Аналого-цифровой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к автоматике и вычислительнбй технике, и может быть использовано для пре- . образования напряжения в цифровой код. .

. Известен аналого-цифровой преобразователь, содержасций делитель напряжения, аналоговые ключи, усилители, генераторы тока, устройство управления, устройство сравнения, триггеры и элемент ИЛИ fl.

Недостатками указанного аналогоцифрового преобразователя являются сложность настройки и низкая надежность.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной ключ,, подключенный к входу усилителя, устройство сравнения, первый вход которого соединен с выходом усилителя, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, первый и второй ключи, первые входы которых соединены с входом усилителя, вторые входы - с выходом усилителя, а выходы - с первыми обкладками первого и второго запоминающих конденсаторов, третий и четвертый ключи, первые входы которых соединены с выходом усилителя, а выходы - с первыми обкладками третьего и четвертого запоминающих конденсаторов, пятый и шестой ключи, первые входы которих соединены со вторыми входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выходы - с вторыми обклгшками первого и второго запоминающих конденсаторов , седьмой и восьмой ключи, первые входы которых соединены с

10 шиной нулевого потенциала, а выходы с вторыми обкладками третьего и четвертого запоминающих конденсаторов 2 J.

В этом преобразователе реализован

15 алгоритм поразрядного уравновешивания, причем разряду кода присваивается нулевое значение при сравнении удвоенного напряжения, полученного

2Q в предыдущем цикле преобразования на выходе усилителя, Q первым опорным напряжением , а единичное значение при сравнении разности удвоенного напряжения, полученного в предыдущем цикле преобразования и второго опорного напряжения U с первьам опорным напряжением.

Выходная информация представляет.ся в виде последовательного кода. Недостатками известного аналого цифрового преобразователя являются невысокая точность из-за повышенных рабочих напряжений на зарядных конденсаторах и требование для работы двух источников опорных напряжений. Цель изобретения - повьлиение точности работы устройства. Указанная цель достигается тем что D аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной ключ, подключенный к входу усилителя, устройство сравнения, первый вход которого соединен с выходом усилителя, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, первый и второй ключи, первые входы которых соединены с входом усилителя, вторые входы -- с выходом .усилителя, а выходы с первыми обкладками первогои второго запоминающих конденсё1Торов, третий и четвертый ключи, первые входы которых соединены с выходом усилителя, а выходы - с первыми об-кладками третьего и четвертого запоминйющих конденсаторов, пятый и шестой ключи, первые входы которых соединены с вторыми входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выходы - с вторыми обкладками первого и второго запоминающих конденсаторов, седьмой и восьмой ключи, первые входы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а выходы с вторыми обкладками третьего и четвертого запоминающих конденсаторов, введены два дополнительных ключа, входы которых соответственно под ключены к выходу источника опорного напряжения и к шине нулевого потенциала, а выходы - к вторым входам пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей. На чертеже представлена электричес кая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит ключ 1, входной ключ 2,усилитель 3,устройство 4 сравнения, ключи 5 и б, запоминающие кон денсаторы 7-10 и ключи 11-17. Устройство работает следующим образом. Для реализации алгоритма последо тельного поразрядного кодирования входное напряжение Ug сравнивается с опорным напряжением Up. Если входное напряжение меньше опорного, то старшему разряду кода присвгшвается нулевое значение, а напряжение U удваивается и снова сравнивается с опорным напряжением. Если .входное напряжение больше опорного, то старшему разряду кода присваивается единичное значение, а разность входного и опорного напряже ния удваивается и снова сравнивается с опорным напряжением. Таким образом, в каждом такте напряжение, поданное на вход преобразователя, сравнивается с опорным напряжением и удваивается, если определенный код в данном такте равен нулю, или удваивается разность напряжений на входе преобразователя и опорного напряжения, если код равен единице. Удвоенное напряжение снова подается на вход преобразователя для определения кода следующего разряда. В первом такте происходят следующие коммутации. Входной ключ 2 замыкается и соединяет внешний источник входного сигнала с входом усилителя 3, имеющего единичный коэффициент усиления и большое входное сопротивление. Напряжение и выхода усилителя поступает на один из входов устройства 4 сравнения. Устройство сравнения определяет старший разряд кода. Если U .. U старший разряд кода равен нулю, если и 7 UQ - то единице. Этот процесс занимает незначительную по времени часть такта, так как запоминающие конденсаторы на выходе усилителя отключены. При получении на выходе устройства сравнения единичного кода срабатывает ключ 16 и включает запоминающие конденсаторы 7 и 9 между выходом усилителя и источником опорного напряжения, а при получении нулевого кода ключ 17 включает запоминаквдие конденсаторы 7 и 9 между выходом усилителя и шиной нулевого потенциала. Запоминающие конденсаторы 7 и 9 заряжаются в первом случае до напряжения Ug, - 11(5, а во втором случае до напряжения, равного %.. Во втором размыкаются входной ключ 2 и ключ 16 при единичном коде или ключ. 17 при нулевом коде, а запоминающие конденсаторы 7 и 9 включаются последовательно ключами 5, 13 и 11, 1 между входом усилителя 3 и шиной нулевого потенциала. При этом на вход усилителя подается напряжение 214 идИли 2Ue)cB зависимости от полученного кода разряда. Одновременно срабатывают ключи б, 10, 12, 14, включая запоминающие конденсаторы 8 и 10 параллельно. При получении кода разряда на выходе устройства сравнения срабатывает один из ключей 16 или 17 в зависимости от полученного кода и подключает запоминающие конденсаторы 8 и 10 между выходом усилителя и источником опорного напряжения или шиной нулевого потенциала в зависимости от полученного кода. Впоследующих тактах процесс повторяется до получения кода младшего разряда. При получении кода млсодшего разряда включается входной ключ 2 и процесс преобразователя начинается сначала. В предлагаемом аналого-цифровом преобразователе, последовательно включенные запоминаюгцие конденсаторы на входе усилителя при единичном коде раэряжгиотся за вреМя такта на величи ну напряжения в 2-3 раза меньшую, че в известном, при одной и той же постоянной времени цепи разряда. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь содержсцций входной ключ, подключенный к входу усилителя, устройство сравнения, первый вход которого соединен с выходом усилителя, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, первый и второй ключи, первые входы которых соединены с входом усилителя, вторые входы - с выходом усилителя, а выходы - с пер ми обкладками первого и второго запоминающих конденсаторов, третий и четвертый ключи, первые входы которых соединены с выходом усилителя, а выходы - с первыми обкладками тре его и четвертого запоминающих конде саторов, пятый и шестой ключи, перв 2 входы которых соединены с вторыми входами третьего и четвертого ключей соответственно, а выходы - с вторыми обкладками первого и второго запоминающих конденсаторов, седьмой и восьмой ключи, первые входы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а выходы - с вторыми обкладками третьего и четвертого запоминающих конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два дополнительных ключа, входы которых соответственно подключены к выходу источника onopHoixs напряжения и к шине нулевого потенциала, а выходы - к вторым входам пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 617832, кл. Н 03 К 13/02, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 739732, кл. Н 03 К 13/02, 1980 (прототип).