SU567206A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

вой прео бразователь, содержащий генератор тактовых импульсов и двухвходовый интегратор , один вход которого соединен с входным зажимом устройства, а другой-с выходом двухпозиционного ключа, входы которого подключены к выходам источника образцовых напр жений, а управл ющий вход ключа и вход цифрового измерител  интервалов времени подключены к выходу триггера, один вход которого соединен с выходом компаратора , первый вход которого соединен € выходом геиератора лииейно-измен ющегос  напр жени , введен ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом двухвходового интегратора , управл ющий вход этого ключа соединен с выходом триггера, а выход - с входом установки начального состо ни  генератора линейио-измен ющегос  напр жени , причем второй вход триггера подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого преобразовател ; иа фиг. 2- временна  диаграмма, по сн юща  его работу .

Аналого-цифровой преобразователь содерлшт двухвходовый интегратор I, состо щий из операционного усилител  2, интегрирующего конденсатора 3 и двух суммирующих резисторов 4 и 5, двухиозиционный ключ 6, источник 7 образцовых напр жений, триггер 8, ключ 9, генератор 10 линейно-измеи ющего.с  напр жени , состо щий из конденсатора И и источника 12 посто нного тока, компаратор 13, зажим 14 источника посто нного опорного напр жени , генератор 15 тактовых импульсов и -цифровой измеритель 16 временного интервала, входной зажим 17. Один вход интегратора 1 соединен с входным зажимом, а другой - с выходом двухпозиционного ключа 6, входы которого соединены с выходами источника 7. Выход интегратора соединен с входом ключа 9, выход которого соединен с входом установки начального состо ни  генератора 10. Выход последнего соединен с первым входом компаратора 13. Второй вход компаратора 13 соединен с источником опорного напр жени , а выход компаратора 13 подключен к первому установочному входу триггера 8. Второй установочный вход триггера 8 соединен с выходом генератора 15, а выход триггера 8 подключен к управл ющим входам обоих ключей 6 и 9 и к входу цифрового измерител  16.

АЦП, показанный на фиг. 1,  вл етс  двухпол рным , т. е. он может без дополнительных переключений во входных цеп х преобразовывать входное напр жение лкзбой пол рности. Это обеспечиваетс  применением двухпол рного источника образцовых напр жений (+Uo и - Uo) и -соответственно двухпозиционного ключа 6. Этот вариант выполнени , как более универсальный, и рассматриваетс  в дальнейшем. Возможно выполнение предлагаемого АЦП и однопол рным. Сущность изобретени  при этом остаетс  неизменной.

Рассмотрим работу АЦП с некоторого момента времени ti (фиг. 2), когда триггер 8 находитс  в таком состо нии, при котором ключ 9 замкнут, а ключ 6 находитс  в положении , при котором на вход интегратора 1 поступает образцовое напр жение -f-f/o. Выходное напр жение интегратора 1 при этом Зменьщаетс  по величине. Поскольку выход интегратора 1 соединен через ключ 9 с входом начальной установки генератора 10, то напр жение на конденсаторе 11 в течение времени, когда замкнут ключ 9, поддерживаетс  равным выходному напр жению интегратора I.

В момент времени 4 имлульсом с выхода геиератора 15 тактовых импульсов триггер 8 опрокидываетс  в противоположное состо ние , при котором ключ 9 размыкаетс , а ключ 6 устанавливаетс  в положение, при котором

на вход интегратора 1 поступает образцовое напр жение - UQ. С этого момента выходное напр жение интегратора начинает возрастать, а также начинаетс  зар д конденсатора 11 посто нным по величине током /ст с выхода

источника 12. Напр жение иа конденсаторе 11 линейно возрастает, и когда оно достигнет уровн  опорного напр жени  f/on на втором входе комларатора 13, последний срабатывает и по второму установочному входу опрокидывает триггер 8 снова в состо ние, при котором ключ 9 замыкаетс  (з). Напр жение на конденсаторе 11 с этого момента устанавливаетс  равным текущему значению выходного напр жени  интегратора, а напр жение на выходе ключа 6 - равным . В момент времени 4 импульс с выхода генератора 15 тактовых импульсов -снова опрокидывает триггер 8, и процесс, таким образом, повтор етс . Как видно из описани  и диаграммы работы

АЦП, в нем узел, состо щий из генератора 10 лииейно-измен ющегос  напр жени , компаратора 13, генератора 15 тактовых импульсов и триггера 8, осуществл ет преобразование в интервал времени Ti мгновенных значений

выходного на-пр жени  интегратора 1, относ щихс  к фиксированным моментам времени, отсто щим друг от друга на интервал времени Т, который  вл етс  периодом повторени  «мпульсов с выхода генератора 15.

При подаче на вход АЦП преобразуемого напр жени  уровень выходного напр жени  интегратора 1 снижаетс  и -соответственно увеличиваетс  врем  зар да до уровн  L/on конденсатора 11, т. е. увеличиваетс  интервал времеии TI, в течение которого на вход интегратора 1 поступает компен-сирующее 0:бразцовое напр жение - f/o- Графики изменени  входного напр жени  Ux и выходных напр жений t/инт. интегратора 1, f/глин генератора 10 линейно-измен ющегос  напр жени  и напр жени  на выходе ключа 6 показаны дл  этого случа  на фиг. 2 оплошными лини ми . Соответственно, дл  случа  эпюры напр жений в тех же точках схемы показаны

штриховой линией.

Преобразование относительной величины интервала времени (Ti-Га) Т в цифровой код выполн етс  цифровым измерителем 16 временного интервала.

Статическа  точность предлагаемого преобразовател  не зависит от величин параметров элементов пр мой цепи преобразовани , т. е. от величин емкости интегрирующего конденсатора 3, а также емкости конденсатора 11 и величины тока генератора 10 линейно-измен ющегос  напр жени . iHe вносит дополнительных погрешностей также и медленное изменение порога срабатывани  компаратора 13. Помехозащищенность и быстродействие предлагаемого АЦП выше ло сравнению с известным . Действительно, в АЦП производитс  преобразование в интервал времени мгновенных значений выходного напр жени  интегратора 1, соответствующих моментам прихода на вход триггера 8 импульсов с выхода генератора 15, период повторени  которых  вл етс  посто нной величиной. Если выбрать его равным периоду помехи, то мгновенное значение напр жени  на выходе интегратора 1 в эти моменты времени не будет зависеть от неличины помехи. Поскольку в течение всего времени Ti преобразовани  выходного напр жени  интегратора в длительность интервала времени генератор линейно-измен ющегос  напр жени  оказываетс  отключенным от интегратора , то помехи не вли ют на этот процесс .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 365038, кл. Н ОЗК 13/20, 01.02.71.

2.Патент США № 3051939, кл. 340-347, 1970.

J5

tu,

Lf,,

Pus.Z