Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

/ , :

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании помехозащищенных приборов и измерительных, информационных систем(ИИС).

Известны интегрирующие аналогоцифровые преобразователи(АЦП).содержащие узел переключения интегратора, интегратор, нуль-орган и схему управления, в состав которой входят гене- ратор тактовых импульсов, делитель частоты, узел автоматичес(кой подстройки частоты .

Недостатком известных устройств является ограниченное быстродействие,15 связанное с необходимостью подавлять помеху фиксированной частоты, интегрируя входной сигнал в течение интервала времени, равного или кратного периоду помехи..20

Наиболее близким по технической сущности к Предлагаемому является устройство, содержащее входную шину измеряемого сигнала, генератор тока, управляемый входным сигналом, генера-25 тор образцового тока, ключи, блок управления, интегратор, нуль-орган и цепь восстановления начальных условий интегратора, причем выход основу ного генератора тока подключен через 30

первый ключ ко входу интегратора, к этому же входу подключен через второй ключ выход генератора образцового тока выход интегратора подключен ко входу нуль-органа, выход нуль-органа связан со входами блока управления и цепи восстановления начальных условий интегратора, выход которой соединен со входом- интегратора, выход блока управления, формирующий интервал интегрирования входного сигнала, подключен к управляющему входу первого ключа, выход блока управления, формирующий интервал второго такта интегрирования, соединен с управляющим входом второго ключа, выход блока управления, формирующий интервал времени для восстановления начальных условий интегратора, подключен к управляющему входу цепи восстановления начальных условий интегратора.

В этом устройстве помеха подавляется Путем интегрирования входного сигнала в течение двух интервалов времени, формируемых при переходах сигнала помехи через нуль 2.

Недостатком данного преобразователя является ограничение скорости преобразования, так как время интегрирования входного сигнала не может быть меньше половины периода помехи. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем что в интегрирующий АЦП, содержащий первый управляемый генератор тока, выход которого подключен через первый ключ ко входу интегратора,к которому через второй ключ подключен выход генератора образцового тока, выход интегратора подключен ко входу нуль-органа, выход нуль-органа соединен со входами блока управления и цепи восстановления начальных условий интегратора, выход которой соединен со входом интегратора, выход блока управления, формирующий интервал интегрирования входного сигнала, подключен к управлякхцему входу первого ключа, выход блока управления, формирующий интервал второго такта интегрирования, соединен с управляющим входом второго ключа, выход блока управления, формирующий интервал времени для восстановления начальных условий интегратора, подключен к управляющему входу цепи восстановления начальных условий интегратора, введены второй управляемый генератор тока, третий ключ и второй блок управления, вход второго управляемого генератора тока соединен с входной шиной, выход второго управляемого генератора тока подключен, ко входу третьего ключа, выход которого связан со входом интегратора, управляющий вход третьего ключа подключен к выходу второго блока управления,вход которого соединен с выхбдом первого блока управления. На фиг. 1 изображена функциональная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы,поясняющие работу устройства. Преобразователь содержит входную шину 1, первый управляемый генератор 2тока, BTOpotl управляеглый генератор 3тока, генератор 4 образцового тока, ключ 5 первого генератора тока, ключ б второго генератора тока, ключ 7 генератора образцового тока,первый блок 8 уйравления второй блок 9 управления, интегратор 10, нуль-оргйн 11, цепь 12 восстановления начальных условий интегратора, выходы 13-16 первого блока 8 управления. Входная шина 1 соединена со входами управляемых первого 2 и второг 3 генераторов тока, выходы которых соответственно соединены с аналоговыми входами ключей 5 и б. Выход ге нератора 4 образцового тока подключен к аналоговому входу ключа 7. Объединенные выходы ключей 5-7 и вы . ход цепи 12 восстановления начальны условий интегратора подключены ко входу интегратора 10, выход которог связан со входом нуль-органа 11. Вы од нуль-органа 11 подключен к анаоговому входу цепи 12 восстановления ачальных условий интегратора и ко ходу блока 8 управления. Выходы 13 14 блока 8 управления связаны соотетственно с управляквдими входами лючей 5 и 7. Выход 15 блока 8 y hавления соединен со входом второго лока 9 управления, выход которого одключен к управляющему входу клюа б. Выход 16 блока 8 управления оединен с управляющим входом цепи 2 восстановления начальных условий нтегратора. В первом такте интегрирования ходной измеряемый сигнал поступает а Управляющие входы генераторов 2 З. Выходной сигнал 1,, управляемого енератора 3 тока связан с величиной ока 2 первого управляемого генеатора 2 тока соотношением где а - ПОСТО.ЯННЫЙ весовой коэффициент. В момент времени tp-2h (фиг.2)на выходе блока 9 управления формируется сигнал длительностью 4И,замыкающий ключ б генератора 3 тока, который подает на вход интегратора 10 ток, равный -а L. Этот импульс расположен симметрично относительно интервала интегрирования тока генератора 2. Ключ б остается замкнутым до момента tg+Zh. В момент времени to-h на выходе 13 блока 8 управления появляется разрешающий потенциал, который поступает на управляющий вход ключа 5, последний замыкается и подключает на вход интегратора 10 выход генератора 2. Ключ 5 управляется прямоугольным импульсом длительностью 2h, воздейст: ующим во время интервала интегрирования входного сигнала. В момент времени t, +h управляющий сигнал с выхода 13 блока 8 управления снимается и генератор 2 тока отключае ся от входа интегратора 10. В момент времени tQ+2h срабатывает ключ 7 (появляется разрешающий потенциал на выходе 14 8 управления)и на вход интегратора 10 подключается выход генератора 4 образцового тока. Одновременно в блоке 8 управления запускается отсчетное устройство. Когда образцовый ток скомпенсирует потенциал на выходе интегратора 10, нуль-орган 11 срабатывает и останавливает отсчетное устройство. Кроме этого нуль-орган 11 запускает цепь 12 восстановления начальных условий интегратора, управляемую выходом 16 блока 8 управления. ПосЛе этого устройство готово к следующему измерению. Формула изобретения Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый

управляемый генератор тока, выход которого подсоединен через первый ключ ко входу интегратора, к которому через второй ключ подсоединен выход генератора образцового тока, выход интегратора подключен ко входу нульоргана, выход которого соединен со входами блока управления и цепи восстановления начальных условий интегратора, выход которой соединен со входом интегратора, выход блока управления, формирующий интервал интегрирования входного сигнсша, подсоединен к управляющему входу первого ключа, выход блока управления, формирующий интервал второго такта интегрирования, соединен с управляющим входом второго ключа, выход блока управления, формирующий интервал времени для восстановления начальных уЬловий интегратора, подключен к управляюще 1у входу цепи восстановления начальных условий интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй управляемый генератор тока, третий ключ и второй блок управления, причем вход второго управляемого генератора тока соединен с входной шиной, выход второго управляемого генератора тока подключен ко входу третьего ключа, выход которого соединен со входом интегратора, управляющий вход третьего ключа подсоединен к выходу второго блока управ0ления, вход которого соединен с выходом первого блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шляндин В. М, Цифровые измери5тельные преобразователи и приборы, М., Высшая школа, 1973, с, 185.

2.Змудиков В. Л. и Михайлова Е.И. Аналого-цифровой преобразователь

двухтактного интегрирования с повы0шенным быстродействием, - Приборы и системы управления, № 7, 1978, с.26.

ВьподП ЬюКадпц 8

to-h.

Вым9доп ЬлонадпрЗ

to-2k

to .

1I

Виход

иитегааюо раю