Двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54) ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОКОРРЕКЦИИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к области стабилизации характеристик измерительной аппаратуры и предназначено, например, для автокоррекции нуля и крутизны аналого-цифрового преобразователя при проведении прецизионных измерений.

Оно может быть использовано при проведении аналогичной коррекции измерительных тактов в спектрометрии, биологии, медицине и других областях науки и техники.

Известно устройство для стабилизации амплитудных тактов, состоящее из цифрового дискриминатора, реверсивного шагового двигателя с редуктором многооборотного потенциометра с приводом и схемой многофазного управления работой двигателя 1.

Известно также двухканальное устройство автокоррекции аналогоцифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор,регистр нуля и наклона со старшими и младшими разрядами, преобразователь коднапряжение (ПКН).Причем ПКН может быть выполнен как на весовых резисторах, так и построен время-импульс ным способом 2.

Недостатком известных устройств является сложность их реализации.

Цель изобретения - упрощение устройства - достигается тем, что в

двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистры нуля и наклона со старшими

10 и младшими разрядами, преобразователь код-напряжение, включающий генератор импульсов, соединенный со счетчиком числа, ключи, соединенные с фильтрами, триггеры, клемму сброс, соединенную с шиной установки в О триггеров регистров, введены мул1ьтиплексор, старший и младший опорные счетчики, коммутатор, причем первые входы триггеров подключены к выходу младшего и к входу старшего опорных счетчиков, вторые входы триггера преобразования и опорного триггера подключены соответственно к выходам счетчика числа и старшего опорного счетчика, выходы триггера каналов подключены к первому адресному входу мультиплексора и управляющему входу коммутатора, информационный вход которого соединен-с выходом триггера преобразователя, а виход - с ключами

нуля и наклона, выходы опорного триггера подключены к шине сброса старшего опорного счетчика и к второму адресному входу мультиплексора, информационные входы которого соединены со старшими и .младшими регистрами наклона и нуля,а выход подключен к установочному входу счетчика числа.

На фиг.1 приведена блок-схемаi ., двухканального устройства автокоррекции аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений. Генератор импульсов 1 через параллельно включенные младший опорный счетчик 2 и счетчик числа 3 соединен с триггером преобразования 4. Триггер преобразования через коммутатор 5, ключ наклона б, и фильтр наклона 7 соединен с выходом канала наклона 8 Коммутатор 5 соединен также через ключ нуля 9, фильтр нуля 10 с выходом канала нуля 11. Выход младшего опорного счетчика 2 подключен через триггер каналов 12 к управляющему входу коммутатора 5 и соединен со старшим опорным счетчиком 13, с опорным триггером 14, а также с входом стробирования 15 мультиплексора 16. Цифровой дискриминатор 17, имеющий вход информации 18 и вход пуска 19, соединен реверсивной связью с младшими разрядами регистра наклона 20, подключенного к старшим регистрам наклона 21 и младшим разрядам регистра нуля 22, к старшим разрядам нуля 23. Причем все п-разрядные регистры 20-23 через мультиплексор соединены с входом установки счетчика числа 3. Импульс с клеммы 24 поступает на входы установки нуля 25 младших разрядов регистров 22,20 и на входы установки кода 2 26 старших разрядов регистров 21,23. Выход опорного триггера 14 соединен с входом сброса старшего опорного счетчика 13 и с входом адреса 27 мультиплексора 16, а триггер каналов 12 - с другими входом адреса 28 мультиплексора 16.

На фиг.2 диаграммы напряжений на выходах элементов обозначены теми же цифрами, что и сами элементы.Обозначения циклов преобразования сое- тоят из двух знаков: первый - номер цикла в канале, второй - обозначение канала (например, 2,Н - второй цикл прербразования в канале наклона).

Устройство работает следукнцим обрзом.

Входные коды с преобразователя поступают на вход информации 18,а пусковые сигналы, соответственно на вход пуска 19 цифрового дискриминатора 17, который в зависимости от поступающих кодов вырабатывает сигналы 1 и -Т для реверсивных регистров нуля 22,23 и наклона 20,21 Таким образом в процессе набора

спектра на регистрах 20,21 в цифровой форме накапливается сигнал коррекции наклона / а на регистрах 22,23 - нуля.

Сигналы с генератора импульсов 1 непрерывно пересчитываются младшим опорным счетчиком 2 и счетчиком числа 3, имеющими п разрядов, как все регистры и старший опорный счетчик 13. Импульсы переполнения с .этих счетчиков формируют на триггере преобразования 4 временные интервалы, пропорциональные содержимому старших регистров 21,23, так как коды этих регистров устанавливаются в счетчике числа 3 через мультиплексор 16 по команде установки, приходящей на вход стробирования 15. Одновременно с переключением мультиплексора 16 триггер канала 12 подключает выход триггера преобразования 4 через коммутатор 5 к соответствующему ключу 6 или 9. Ключ соединяет вход фильтра (несколько RC-цепочек) то с источником напряжения +U, то с источником напряжения -U, и таким образом, на выходе фильтра получается напряжение коррекции иц или Ll.

За весь период преобразования цикл преобразования повторяется 2() раз (см. диаграмму на фиг.2) причем 2 раз преобразуются коды старших разрядов регистра 21, 23 регистров нуля, и наклона и по одному разу коды младших разрядов регистров 20, 22. Переключение старших и младших разрядов регистров в мультиплексоре 16 производится по входу адреса 27 опорным триггерсии 14, который совместно со старшим опорным счетчиком 13 составляет счетчик с коэффициентом пересчета (в течение 2 циклов опорный триггер 14 находится в состоянии О, в ()-ом цикле в состоянии 1).Для числа уровней коррекции 16-10 равно 7, тактовая частота генератора импульсов составляет 1 МГ и при этом длительность цикла равна 128 МКС, а периода стабилизации 3 мс. Чтобы пульсации на выходе не превышали половины младшего разряда, степень подавления фильтром частоты циклов должна быть не менее 2 (см. диагр. 6 и 8 или 9 и 10). Это условие легко удовлетворяется двухзвенным фильтром (R 4,7 кОм, С 20 мкФ), причем постоянная фильтра составляет около 0,3 с, что вполне приемлемо для системы стабилизации.

Заявленное устройство, выполненное на интегрсшьных элементах 155 серии, содержит только 22 корпуса (не считая цифрового дискриминатора) ,что позволило в серийно выпускаемом блоке стабилизации исключить одну плату (60-70 корпусов) из трех, а также шаговые двигателя, редуктор) и гелипоты. Проведенные

изменения также значительно повысили надежность из-за исключения ряда элементов, особенно механических.

Формула изобретения

Двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистры нуля и наклона со старшими и младшими разрядами, преобразователь код-напряжение,включающий генератор импульсов,соединенный со счетчиком числа, ключи, соединенные с фильтрами, триггеры, клемму сброс, соединенную с шиной установки в О триггеров регистров, о тличающ ееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены мультиплексор, старший и младший опорные счетчики, коммутатор причем первые входы триггеров подключены к выходу младшего и к входу старшего опорных счетчиков, вторые входы триггера преобразования и опорного триггера подключены соответственно к выходам счетчика числа и старшего опорного счетчика, выходы триггера каналов подключены к первому адресному входу мультиплексора и 5 управляйщему входу коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом триггера преобразования, а выход - с ключами нуля и наклона, выходы опорного триггера подключены к шине сброса старшего опор0ного счетчика и к второму адресному входу мультиплексора, инфо ялацианные входы которого соединены со старшими и младшими регистрами наклона и нуля, а выход подключен к устаг

5 новочному -входу счетчика числа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СЗИА 3538420, кл. 321-5. 03.07.70.

0

2.Гельман М.М. и др. Автоматическая коррекция систематических погрешностей в преобразователях напряжение - код. М., Энергия, 1974, с.26 (прототип)

Г7

VH

Фиг. Г

«a

M

«s

4i

«

J

«5

II

П

C4J

u

B

.

ь