Преобразователь напряжение-код

 

ОПИС НHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 161081 (21) 3346192/18-21 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

151)М Кп з

Н 03 К 13/17

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088. 8) Опубликовано 07,03,83, Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 070383 (72) Авторы изобретения

А.,К . HoI3HKoB (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИŠ— ИОД

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в быстродействующих аналогоцифровых вычислительных машинах и устройствах контрольно-измерительной техники °

Известен преобразователь напряжение — код, содержащий параллельные преобразователи старших и младших разрядов, преобразователь код— напряжение и схему вычитания напряжений, выполненную на операционном усилителе (1 ).

Однако такой преобразователь имеет недостаточное быстродействие и низкую точность преобразования.

Известен преобразователь напряжение — код, содержащий и компараторов, первые входы которых подключены к шине входного напряжения, формирователь опорного напряжения, выход которого соединен с входом делителя напряжения, каждый из и выходов которого соединен с вторым входом соответствующего компаратора, неинвертирующие выходы которых соединены с входами формирователя кодов старших разрядов и первыми входами элементов совпадения, вторые входы с второго по и элементов

1 ,1 кL

1 т

Е

/ с д. совпадения соответственно соединены с инвертирующими выходами с первого по (n- 1) компараторов, при этом второй вход первого элемента совпадения соединен с шиной логической единицы, параллельный преобразователь напряжение — код, выходы которого соединены с входами формирователя кодов младших разрядов (2 ).

Однако этот преобразователь имеет недостаточные быстродействие и точность преобразования.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжение — код, содержащий и компараторов, первые входы которых подключены к шине входного напряжения, формирователь опорного, напряжения, выход которого соединен с входом делителя напряжения, каждый иэ п выходов которого соединен с вторым входом соответствующего компаратора, неинвертирующие выходы которых соединены с входами формирователя кодов старших разрядов и первыми входами элементов совпадения, вторые входы с второго по и элементов

1003332

65 совпадения соответственно соединены . с инвертирующими выходами с первого по (и- 1) компараторов, при этом второй вход первого элемента совпадения соедияен с шиной логической единицы, параллельный преобразователь напряжение — код, выходы которого соединены с входами формирователя кодов младших разрядов, введены (и+1) дифференциальных усилителей напряжения, преобразователь уровня разностного сигнала, Измеритель синфаэной составляющей, согласующий усилитель и регулятор тока, причем первые входы дифференциальных усилителей напряжения подключены к шине входного напряжения, второй вход каждого из и дифференциальных усилителей напряжения соединен с вторым входом соответствующего компаратора, второй вход (n+1)-го дифференциального усилителя напряжения подключен к общей шине, вход управления каждого из и дифференциальных усилителей напряжения соединен с выходом соответствующего элемента совпадения, вход управления (n+1)-го дифференциального усилителя напряжения соединен с инвертирующим выходом и-го компаратора, выходы дифференциальных усилителей напряжения соединены с первым входом преобразователя уровня разностного сигнала, первый выход которого через последовательно соединенные измеритель синфаэной составляющей, согласующий усилитель и регу.— лятор тока подключен к его второму входу, а второй выход соединен с первым входом параллельного преобразователя напряжение — код, второй вход которого соединен с выходом формирователя опорного напряжения.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя напряжение — код.

Схема содержит компараторы 1, формирователь 2 опорного напряхсения, делитель 3 напряжения, формирователь 4 кодов старших разрядов, элементы 5 совпадения, параллельный преобразователь,б напряжение — код, формирователь 7 кодов младших разрядов, дифференциальные усилители

8 напряжения, преобразователь 9 уровня разностного сигнала, измеритель

10 синфазной составляющей, согласующий усилитель 11, регулятор 12 тока.

К шине входного напряжения подключены первые входы компараторов 1 и дифференциальных усилителей 8, вторые входы компараторов 1 и п дифференциальных усилителей 8 подключены к соответствующим выходам делителя 3, вход которого соединен с выходом формирователя 2. Второй вход (и+1)-го дифференциально&о усилителя 8 подключен к общей шине.

Неинвертирующие выходы компараторов

1 соединены с соответствующими входами формирователя 4 и первыми входами элементов 5. Вторые входы с второго по и элементов 5 совпадения соответственно соединены с инвертирующими выходами с первого по (n- 1) компараторов 1, а второй вход первого элемента 5 соединен с шиной лоfp гической единицы. Вход управления каждого иэ п дифференциальных усилителей 8 соединен с выходом соответствующего элемента 5, вход управ. ления (и+1)- ro дифференциального усилителя 8 соединен с инвертирующим выходом и-го компаратора 1. Выходы дифференциальных усилителей 8 соединены с первым входом преобразователя 9, первый выход которого соединен с входом измерителя 10, выход которого через последовательно соединенные согласуюсий усилитель

11 и регулятор 12 тока подключен к второму входу преобразователя 9 уровня разностного сигнала, второй выход которого соединен с первым входом параллельного преобразователя б напряжение — код, второй вход которого соединен с выходом формирователя 2. Выходы параллельного преобразователя 6 напряжение — код соединены с входами формирователя

7 кодов младших разрядов.

Устройство работает следующим образом.

35 Напряжение входного сигнала, подлежащего преобразованию, подается одновременно на первые входы компараторов 1 и дифференциальных усилителей 8 напряжения. На вторые входы компараторов 1 и дифференциальных усилителей подаются соответствующие значения опорных напряжений.

Часть компараторов 1 срабатывает, их выходные сигналы преобразуются

4> формирователем 4 кода старших разрядов в выходной код, а также обес-. печивают срабатывание того элемента 5 совпадения, первый вход которого подключен к неинвертирующему выходу верхнего (по чертежу) сработавшего компаратора 1. Выходной сигнал этого элемента 5 совпадения поступает на вход управления соответствующего дифференциального усилителя 8 и приводит к подаче на него питания, в результате чего на входе преобразователя 9 уровня разностного сигнала вырабатывается напряжение dU, пропорциональное разности между напряжением входного сигнала и ближай60 шим меньшим значением опорного напряжения, снимаемого,с делителя 3 напряжения. Преобразователь 9 в совокупности с измерителем 10 синфазной составляющей, согласующим усилителем 11 и регулятором 12 тока

1003332

30

Формула изобретения

Преобразователь напряжение — код, содержащий и компараторов, первые входы которых подключены к шине входного напряжения, формирователь опорного напряжения, выход которого соединен с входом делителя напряжения, каждый из и выходов которого соединен с вторым входом соответствующего. компаратора, неинвер- 40 тирующие выходы которых соединены с входами формирователя кодов старших разрядов и первыми входами элементов совпадения, вторые входы с второго по и элементов совпадения 45 соответственно соединены с инвертирующими выходами с первого по (n- 1) компараторов, второй вход первого элемента совпадения соединен с шиусиливает и преобразует разностный сигнал, исключая из него синфазную составляющую, и подает его на первый вход параллельного преобразователя 6 напряжение — код, на второй вход которого подается сигнал с формирователя 2 опорного напряжения.

Выходные сигналы параллельного преобразователя 6 напряжение — код преобразуются формирователем 7 кода младших разрядов в выходной код. 10

Применение изобретения позволяет в 1,5-2 раза повысить быстродействие и точность преобразования °

Это достигается применением быстродействующих дифференциальных уси- )5 лителей напряжения и преобразователя уровня с компенсацией синфазной составляющей вместо дифференциальных токовых ключей, формирующих токовые сигналы на входе операционного усилителя ограниченного быстродействия, что позволяет автоматически компенсировать дрейф параметров элементов в процессе эксплуатации, а также использовать единый источник опорного напряжения для преобразователей старших и младших разрядов ° ной логической единицы, параллельный преобразователь напряжение— код, выходы которого соединены с входами формирователя кодов младших разрядов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразования, введены (n+1) дифференциальных усилителей напряжения, преобразователь уровня разностного сигнала, измеритель синфазной составляющей, согласующий усилитель и регулятор тока, причем первые входы дифференциальных усилителей напряжения подключены к шине входного напряжения, второй вход каждого из и дифференциальных усилителей напряжения соединен со вторым входом соответствующего компаратора, второй вход (n+1) -го дифференциального усилите- ля напряжения подключен к общей шине, вход управления каждого из и дифференциальных усилителей напряжения соединен с выходом соответст.вующего элемента совпадения, вход управления (и+1)- ro дифференциального усилителя напряжения соединен с инвертирующим выходом и-го ком- паратора, выходы дифференциальных усилителей напряжения соединены с первым входом преобразователя уровня разностного сигнала, первый выход которого через последовательно соединенные измеритель синфазной составляющей, согласующий усилитель и регулятор тока подключен к его второму входу, а второй выход соединен с первым входом параллельного преобразователя напряжение - код, второй вход которого соединен с выходом формирователя опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Балакай В.Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП. М., "Энергия", 1978, с. 76-78, рис. 1-24.

2. Бахтиаров Г.Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи. М., "Советское радио", 1980, с. 198, рис. 7.23.

1003332

Составитель Л, Беляева

Редактор Е. Кинив Техред О.Неце Корректор M. Демчик

Заказ 1589/45 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4