Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/08 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в информационных-измерительных система при опросах датчиков с нелинейными характеристиками. Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП), например АЦП время-импульсного типа, которые решают задачу преобразования напряжения выходного сигнала датчика в число импульсов,а затем в код 1. Однако эти АЦП не обладают способ ностью линеаризации.характеристик датчиков, подключенных к их входам. Наиболее близким по своей техниче кой сущности к предлагаемому являетс АЦП, содержащий преобразователь выходного сигнала в интервал времени, триггер, генератор, счетчиК, дешифра тор, источники тока, конденсатор и нуль-орган. АЦП обладает свойством линеаризации характеристик датчиков Однако этот АЦП можно применить лишь с датчиками с выходным сигналом в виде интервала времени или с выход ным сигналом, который можно преобразовать в интервал времени. Существует большое число датчиков с выходным сигналом в виде частоты или числа импульсов. Выходной сигнал этих датчиков трудно преобразовать -в интервал времени и сделать это без потери точности практически невозможно. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей аналого-цифрового преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь , содержащий триггер, генератор, источники тока, конденсатор и нульорган, выход которого подключен к первому входу триггера, выход которого подключен к входу генератора и первого источника тока, счетчик, выходы которого подключены к первым входам дешифратора, выходы которого соединены с входами остальных источников тока, а выходы всех источников тока объединены и подключены к первому входу нуль-органа и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка соединена с вторым входом нуль-органа и общей шиной, введены преобразователь входного сигнала в число импульсов, формирователь импульсов постоянной длительности и элемент ИЛИ, причем вход преобразователя входного сигнала в число импульсов соединен с входной шиной, первый выход - с вторым входом тригг-оpa, a второй выход - с входом формирователя импульсов постоянной дли тельности, выход которого подключен к второму входу дешифратора к к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входом счетчика. На фиг,1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - временная диаграмма егоработы. Аналого-цифровой преобразователь содержит входную шину 1, которая соединена с выходом датчика с нелинейной характеристикой (на фигЛ не показан) Выход преобразователя 2 подключен ко входу установки в триггера 3 управления, которого подключен ко входу генератора импульсов 4, выход которого через элемент ИЛИ 5 подключен ко входу счетчика 6, выходы которого подключены ко входам дешифратора 7. Ко второму входу элемента ИЛИ 5 подключен выход формирователя 8 импульсов постоянной длительности. На выходах дешифратора 7 могут появляться только в том случае если на его вход с выхода формирователя 8 импульсов постоянной длительКо входу форностй поступает .мирователя 8 подключен информационный выход преобразователя 2. Выходы дешифратора подключены ко входам источников 9 тока. Для включения источника тока на его вход с выхода дешифратора надо подать . Ко входу источника тока 10, генериру ющего ток обратного по сравнению с током источников 9 напряжения, подкл чен выход триггера З Выходы источников 9 и 10 подключены к конденсатору 11, вторая обкладка которого заземле на, и ко входу нуль-органа 12, выход которого подключен к установке в ITQII триггера управления 3. Устройство работает следующим обр зом. С информационного выхода преобразователя 2 на вход формирователя 8 импульсов постоянной длительности Поступают импульсы, число которых пр порционально электрическому сигналу на выходе датчика. Каждый из этих импульсов с выхода формирователя поступает на дешифратор и вызывает включение одного из источников 9 тока, начиная с первого, на время своей длительности. Задним фронтом каждого импульса добавляется в счетчик б. Во время поступления первых импульсов на вход дешифратора напряжение на конденсаторе растет с одной скоростью (фиг.2, участок 0). Через некоторое время, когда под воз действием импульсов, поступающих на счетчик, его ставшие разряды увеличи вают свое состояние, выходы дешифратора перестают включать первый источ ик 9 тока и включают второй, ток коорого больше (или меньше), чем у ервого. Во время наличия импульсов а выходе- формирователя 8 скорость оста напряжения на конденсаторе изеняется (фиг.2, участок 5 ); напряение .на конденсаторе под воздейстием токов источников 9 изменяется повторяет кусочно-линейно-аппроксиированную характеристику, полученную утем вычитания из кусочно-линейноппроксимированной характеристики атчика линейной характеристики преобразователя 2. Поэтому на конденсаторе в виде напряжения накапливаетя разность между нелинейной характеристикой датчика и линейной характеристикой преобразователя 2, По окончании линейного преобразоания эту разность необходимо преобразовать в дополнительное число импульсов, 4то происходит следующим обра:зом. После линейного преобразования с выхода преобразователя 2 на вход триггера 3 поступает импульс, устаБлагодарянавливающий его в этому включается источни-к тока 10 и генератор 4, с выхода которого импульсы через элемент ИЛИ 5 поступают на вход cчeтчиJ a б. Под воздействием тока источника 10 конденсатор 11 разряжается до нуля, в результате чего срабатывает нуль-орган 12 и ставит триггер 3 в исходное положение. Источник 10 отключается и подача импульсов на счетчик прекращается. Число импульсов, поданное на счетчик, оказывается пропорциональным величине физического воздействия на входе датчика, так как после линейного преобразования число импульсов увеличено на величину, пропорционально разности между линейной характеристикой преобразователя 2 и нелинейной характеристикой датчика. Число с выходов счетчика поступает на выходы АЦП. В отличие от известного предлагаемый АЦП позволяет производить линеаризацию характеристик датчиков не только с преобразователем входных сигналов в интервал времени, но и с преобразователями входных сигналов в число импульсов любого принципа действия(например, с промежуточным преобразователем в частоту или с преобразователями в число импульсов датчиков с чистотным выходом), что позволяет расширить область применения АЦП. Формула изобретения. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий триггер, генератор, источники тока, конденсатор и нуль-орган.

выход которого подключен к первому входу триггера, выход которого подключен к входу генератора и первого источника тока, счетчик, выходы которого подключены к первым входам дешифратора, выходы которого соединены с 5 входами остальных источников тока, а выходы всех источников тока объединены и подключены к первому входу нульоргана и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого сое- Ю динена с вторым входом нуль-органа и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь входного сигнала в 5 число импульсов, формирователь импульсов (ПОСТОЯННОЙ длительности и элемент ИЛИ, причем вход преобразователя

входного сигнала в число импульсов соединен с входной шиной, первый выход - с вторым входом триггера, а второй выход - с входом формирователимпульсов постоянной длительности, выход которого подключен к.второму входу дешифратора и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходе генератора, а выход - с входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

SlUX.I&t,

Swd-Sn.

Ы-fo

t

Svx.f-8x.Si

L

t

KhhKKN