Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к иэмери-тельной и вычислительной технике, а точнее к аналого-дискрет.ным преобразователям сигналов. Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) уравновешивающего преобразования с дискретным формиров нием компенсирующего напряжения и постоянным шагом квантобания, обеспечивающий сравнительно высокую точность и быстродействие, содержащий блок сравнения, преобразователь коднапряжение , источник опорного напряжения, распределитель, генератор тактбвых. импульсов ij. Недостаток преобразователя - низкая надежность. Известен также быстродействующий аналого-цифровой преобразователь, в котором длительность каждого уровня квантования на выходе цифро-аналогового преобразователя обратной связи начиная с первого, уменьшается в со ответствии с логарифмическим законом Г2. Недостатком такого преобразовате является то, что реальная длительность переходных процессов в устррйстве зависит от величины опорного напряжения, влияния и разброса параметров элементов преобразователя, паразитных компенденсов, температурной нестабильности элементов и вследствие этого не подчинена какому-либо закону полностью, в частности логарифмическому . Цель изобретения - повышение быстродействия и Исщежности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифррвой преобразователь, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с источником входного напряжения, второй входс первые выходом преобразователя код апряжение, первый вход которого соединен с первыми выходом распределителя, введеныпервый, второй и третий триггеры, первый и второй элементы И, формирователь импульса и индичатор окончания переходного процесса, вход которого соединен с первым выходом преобразователя код - напряжение, а выход через формирователь импульсов соединен с первым входом распределителя и первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента Ц, а выход соединен со вторым входом этого элемента, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выхо которого соединен с первым входом цифровой вычислительной машины, а второй вхо соединен с ее первым выходом и с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом распределителя, а выход соединен со вторым входом распределителя и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом цифровой вычислительной машины, второй вход которой соеднен со вторым выходом преобразователя код - напряжение, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения.

На чертеже представлена блокт-схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

Преобразователь содержит блок 1 сравнения, преобразователь код-напряжение 2, источник 3 входного напряжения, индикатор 4 окончания переходного процесса, формирователь 5 импулса, распределитель б, первый 7, второй 8 , третий 9 триггеры, первый 10 и второй 11 элементы и, цифровая вычислительная машина (ЦВМ) 12.

В предлагаемом аналого-цифровом преобразователе Напряжения в код работа устройства организована по апериодическому способу, т. е. таким образом, когда каждый последующий такт аналого-цифрового преобразователя разрешается непосредственно после окончания переходных процессов в предыдущем такте, а длительность тактов уравновешивания равна реальной длительности переходных процессов в устройстве.

Устройство работает следующим ,образом.

. По сигналу Пуск из ЦВМ 12 распределитель 6 через триггер 9 под- ключают к блоку 1 сравнения преобразователь код - напряжение 2, к котоPONV подключено и измеряемое напряжение с источника 3 входного напряжения. Также по сигналу Пуск тактовые импульсы (ТИ) контроля от ЦВМ 12 поступают на триггер 7 через первый элемент 41 и триггер 8 индикации состояния устанавливается в положение исправность. Блок 1 сравнения в моменты равенства преобразуемого напряжения компенсирующего с преобразователя код - напряжение 2 формирует сигнал, управляющий преобразователем код - напряжение. Индикатор 4 окончания переходного процесса выдает импульс, задний фрон Которого фиксирует момент окончания переходного процесса первого уровня квантования, а формирователь 5 импульса формирует импульс, управляю4ИЙ распределителем на подключение следуюцего уровня квантования с триггером 7, разрешающим прохождение ТИ контроля через элемент И 11 на триггер 8 индикации состоянии исправность Период ТИ контроля выбирается большего по длительности такта квантования. При отсутствии импульса с формирователя 5 импульса триггер В

индикации состояния вторым тактовым импульсом с ЦВМ 12 устанавливается в положение неисправность. Поданный в ЦВМ сигнал о неисправности Аи,П позволяет осуществлять быструю замену неисправного АЦП резервным.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с источником входного напряжения, второй входс первым выходом преобразователя коднапряжение, первый вход которого соединен с первым выходом распределителя,, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности преобразования, введены первый, второй и третий триггеры, первый и второй элементы И, формирователь импульса и индикатор окончания переходного процесса, вход которого соединен с первым выходом преобразователя код - напряжение, а выход через формирователь импульсов соединен с первым входом распределителя и первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента И, а выход соединен со вторым входом этого элемента, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом цифровой вычислительной машины, а второй вход соединен с ее первым выходом и с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом распределителя, а выход соединен со вторым входом распределителя и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом цифровой вычислительной машины, второй вход которой соединен со вторьм выходом преобразователя код - напряжение второй вход которого соединен с выходом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., Высшая школа, 1973, с. 207.

2.Авторское свидетельство СССР 221337, кл. Н 03 К 13/17, 1971.