Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

(54) АНАЛОГО-ДИФРСеСЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ р j одного элемента И соединен с выхоцой генератора импульсов, фугой вход с выходом порогового устройства, а вы элемента И подключен к одному входу блока формирования периода интегрирования опорного напряжения, входы остальньЕХ элементов И соединены с определенными разрядными выходами счетчи а выходы - с входами элемента ИЛИ,, выход которого подключен к другому входу блока формирования периода интег рования опорного напряжения. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема аналого-цифрового прео ааователяв на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая принцип действия аналого-цифового преобразова теля. Аналого-цифровой преобразователь (фиг. 1) содержит интегратор 1, постро ный на основе опер.ационного усилителя с емкостной обратной связью, аналоговые ключи 2 и 3 для подключения на вход интегратора источника опорного напряжения 4 и измеряемого сигнала 5,компа- ратор 6, пороговое устройство 7, задающее пороговое напряжение 8 на выходе интегратора, блок 9 управления с устройс вом 1О формирования периода интегрирова ния измеряемого сигнала и генератором 11 импульсов, блок 12 формирования периода интегрирования опорного напряжения счетчик 13, с выхода которого снимается код 14 результата преобразования, элеме ты 15 И, производящие деши4рацию выбран ных особым образом разрядньк выходов счетчика, элемент 16 ИЛИ, элемент. 17 И, по сигналу которого осуществляется подключение опорного напряжения на вход : интегратора , элемент 18 И на входе счетчика, вход преобразователя 19, выход 20. На фяг. 2 изображены напряжение 21 на выходе ие интегратора, старт-ймпульс 22, импульсы 23 с выхода генератора импульсов, период 24 интегрирования измеряемогоо сигнала, период 25 интегрирования опорного напряжения, импульсы 26, грошедшие на счетчик, стоп-импульс 27. Работа аналого-ци4рового преобразоват ля происходит следующим образом. При поступлении на вход 19 стартимпульса 22 сбрасьтается в ноль счетчик 13 и приводится в действие блок 9 управления. Импульсы 23 с выхода генератора 11 импульсов поступают на устройство 10 формирования периода интегри 334 рования измеряемого сигнала, выходной сигнал которого поступает на управляющий вход аналогового ключа 3, в результате чего измеряемый сигнал 5 через аналоговый ключ 3 подключается на входинтегратора I. Происходит интегрирование измеряемого сигнала. Как только напр51жение 21 на выходе интегратора достигнет порогового напряжения 8 порогового устройства 7, последнее формирует выходной сигнал и первый же пришедший импульс с выхода генератора импульсов через элемент 17 И поступает на блок 12 формирования периода интегрирования опорного напряжения, выходной сигнал которого отпирает аналоговый ключ 2 повдлючая опорное напряжение источника опорного напряжения 4 на вход интегратора. Одновременно импульсы 23 через элемент 18 И поступают на вход счетчика 13. Сигналы огределенных разрядных выходов счетчика, выбранных в зависимости от порогового напряжения и опорного напряжения с тем, чтобы выходное напряжение интегратора никогда не было меньше напряжения порога компаратора 6, поступают на элементы 15 И, выходной сигнал которых через элемент 16 ИЛИ и блок формирования периода интегрирования опорного напряжения закроет аналоговый ключ 2 и элемент 18 И, что прекратит поступление опорного напряжения на вход интегратора и импульсов 26 на счетчик. Это повторяется всякий раз, когда выходное напряжение интегратора достигает пороговое напряжение. В конце периода интегрирования измеряемого сигнала 24 выходной сигнал устройства формирования периода интегрирования измеряемого сигнала запирает ключ 3, чем npeiP ращается поступление измеряемого сигнала, на вход интегратора, и через блок формирования периода интегрирования опорного напряжения отпирает ключ 2, подключая на вход интегратора опорное напряжение. Если выходное напряжение интегратора не достигает порогового нагфжкения за период интегрирования измеряемого сигнала 24,то йнтег рирование опорного напряжения начинается после его окончания. Интегрирование опорного напряжения .заканчивается с появлением стоп-импульсов 27 на выходе 20 компаратора 6, который через блок формирования периода интегрирования опорного напряжения и аналоговый ключ 2 отключает опорное напряжение от входа интегратора и останавливает генератор 11 импульсов. Импульсы 26 поступают на счетчик всякий раз, когца опорное напр{1жение поцключается на вход интегратора в течение периода интегрировавия опорнотч) напр$ жения 25. Данный аналого-цифровой праобраэова тель позволяет сократить время цикла преобразования до величины V-T, Т - период интегрировани з изме ряемого сигнала, U пороговое напряжение, (Jo -опорное напряжение, X - постоянная времени интегрнро вания. Формула изобретение Ана1юго-цифровой преобразователь , сод жащий истодаик опорного нагфвмсения, аналоговые ключи, -интегратор, вы неяный в виде операционного усилителе емкостной обратной связью, пороговое устройство, задающее порог .на выходе интегратора, бшк управления с устройством формирования периода интегрированЕя измеряемого сигнала и генератором импульсов блок формирования периода интегрирования опорного напряжения, счетчик и элемент И, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, в него введены элементы ИЛИ и И, причем один вход одного элемента И соединен с выходом генератора импульсов, другой вход - с выходом порогового устройства, а выход элемента И подключен к ошюму входу блока формирования периода ин- гегрирования опорного .напряжения, вхо-. ды остальных элементов И соединены с определенными разрядными выходами . счетчика, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к другому входу блока формирования периода интегрирования опорного напряжения. Hctt 4HHKH информации, принятые во ввиманве при экспертизе 1.Патент Великобритании М 138S455, кл. d 4 Н, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР N9 3479 Ю, кл. Н ОЗ К 13/2О, 1970 tпрототип).

ф ф ф

V 1

Фиг.1

Л IIIIIII1II1IIIIIIIIII1III

Illllilllll

Ш

Фиг.г