Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВА ЕЛЬ

I

Изобретение относится к информаццонно-измерительной и вычислительной технике, а точнее к кодирующим преоб-: разователям, и может &з1ть использовано при проектировании преобразователей формы информации - аналого-цифровых (АЦП) и цифро-аналоговых (ЦАП).

Известны АЦП, обеспечивакнцие преобразрвание информации при использовании гшлообразной развертки

. Недостатком известных устройств является сложность конструктивного решения, обусловленная тем, что они содержат генератор пилообразного напряжения, формирующий линейно изменяющееся напряжение. Такие генераторы обычно выполняются на основе дискретных полупроводниковых злементов и к ним предъявляются жесткие требования в отHoojieHHH линейности характеристик, ста- бильности параметров.

, Наиболее близким к предлагаемому яв1ляется АЦП,, содержащий входную шину пересчетное устройство и частично поляризованную сегнетоэлектрическуяГ. пластину с размещенными в ней входньй, эталонным, выходным и электрода .ми. Преобразование входнс аналоговой величины в цифровой код производится посредством сравнения сигналов, наводимых механическими волнами, которые возбуждаются входьшм и эталонным сигналами под соответствующими электродами, на выходном электроде (электроде сравнения). Нуль-орган выявляет равенство или неравенство входной и :этапонной велич/1Н и выдает команду изменения кода эталона в пересчетной схеме. Эталонные электроды формируют новую эталонную волну f2j.

Однако такойпреобразователь содержит сложную пересчетную схему с из меняющимся алгоритмом работы, а также обратную связь в виде цепи: сегнетоэлектрическая пластина - нуль-орган пересчетная схема - сегнетозлектричеекая пластина, которая усложняет конструкцию АЦП.

Цель изобретения - упрощение АЦП.

Поставленная цель достигается тем, что в АЦП, содержащем входную шину, частично поляризованную сегнетоэлектрическую пластину с размещенными входным электродом и блоком входных электродов на одной ее стороне, и общим электродом на другой ее стороне, подключенным к общей шине, и пересчетное устройство ок выходных электродов выполнен в виде двух групп параллельных выходному электроду равномерно,размещенных участков металлизации, причем входные электроды первой группы выполнены одинаковой длины, соединенные между собой и подключены к шине эталонного сигнала, входные электроды второй расположены поочередно в поряд ке возрастания их длин, с.рединены меи ду собой и подключены ко входной шине а выходной электрод подключен ко входу пересчетного устройства. На чертеже схематически показана конструкция АЦП. Основой конструкции является пластина 1 из.сегнетоэлектрического мате риала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами в поляризованном состояНИИ. На одну из сторон пластины 1 нанесен выходной электрод 2, подключенный к пересчетному устройству 3- На ту же сторону пластины t параллельно вь1ходному электроду 2 нанесены две группы входных электродов. Длины электродов первой группы входных электродов k одинаковы, а электроды второй группы 5 расположены в порядке возрастания длин. Расстояния между соседними электродами одной группы одинаковы и рав ны длине волны возбуждения сегнетоэлектрического материала пластины k, Одна из групп входных электродов (в данном случае, группа 5) подключена к шине входного сигнала 6. Вторая группа входных электродов k подключена к шине эталонного сигнала 7. На другую сторону пластины 1 нанесен общий электрод 8. Преобразование аналоговой величины в цифровой код при помощи предлагаемого устройства происходит следующим образом, Импульс входного возбуждения подается на одну из групп входных электро дов k или 5, на вторую из этих же групп электродов одновременно с имг

пульсом входного возбуждения подается импульс эталонного возбуждения. В силу обратного пьезоэффекта, каждая из возбужденных секций двух групп входных элексродов генерирует бегущую механическую волну, .кохорая по достижеНИИ выходного электрода 2, в силу прямого пьезоэффекта, генерирует на нем выходной заряд, пропорциональный

длине возбужденного участка электрода

возбуждения 4(5). Ввиду того, что поляризация сегнетоэлектрика под группами входных электродов t и 5 имеет взаимопротивоположную направленность,

то и наведенный выходной заряд (ток) пропорционален алгебраической сумме входного и эталонного сигналов, так как они возбуждаются синхронно. Сигналы с выходного электрода 2 поступапают на переучетное устройство 3, представляющее собой обычный счетчик импульсов, который считает до тех пор, пока эталонный уровень не сравняется со входным сигналом. Тогда на выходном электроде 2 сигнал станет равным нулю. Цифровой код, соответствующий входному аналоговому сигналу снимается с выходов устройства 3. Эффективность предлагаемого АЦП проявляется при использовании его в цифро-аналоговых и аналого-цифровых вычислительных устройствах, где требуется уменьшение физического объема, количества применяемого оборудования и повышения точности преобразования. Благодаря применению преобразователей на основе сегнетоэлектрической керамики возможно значительное уменьшение их габаритов, увеличение надежности и снижение стоимости. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий входную шину, частично поляризованную сегнетоэлектрическую пластину с рэзмещенными выходным электродом и блоком входныхэлектродов на одной ее стороне, и общим электродом на другой ее стороне, подключенным к общей шине, и пересчетное устройство, .отличающийся тем, что, с целью его упрощения, блок выходных электродов выполнен в виде двух групп параллельных выходному электроду равномерно размещенных участков металлизации, причем входные электроды первой группы выполнены одинаковой лины, соединены между собой и подключены к шине эталонного сигнала. входные электроды второч группы расположены поочередно в порядке возрастания их длин, соединены между собо и подключены ко входной шине, а выходной электрод подключен ко входу пересчетного устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 52« 1.Пoлyпpoвoд fИkoвыe кодирующие и декодирующие преобразователи. Под ред. Смолова В. Б. М-Л., Энергия, 1967, с, . 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2801102/21, кл. Н 03 К 13/02, 23.07.79 (прототип)

/

/

Ч

7