SU621087A1 - Analogue-digital converter - Google Patents

Description

II

Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  аналоговых сигналов в цифровые коды.The invention relates to a digital electrical measuring technique and can be used to convert analog signals to digital codes.

Известен аналого-цк гровой преобразо нагель, принцип действи  которого основан на алгебраическом суммировании I опорных напр жений, вырабатываемых геиератором , с преобразуемым входным напр жением ij..The analogue-cc of the mountain transform is known, the principle of which is based on the algebraic summation of the I reference voltages produced by the geerator, with the input voltage ij being transformed ..

Однако недостатками такого преобразовател   вл ютс  низкие точность и быстродействие.However, the disadvantages of such a converter are low accuracy and speed.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому  вл етс  аналого-цифровой преобразователь, содержа, пшй генератор эталонных напр женгий, йМИлитуда которйатх уменьшаетс  в соответствии с двоичным законом, ключи, блок сравнени  и устройство дл  последовательного сложени  эталонных напр жешШ с входным в уменьшаквцемс  пор дке 2. Дл  подачи сигнала, представл ющего знак алгебраической , кото-. Technically, the analogue-to-digital converter is the closest to the proposed one, containing, a pfy generator of reference voltages, the volume of which decreases in accordance with the binary law, keys, a comparator unit and a device for sequential addition of reference voltages with an input in decreasing order 2 To give a signal representing an algebraic sign, which is.

рый опрецел ет пол рность следующетх эталонного напр жени , предусмотрено специальное устройство. Последнее обуславливает отсутствие достаточного быстродействи  преобразовани  и сложность схемного решени .This indicator determines the polarity of the following reference voltage; a special device is provided. The latter is caused by the lack of sufficient conversion speed and the complexity of the circuit design.

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени преобразовани , а одновременно с этим упрощение устройства в целом.The aim of the invention is to reduce the conversion time, and at the same time simplify the device as a whole.

Claims (2)

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аналого-цифровой преобразователь содержащий генератор эталоннь/х напр жений , вход которого соединен с первым входом цифрового устройства и с первым входом генератора тактовых импульсов , а выход- с первым входом блока сравнени , второй вход которого подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, шшш пре бразуемого сигнала через первый ключ подключена к третьему входу блока сра&нени  и к обкладке суммирующего конденсатора , друга  обкладка которого подключена к общей шине, управл ющий вход первого ключа соединен с генератором тактовых импульсов и с шиной управл ющего сигнала, выход блока сравнени  подключен к второму входу цифрового устройства, введены стабилиза тор тока и второй ключ, управл ющие входы которых соединены соответственно с выходами генератора эталонных напр жений и блока сравнени , выход стабилизатора тока через втррой ключ подключе к третьему входу блока сравнени . На чертеже представлена функциональ на  схема аналого-цифрового преобразовател . Он содержит- ключ 1 стабилизатор тока 2, ключ 3, суммируюший конденсатор 4, схему сравнени  5, (генератор 6 эталонных напр жени, генератор 7 так товых импульсов, цифровое устройство 8. По сигналу пуска происходит запоминание на суммирурщем конденсаторе 4 аналоговой величины и запуск генератора 7 тактовых импульсов. Число тактовых импульсов равно количеству разр дов в счетчике импульсов цифрового уст ройства 8. В течение длительности тактового импульса происходит сравнение в схеме сравнени  5 напр жени  на кон денсаторе 4 и (jg эталонного напр жени , выдаваемого генераторсм 6 эталонных напр жений, на выходе которого в исходном состо нии напр жение соответствует старшему разр ду. Если напр жение на конденсаторе 4 больше эталонного, то в схеме сравнени  5 вырабатываетс  импульс калиброванной длительности, который управл ет ключом 3 и цифровым уст ройством 8. При замыкании ключа 3 конденсатор 4 разр жаетс  через стабилизатор тока 2 на величину эталонного напр жени . По окончании каждого такто вого импульса эталонное напр жение уменьшаетс  в два раза по сравненто с предыдущим. Если напр жение на конденсаторе меньше эталонного, сигнал со схемы сравнени  5 не поступает, конденсатор не разр жаетс , эталонное напр жение . уменьшаетс , в два раза. Последователыюсть импульсов с выхода схемы сравнени , поступающа  в цифровое устройство 8 информации , представл ет цифровую информацию о величине преобразуемого напр жени . Таким образом предлагаемый аналогоцифровой преобразователь отличаетс , повышенным быстродействием по сравнению с известными устройствами того же ate- значени , так как формирование кода происходит во врем разр да суммирующего конденсатора. Высокое быстродейст-рие определ ет широкие возможности применени  аналогоцифрового преобразовател . Формула изобретени  Аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор эталонных напр жений , вход которого соединен с первым входом цифрового устройства и с первым входом генератора тактовых импульсов, 8 выход - с первым входом блока сравнени , второй вход которого подключен к второму выходу генератора тактовых импульсоьшина преобразуемого сигнала че- рез первый ключ подключена к третьему входублока сравнени  и л обкладке суммирующего конденсатора, друга  обкладка которого подключена к общей шине, управл ющий вход первого ключа соединен с генератором тактовых импульсов и с шиной управл ющего сигнала, выход блока сравнени  подключен к второму входу, цифрового устройства, отличаюшийс   тем, что с целью увеличени  быстродействи , в него дополнительно введены стабилизатор тока и второй ключ, управл ющие входы которых соединены соответственно с выходами генератора эталонных напр жений и блока сравнени , выход стабилизатора тока через второй ключ подключен к третьему входу блока сравнени . Источншш информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1/ В, Ю. Кончаловский: и др. Электрические измерительные преобразователи , Энерги , 1967, с. 374-376,рис. 12-8. The goal is achieved by the fact that an analog-to-digital converter contains a generator of reference voltages, the input of which is connected to the first input of a digital device and the first input of a clock generator, and the output to the first input of a comparison unit, the second input of which is connected to the second the clock generator output, the shsh of the signal being processed through the first switch is connected to the third input of the control unit & and to the lining of the summing capacitor, the other lining of which is connected to the common bus, controlled The input of the first switch is connected to the clock pulse generator and the control signal bus, the output of the comparator is connected to the second input of the digital device, a current stabilizer and a second switch are introduced, the control inputs of which are connected respectively to the outputs of the reference voltage generator and the comparator, the output of the current regulator through the third key is connected to the third input of the comparison unit. The drawing shows the functionality of the analog-to-digital converter circuit. It contains - a key 1, a current stabilizer 2, a key 3, a summing capacitor 4, a comparison circuit 5, (generator 6 reference voltages, a generator 7 tak pults, a digital device 8. On the start signal the analog value is stored on the summing capacitor 4 and clock pulse generator 7. The number of clock pulses is equal to the number of bits in the pulse counter of the digital device 8. During the duration of the clock pulse, a comparison is made in the comparison circuit 5 of the voltage on the capacitor 4 and (jg reference voltage generator, provided by the generator 6 reference voltages, the output of which in the initial state, the voltage corresponds to the highest discharge. If the voltage on the capacitor 4 is greater than the reference voltage, then in the comparison circuit 5 a pulse of calibrated duration is generated, which controls the key 3 and the digital device The device 8. When the key 3 is closed, the capacitor 4 is discharged through the current stabilizer 2 by the value of the reference voltage. At the end of each clock pulse, the reference voltage is reduced by half compared to the previous one. If the voltage on the capacitor is less than the reference voltage, the signal from the comparison circuit 5 is not received, the capacitor is not discharged, the reference voltage. reduced by half. The sequence of pulses from the output of the comparison circuit supplied to the digital information device 8 represents the digital information about the magnitude of the voltage to be converted. Thus, the proposed analog-to-digital converter is distinguished by an increased speed in comparison with the known devices of the same ate value, since the code is generated during the discharge of the summing capacitor. The high speed performance determines the wide application possibilities of the analog-digital converter. Analog-to-digital converter containing a reference voltage generator, the input of which is connected to the first input of a digital device and the first input of a clock, 8 output — to the first input of a comparison unit, the second input of which is connected to a second output of a generator through the first key is connected to the third input comparison unit and the lining of the summing capacitor, the other lining of which is connected to the common bus, the control input of the first key The clock is connected to a clock pulse generator and a control signal bus, the output of the comparator is connected to the second input of a digital device, characterized in that in order to increase speed, a current stabilizer and a second switch are added to it, the control inputs of which are connected respectively the outputs of the reference voltage generator and the comparator unit, the output of the current regulator through the second switch is connected to the third input of the comparator unit. Sources of information taken into account in the examination: 1 / V, Yu. Konchalovsky: et al. Electrical Transmitters, Energie, 1967, p. 374-376, fig. 12-8. 2. Патент США № 3736586, кл. 340-347, 1972.2. US Patent No. 3736586, cl. 340-347, 1972. Р R 8 од28 od2 ч h