильнйМ, то крутизна коллекторной характеристики уменьшается, и потенциал на прямом выходе интегратора- 8 продолжает увеличиваться. При достгиженйиг допустимой границы уменьшения 1футйзна коЛлекторйой характеристики ..срабатывает пороговое устройство 12, переключается триггер 13, ключ 9 нй 1инает зaкpывatьcя, а ключ 14 открывать.я. Время переключения каждого из ключей 9 и 14 выби1рается большим, чем постоянная времени цеnij обратной связи. Сигнал с выхода устройства 10 обьединения, предстгшляющий собой сумму сигнайпов с. выходов ключей 9 я 14, на инает уменьшаться. Это обууловлено тем, что после срабатывания

триггера потенциал на выходе ключа 9 стремится к нулю, а потенциал на выходе ключа 14 - к потенциалу на инверсном выходе интегратора 8. Потенциал на инверсном выходе предсталяет собой разность между величиной потенциала при первоначальной установке и прирашением потенциала на прямом выходе. Сигнал обратной связи с устройства 10 об-Ь;единения изменяет режим питания трубки 3, что приводит к увеличению крутизны коллекторной характеристики, следовательно, уменьшению (увеличению) потенциала на прямом (инверсном) выходеинтегратора 8. Таким образом, сигна на выходе устройства 10 объединения продолжает уменьшаться до восстановления оптимальной крутизны коллекторной характеристики когда потенциалы на прямом и инверсном выходах интегратора 8 приближаются к своей первоначальной величине. Процесс восстановления оптимальной крутизны коллектбрной характеристики будет повторяться при воздействии различных достабилизируюиих факторов. Цифровой код снимается с выходных клемм 15 преобразователя.

Предполагаемое изобретение позволяет обеспечить аналого-цифровое преобразование с заданной точностью при длительной эксплуатации АЦП при воздействии различных дестабилизирующих факторов. Таким образом, сокращаются затраты времени, связанные с контролем и настройкой АЦП в процессе эксплуатации, что повышает надежность функционирования аппаратуры.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь содержащий кодирующую трубку, первы

вход которой соединен с выходом усилителя, первый вход последнего соединен с шиной входного:сигнала, а второй вход - спервым выходом синхронизвто|за, второй выход которо го подключен к второму входу кодирующей трубки, третий вход которой соединен с выходом устройства установки режима питания кодирукицей трубки, выходы последней ;с6единены с . соответствующими входами амплитудных

0 разрядных регенераторов, вход реге- нератЬра шaдшeгo разряда соединен с входом контрольного регенератора, а их выходы через элементы И - с входом интегратора, отличающий5с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него вве-г дены пороговое устройство, триггер, два ключа и устройство об-ьединения, причем Прямой выход интегратора

0 соединен с первым входе первого ключа, а через:пороговбе устройство - с счетным входом триггера, первый вход которого соединен с вторым входом первого ключа,а второй выход - с первым входом второго ключа,второй, вход последнего соединен с инверсным выходом интегратора, выходы ключей через устройство объединения подклю- чены к входу устройства: установки

0 режима питания кодирующей трубки..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Анисимов Б.В.и Четвериков В.Н.

Преобразование информации для ЭЦВМ,

2, Авторское свидетельствоссбр 0 417091, кл. Н 03 К 13/18, 1973

(прототип),

Б