Аналого-цифровой преобразователь

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 К 1 /06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОИИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТНИЙ И отНРЫтий (21) 3413556/18-21 (22) 29.03.82 (46) 07,08.83. Бюл. Н 29 (72) Г. П. Тимченко и С. П. Гетманский (53) 621,317.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,.И 306420, кл, G 01 R 17/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР И 819728, кл. G 01 R17/06, 1981 (прототип). (54 )(57 )АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий последовательно соединенные блок сравнения и усилитель-Формирователь, инвертор, генератор, выход которого через первый и второй элементы запрета соединен со . счетчиками точной и грубой ступеней, пороговый элемент,.соединенный выходом с первым элементом запрета, а входом - с блоком сравнения, преобразователь код-аналог, выход которого соединен...с вторым входом блока срав, SU„„10339?4 А нения, а вход соединен со счетчиками точной и грубой ступенеи, первый вход блока сравнения соединен с зажимами для подключения объекта измерения, о т л и ч а ю щ и и .с я тем,что,с це лью повыаенйя быстродействия устроиства за счет сокращения. времени пре образования, в него введены два ключа, источник опорного напряжения и

- второй и третий пороговый элементы, при этом управляющий вход генератора через первый ключ соединен с выходам усилителя-Формирователя и через второй ключ - с источником опорного напряжения, вход второго порогового элемента соединен с выходом блока а сравнения, выход второго порогового элемейта соединен с управляющим входо первого ключа и через инвертор - с

: управляющим входом второго ключа, вход третьего порогового элемента соединен с выходом блока сравнения, а выход соединен с управляющим входом фью первого элемента запрета 4>

f 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для кодирования сигналов, а также в системах автоматического управления и контроля °

Известно устройство, основанное на кодо-импульсном методе квантования с переменным шагом уравновешивания по уровню и времени, содержащее нуль-орган, грубое и точное исполнительные реле, генератор импульсов, счетчик-регистратор, цифровой потенциометр, триггер-делитель частоты и дешифратор с индикатором f13.

Однако это устройство не обладает.достаточным быстродействием, Так, в начальный период работы автокомпенсатора работают счетчики обеих ступеней, что увеличивает емкость счетчиков точной ступени, а, следовательно, увеличивает время компенсации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее нуль-орган, первый вход которого соединен с обьектом измерения, генератор импульсов, управляющий вход которого через усилитель-формирователь соединен с выходом нуль-органа, а выход через элементы запретв соединен со счетчиками точной и грубой ступеней 2 ).

Недостаток этого устройства состоит в том, что на последнем этапе компенсации частота уменьшается ниже критической, что приводит к нерациональному увеличению времени преобразования.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-циФровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, усилитель-формирователь, инвертор, генератор, выход которого через первый и второй элементы запрета соединен со счетчиками точной и грубой ступеней, пороговый элемент, соединенный выходом с первым элементом запрета, а входом - с блоком сравнения преобразователь код-аналог, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, а вход соединен со счетчиками точной и грубой ступеней, введены два ключа, источник опорного напряжения и второй и третий порого033974 2 вые элементы, при этом управляюший вход генератора через первый ключ соединен с выходом усилителя-формирователя и через второй ключ - с источником опорного напряжения, а вход второго порогового элемента соединен с выходом блока сравнения, выход второго порогового элемента соединен с управляющим входом перво10 ro ключа и через инвертор - с управляющим входом второго ключа, вход третьего порогового элемента соединен с выходом блока сравнения, а выход соединен с управляющим входом пер15 вого элемента запрета, Введение перечисленных элементов не позволяет уменьшить частоту генератора ниже критической, т.е. частоты, при которой исключаются динами20 ческйе погрешности, обусловленные инертностью пороговых элементов запрета.

Из этого следует, что на последнем этапе компенсации частота уменьшает25 ся не до нуля, а до определенной величины, время переключений при которой удовлетворяет требованиям нормальной работы пороговых элементов.

Время компенсации при этом уменьша ется при сохранении прежней точности, а, следовательно, повышается быстродействие аналого-цифрового преобразо» вателя.

На фиг. 1 представлена блок-схе35 ма аналого-цифрового преобразователя

1 на фиг. 2 и 3 - графики работы преобразователя °

Аналого-цифровой преобразователь содержит блок 1 сравнения, выход которого через усилитель-Формирователь 2 и первый ключ 3 соединен с генератором 4, источник 5 опорного напряжения соединен с генератором через второй ключ 6, при этом управляющий вход первого ключа соединен с выходом блока сравнения через второй пороговый элемент 7, а управляющий вход второго ключа соединен с выходом блока сравнения че50 роз второй пороговый элемент и инвертор 9, выход генератора через первый

9 и второй 1О элементы запрета соединен со счетчиками точной 11 и грубой

12 ступеней, выход которых через цифр аналоговый преобразователь 13 соединен с вторым входом блока сравнения, при этом управляющий вход, первого

r У элемента запрет соединен с выходом третьего порогового элемента 14, 3 10339 вход которого соединен с выходом блока сравнения, а управляющий вход второго элемента запрет соединен с выходом первого 15 порогового элемента, вход которого соединен с выходом 5 блока сравнения.

Устройство:работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе блока 1 сравнения (Фиг.1) устанавли- 10 вается напряжение дU, равное разности напряжений между входным 0„. и напряжением цифроаналогового преобразователя 13 0„

0@ой

15 которое через усилитель-Формирователь

2 поступает на первый ключ 3. Порог срабатывания второго порогового эле-; мента 7 0„ выбран равным напряжению ;р опорного источника 5 Оп, Таким образом, при /Я ъ Оо, на управляющий вход первого ключа подается разрешающее .напряжение и напряжение с выхода блока l сравнения прикладывается к управляющему входу генератора 4, который вырабатывает частоту, как

Функцию ото 0 . Йо мере уменьшения напряжения Ь0 срабатывает первый пороговый элемент 15, напряжение срабатывания которого равно напряжению . одного кванта грубой ступени. Первый пороговый элемент через второй элемент 10 запрета отключает счетчик грубой ступени 12 от генератора. При уменьшении д0 . ниже 0 п, на выходе

35 второго порогового элемента 7 Формируется.низкий потенциал, который закрывает первый ключ и через инвертор 8

74 а открывает второй ключ, на вход генератора подается опорное напряжение, при этом генератор вырабатывает неизменную частоту. При а0, равном напряжению одного точного кванта, срабатывает третий пороговый элемент 14, который через элемент 9 запрета запрещает прохождение импульсов на счетчик 11 точной ступени и выдает информацию об окончании измерения. Код снимается со счетчиков точной и грубой ступенек, Кривая 16 (Фиг.2 ) иллюстрирует работу преобразователя при переменном шаге квантования по уровню и времени (прототип), кривая

l7 - работу предлагаемого устройстS8, Время преобразования сокращается на время 5t йй * где t - время преобразования прото1 типа;

t - -время преобразования предла1 гаемого устройства.

Изменение частоты квантования иллюстрируется графиком на фиг. 3. Кривая

18 характеризует изменение частоты генератора прототипа, кривая 19 - изменение частоты предлагаемого устрой-. ства, Таким образом, выбранный закон управления частотой генератора позволяет увеличить скорость квантования на последнем этапе компенсации, что приведет к сокращению времени преобразования

1033974

10339?4

1033974

+ pvmupc жд (Риг. У

Составитель И. Бахтина

Редактор А.Власенко Техред 0, Неце Корректор Ю, Макаренко

Заказ 5617/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, M-35, Рауаская наб., д, 4/5

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