SU1332535A1 - Intergrating analog-to-digital converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной и вычислительной технике, автоматике и может быть использовано в цифровых вольтметрах, в информационно-измерительных и управл ющих комплексах , устройствах автоматики и телемеханики . Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  путем уменьшени  температурной и временной нестабильностей устройства. Преобразователь содержит ключи, подключающие к входу управл емого источника тока измер емое или эталонное напр жени , ключи, управл емый источник тока, конденсатор, св занный одним выводом с первым входом компаратора, выход которого подключен к входам блока управлени  и преобразовател  временного интервала в код, и генератор образцовой частоты. Новым в преобразователе  вл етс  введение двух дополнительных ключей 8 и 9, поочередно соедин ющих второй вход компаратора с шиной питани  и с выводом конденсатора , не св занным с первым входом компаратора. 1 ил. i СЛThe invention relates to measuring and computing equipment, automation, and can be used in digital voltmeters, in information-measuring and control complexes, automation devices and telemechanics. The purpose of the invention is to improve the conversion accuracy by reducing the temperature and time instabilities of the device. The converter contains keys that connect a measured or reference voltage to the input of a controlled current source, keys, a controlled current source, a capacitor connected to the first input of a comparator, the output of which is connected to the inputs of the control unit and time converter into a code, and an exemplary frequency generator. New in the converter is the introduction of two additional switches 8 and 9, alternately connecting the second comparator input with the power bus and with a capacitor lead not connected to the first comparator input. 1 il. i SL

Description

Изобретение относитс  к измер1{- тельной и вычислительной технике, а именно к аналого-цифровому преобразо ванию информации.The invention relates to measuring computer technology, in particular to analog-to-digital conversion of information.

Целью изобретени   вл етс  повьгше ние точности преобразовани .The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion.

На чертеже приведена структурна  схема преобразовател .The drawing shows a block diagram of the converter.

Преобразователь содержит источник 1 эталонного напр жени , ключи 2 9, управл емый источник 10 тока, кон денсатор 11, компаратор 12, блок уп- равле)1и  13, преобразователь 1Д интервала времени в код и генератор 15 обрапцоиой частоты.The converter contains a source of reference voltage 1, keys 2–9, a controlled current source 10, a capacitor 11, a comparator 12, a control unit 1 and 13, a time interval converter 1D into a code, and a frequency generator 15.

npc4jGpa3OBaTeJib работает следующим образом.npc4jGpa3OBaTeJib works as follows.

Блок 13 управлени  вырабатывает управл ющие сигналы, одновременно от крывак1Г1,ие ключи 2, 4, 6 и 8 или 3, 5 7 и 9. В течение первого такта интегрировани  за определеннь й промежуток премени к входу управл емого источника тока подключаетс  измер емое на- пр же ие U , происходит зар д конденсатора 11 током i, пропорциональ- 1П,1м напр жению U, через открытые К.1ПОЧИ 4 и 6. В это врем  входы компа- рттора 12 закорочены через открытые ключи 6 и 8. Напр лсен е, до которого зар дитс  конденса гор 1 1 , пр мо про- порпнонально пеличине тока зар да и, следогиттельпо, входному напр жению и .The control unit 13 generates control signals at the same time from the switch K1, G1, the keys 2, 4, 6 and 8 or 3, 5 7 and 9. During the first integration cycle, for a certain period of the bonus, the measured on-line current is connected to the input of the controlled current source. At the same time U, the capacitor 11 is charged with current i, proportional to 1P, 1m voltage U, through open K.1PICHI 4 and 6. At this time, the inputs of the compressor 12 are shorted through public keys 6 and 8. For example up to which the charge of the condensation of the mountains 1 1 is charged directly propponally to the pelicin of the charge current and, therefore, one voltage and.

Во врем  второго такта интегрировани  ключи 2, 4, 6 и 8 размыкаютс , замыкаютс  ключи 3, 5, 7 и 9 и к входу управл емого источника 10 тока подключаетс  эталонное напр жение U, источника 1. Происходит разр д током ip , посто нпь м по неличине и пропорциональным Ug. Входы компаратора оказываютс  подключенными непосредственно к выводам конденсатора 11 через открытьш ключ 9.During the second integration cycle, the keys 2, 4, 6 and 8 are opened, the keys 3, 5, 7 and 9 are closed and the reference voltage U, source 1 is connected to the input of the controlled current source 10. The current ip is discharged non-generic and proportional to Ug. The inputs of the comparator are connected directly to the terminals of the capacitor 11 through the open key 9.

Вследствие высокого входного сопротивлени  компаратора через откры- тьй ключ 9 ток практически не течет, на нем не создаетс  падение напр жени , 1 оторое, скла |;ьтл сь с напр же- нпем на конденсапоре 11, прилагаетс  к входу компаратора, внос  существенную ногрешпос 1 ь в его работу.Due to the high input resistance of the comparator through the opening of the key 9, the current practically does not flow, it does not create a voltage drop, 1 which does not build up with the voltage on the capacitor 11, makes a significant footprint 1 l in his work.

TaxitM оГфачом, в предлагаемой схеме пл вход ссмпаратора подаетс  толь- 1 ) iiniub и, ри; :с пие на конденсаторе 1 1 н 10 пром  как в известных схемах на входе компаратора присутствует суммаTaxitM ГГФач, in the proposed scheme, the entrance of the csmparator is supplied only 1) iiniub and, ri; : with pie on capacitor 1 1 n 10 prom as in known circuits at the input of the comparator there is a sum

д,вух нанр 7 ении - на конденсаторе и падение напр жени  на замкнутом ключе от протекающего через него тока Р азр да, последнее  вл етс  сутдест- Е:енным дестабилизирующим фактором, поскольку при посто нном разр дном токе сопротивление открытого ключа су- DieCTBeHHO зависит от времени и темне10 ратуры окружающей среды.d, vn nr 7n - on the capacitor and the voltage drop on the closed key from the P-current flowing through it, the latter is sudest E: a destabilizing factor, since at a constant discharge current the resistance of the public key is DieCTBeHHO dependent from the time and darkness of the environment.

Второй такт интегрировани  (опорного сигнала) начинаетс  в момент включени  ключей 3, 5, 7 и 9 и заканчива- егс  в момент полного разр да конден15 сатора 1I , когда напр жение на его . обкладках постепенно уменьшаетс  до О и смен ет пол рность. В это врем  срабатывает компаратор 12, свидетельству  об окончании второго такта, и 20 его вьгходе формируетс  интервалThe second integration cycle (reference signal) starts at the moment when the keys 3, 5, 7 and 9 are turned on and ends at the moment of full discharge of the capacitor 1I, when the voltage is on it. The plates are gradually reduced to O and change polarity. At this time, the comparator 12 is triggered, to the certificate of the end of the second clock cycle, and its interval of 20 is generated.

времени о, длительность которого пропорциональна величине входного сигнала и.time o, the duration of which is proportional to the magnitude of the input signal and.

В преобразователе 14 интервалаIn the interval converter 14

25 времени в код происходит заполнение интервала Z импульсами образцовой частоты f , которые подсчитываютс  счетчиком числа импульсов. На выход преобразовател  выдаетс  цифровой25 times, the code is used to fill the interval Z with pulses of an exemplary frequency f, which are counted by a counter of the number of pulses. A digital output is provided to the converter.

30 код Nj|, соответствующий входному измер емому напр жению Uy.30 code Nj |, corresponding to the input measured voltage Uy.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Интегрир ющий аналого-цифровойIntegrating Analog-Digital 25 преобразователь, содержащий источник эталонного напр жени , выход которого через первый ключ соединен с входом управл емого источника тока, второй ключ-информационный, вход которс40 го  вл етс  входной шиной, а выход подключен к входу управл емого источника тока, выход которого соединен с информационными входами третьего и четвертого ключей, выходы которых25 a converter containing a source of reference voltage, the output of which is connected via a first switch to the input of a controlled current source, the second switch is an information source, the input 40 is an input bus, and the output is connected to the input of a controlled current source, which output is connected to information the inputs of the third and fourth keys, the outputs of which 45 подключены соответственно к информационным входам п того и шестого ключей и к выводам накопительного элемента , выполненного в виде конденсатора , выходы п того и шестого ключей45 are connected respectively to the information inputs of the fifth and sixth keys and to the terminals of a storage element made in the form of a capacitor; the outputs of the fifth and sixth keys CQ подключены к шине питани , выход третьего ключа соединен с первым входом компаратора, выход которого подключен к информационному входу преобразовател  интервала времени в- код иThe CQ is connected to the power bus, the output of the third key is connected to the first input of the comparator, the output of which is connected to the information input of the time interval converter V-code and 55 первому входу блока управлени , первый выход которого подключен к управл ющему входу первого ключа, а второй выход блока управлени  подключен к управл ющим входам четвертого и п 31332535455 to the first input of the control unit, the first output of which is connected to the control input of the first key, and the second output of the control unit is connected to the control inputs of the fourth and p. 313325354 того ключей, выход преобразовател ней с управл ющими входами первого,addition keys, a converter output with control inputs of the first, интервала времени в код  вл етс  вы-третьего ишестого ключей,а управл ющийThe time interval in the code is your third-best keys, and the control ходной шиной, отличающий-вход восьмого ключа объединен суправс   тем, что, с целью повышени  точ-л ющими входами второго и п того клюности преобразовани , в него введенычей, информационный вход седьмогоby the input bus, the distinguishing-input of the eighth key is united by the sub-order, in order to increase the input inputs of the second and fifth transformation, the information input of the seventh седьмой и восьмой ключи и генераторключа соединен с выходом четвертогоthe seventh and eighth keys and the generator key is connected to the fourth output образцовой частоты, выход которогоключа, выход соединен с информациоиподключен к второму входу блока уп-ным входом восьмого ключа и подклюравлени  и тактовому входу преобразо- ю второму входу компаратора, аan exemplary frequency, the output of which is a key, the output is connected to the information and connected to the second input of the block by means of an entry input of the eighth key and the connection and the clock input converts the second input of the comparator, and вател  интервала времени в код, уп-выход восьмого ключа соединен сthe time interval clock in the code, the up-exit of the eighth key is connected to равл ющий вход седьмого ключа объеди-шиной.equalizing input of the seventh key of the unified bus.