Интегрирующий преобразователь напряжения в код Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и используется в информационно-вычислительных системах.

Известны устройство интегрирующего уравновешивания преобразуемых величин (напряжений или токов) с помощью эталонных величин (напряжений или токов) , содержащее интегратор, первый и второй входы которого через коммутатор соединены с входной шиной устройства и с шинами источника эталонных напряжений соответственно, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с общей шиной устройства, а выход - соединен с входом блока управления и формирования кода, выходы последнего соединены с входами управления коммутатора и интегратора 1}

Недостатком данного устройства является низкая точность преобразования .

Известно устройство интегрирующего уравновешивания с переменной длительностью тактов преобразуемых величин (напряжений или токов) с помощью эталонных величин, содержащее интегратор, первый, второй и третий входы которого через коммутатор соединены

с входной шиной устройства и с шиной источника эталонных напряжений соответственно, выход интегратора соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной источника эталонных напряжений, а выход - с входом блока управления и формирования кода, выходы которого соединены с входами уп10равления коммутатора и интегратораГУ.

Недостатком данного устройства является низкая точность преобразования.

15

Известно также устройство, содержащее первый и второй интеграторы, при этом вход первого интегратора через коммутатор соединен с входной

20 шиной устройства, вход второго инт гратора через коммутатор соединен с шинами источника эталонных напряжений, выходы первого и второго интеграторов соединены с входами бло25ка сравнения, выход которого соединен с входом блока управления и формирования кода, выходы последнего соединены с входами управления коммутатора, первого и второго интеграто30 ровГз.

НЬдостаткамн данного устройства являются низкие точность преобразования и надежность.

, Цель изобретения - повышение надежности и точности преобразования устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в интегрирующем преобразователе напряжения в код, содержащем первый интегратор, первый вход которого- через коммутатор соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления и формирования кода, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен свыходом второго интегратора, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления и формирования кода, второй вход через коммутатор соединен с шиной источника эталонного напряжения, первый, второй и третий управляющий входы коммутатора соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выходом блока управления и формирования кода, вход которого соединен с выходом блока сравнения , третий вход первого интегратора через коммутатор соединен с шиной источника эталонного напряжения.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства-, на фиг 4 - диаграммы изменения напряжения.

Схема содержит интеграторы 1 и 2 коммутатор 3, входную шину 4 устройства, шину 5 источника эталонного напряжения, блок 6 сравнения, блок 7 управления и формирования кода.

Первый вход интегратора 1 через коммутатор 3 соединен с входной шиной 4 устройства. Второй вход интегратора 1 и входинтегратора 2 через коммутатор 3 соединен с шиной 5 источника эталонного напряжения. Выходы интеграторов 1 и 2 соединены с входами блока б сравнения, выход которого соединен с входом блока 7 управления и формирования кода. Выходы блока 7 управления и формирования кода соединены с входами управления коммутатора 3 и интегратора 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом преобразования сигналом из блока 7 управления и формирования кода интегратор 1 и 2 обнуляются. В первом такте преобразования (фиг. 2) напряжение U с входной шины 4 устройства передаезтся коммутатором 3 на первый вход интегратора 1. Эталонное напряжение U с шины 5 источника эталонного напряжения коммутатором 3 передается на вход интегратора 2. В течение времени Т интеграторы 1 и 2 интегрируют напряжение с одинаковой постоянной времени. Напряжения с выходов

интеграторов 1 и 2 поступают в блок 6 сравнения, где выполняется их сравнение и выработка сигналов х и х результата сравнения. Сигналы х и X;, используются в блоке 7 управления и формирования кода для управления преобразованием в следующем такте. Если U,,p г 1 ) ,то во втором такте преобразования эталонное напряжение Up по сигналу управления коммутатором 3 передается на второй вход интегратора 1. Для случая и,, эталонное напряжение Ujj сохраняется подключенным ко входу интегратора 2. Во втором и последующих тактах преобразования первый вход интегратора 1 отключен .от входной шины 4 устройства. Во втором также преобразования эталонное напряжение и., интегрируется в течение времени Т/2 либо интегратором 1 либо интегратором 2. Далее выполняется HOBOR сравнение напряжений на выходах интеграторов 1 и 2 и вырабатываются сигналы результата сравнения Х2 и х . По ним в следующем также преобразования в течение времени Т/2 интегрируется эталонное напряжение DO, увеличивая напряжение и,р. или ypi таким образом, что напряжение разности между ними уменьшается .

Аналогичным образом выполняются такты уравновешивания с интегрированием эталонного напряжения UQ в течение последующих интервалов време -2Т

где-1б5и,ап- коли-

По результатам сравчество разрядов, . и л блок 7 управления нения X, и формирования кода вырабатывает код преобразуемого напряжения

.S (X -Xji

При преобразовании знакопеременных напряжений Uy вместо эталонного напряжения Up в первом такте преобразования на вход интегратора 2 коммутатором 3 подается нулевое напряжение с общей шины источника эталонного напряжения. Диаграммы изменения /напряжения и vP-2- преобразовании положительного напряжений Uy представлены на фиг.З, а при преобразовании отрицательного напряжения и - на фиг. 4.

Повышение точности преобразования достигается за счет применения источника однополярного эталонного напряжения, так как при этом отсутствует составляющая погрешности, обусловленная наличием второго источника эталонного напряжения и неидентичности его напряжения с первым.

Таким образом, предлагаемое уст. ройство обеспечивает повьлиение надежности и точности преобразования 5 напряжения в код.

Формула изобретения

Интегрирующий преобразователь напряжения в код, содержащий первый :интегратор, первый вход которого через коммутатор соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления и формирования кода, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления и формирования кода, второй вход через коммутатор соединен с шиной источника эталонного напряжения, первый, второй и третий управляющие входы коммутатора соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами блока управления и формирования кода, вход которого соединен с выходом блока сравнения, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности преобразования, третий вход первого интегратора через коммутатор соединен с шиной источника эталонного напряжения .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. М.,

Энергия, 1978, с. 62,67.

2.Заявка ФРГ № 2052753, кл. 21 а36/00, 1971.

3.Заявка ФРГ 2404597,

кл, 21 а 36/00, 1980 (прототип).