Аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания Советский патент 1982 года по МПК H03K13/175 

(5) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО СЧИТЫВАНИЯ

1

Изобретение относится к аналогоцифровой вычислительной технике и предназначено для использования, в частности, в устройствах воспроизведения нелинейных зависимостей с автоматическим вводом информации-, комбинированных блоках переменожения и др.

Известен аналого-цифровой преобразователь АЦП) непосредственного д считывания, входная величина в котором сравнивается с набором одинаковых эталонов, образующих измерительную шкалу. В электронных АЦП эта шкала чаще всего задается от 5 общего эталонного источника посредством многоотводных делителей напряжения , самопреобразование производится компараторами, сравнивающими входной сигнал с напряжениями в точ- 20 ках отвода, а результат преобразования отображается состояниями компараторов в виде нормального единичного кода

К недостаткам такого АЦП следует отнести невысокую точность при возрастании нагрузки на делитель напряжения.

Известен также АЦП, содержащий компapaтopЫJ пepвыe . входы которых соединены с соответствующими выводами делителя эталонного напряжения, втоPbie входы соединены с источником входного сигнала, а выход - с входами дешифратора, выполненного на элементах НЕ, И, ИЛИ. Достоинство, такого преобразователя - высокое быстродействие, равное времени срабатывания одного отдельного компаратора и недостижимое для преобразователей другого типа (поразрядных, последовательного счета и T.n.)2j.

Недостатки устройства - чрезмерно большое количество (2 -1) прецизионных резисторов, где л - число разрядов АЦП в эталонном делителе, и значительная нагрузка со стороны компараторов на источник сигнала.

Целью изобретения является увеличение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем что АЦП непосредственного считывания содержащий две группы компараторов первые входы обеих групп подключены к соответствующим выводам делителя эталонного напряжения, а вторые входы - компараторов первой группы к источнику входного сигнала, введены дифференциальный усилитель с резистором обратной связи, источник сме-. щения, делитель напряжения, выполненный на двух последовательно соединенных резисторах, и третий резистор, прк этом первые входы компараторов первой группы соединены с первыми входами соответствующих компаратор э.в второй группы, а вторые - входы компараторов первой группы подключены к источнику входного сигнала непосредственно и к шине нулевого потенциала через делитель напряжения, общая точка резисторов которого соединена с неинзертирующим входом дифференциального усилителя, к инвертирующему входу которого подключ1н третий резистор, вторым выводом соединенный с источником смещения, и резистор обратной связи, вторым выводом соединенный с выходом дифференциального усилителя и со вторыми входами компараторов второй группы.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

АЦП содержит две группы 1 и 2 компараторов, делитель эталонного напряжения 3, дифференциальнь1Й усилитель k с резистором 5 в цепи обратной связи, входной резистор 6, резистор смещения 7 и симметрирующий резистор 8.

Режим работы компараторов в схеме выбирается так, чтобы эталонное напряжение на входе старшего т-го компаратора не превышало максимального синфазного напряжения, и равнялось половине входной шкалы.

Срабатывание компараторов происходит в момент равенства входного и опорного напряжений одинаковой полярности.

Устройство работает следующим образом.

При все компараторы в группах Ьи 2 находятся в исходном состоянии, т.е. на их выходах действуют напряжения, соответствующие логическому нулю. При этом напряжение на выходе усилителя благодаря напряжению смещения Ед способствует поддержанию этого состояния у „группы 2 компараторов.

С увеличением по абсолютной величине входного напряжения X поочередно, начиная с первого, включаются компараторы группы 1, образуя парал лельный единичный код в виде си|- налов на своих выходах, одновременно при этом напряжение на выходе усилителя уменьшается. После того как сработал последний (старший7компаратор первой группы, напряжение на выходе усилителя k стало равным нулю, а поскольку входное напряжение X подключено к неинвертирующему входу, то при дальнейшем увеличении X на входах компараторов второй группы действует напряжение той же полярности, что и на.входах компараторов первой группы, и тогда порядок срабатывания компараторов второй группы аналогичен порядку срабатывания компараторов первой группы.

Таким образом, в преобразователе благодаря включению дифференциального усилителя k уменьшается вдвое нагрузка на источник сигнала и во стол ко же раз количество резисторов в эталонном делителе.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания, содержащий две группы компараторов, первые входы обеих групп подключены к соответствующим выводам делителя: эталонного напряжения, а вторые входы компараторов первой группы подключены к источнику входного сигнала, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности преобразования, в него введены дифференциальный усилитель с резистором обратной связи, источник смещения, делитель напряжения, выполнен- ный на двух последовательно соединенных резисторах, и третий резистор, при этом первые входы компараторов первой группы соединены с первыми входами соответствующих компараторов второй группьг, а вторые входы компараторов первой группы подключены к источнику входного сигнала непосредственно и к шине нулевого потенциала через делитель напряжения, общая точка резисторов ко