Аналого-цифровой преобразователь

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержапщй дифференциальный усилитель, первый взЬэд которого соединен с шиной входйого сигнала, второй вход - с шиной напряжения смещения, неинвертирукйий выход - с первым вывопом делителя напряжения первым входом первого компаратора, через первый резистор нагрузки с первым выводст второхх резистора нагрузки и через балансный резистор с шиной первого источника напряжения , а инвертируннций выход - с втоЕшм выводом второго резистора нагрузки, первым входом второго ком паратора и вторым выводом деигателя напряжения, средние точки которого соединены соответственно с входами первого, BTQporo и третьего компараторов , выходе| которых соединены соответственно с в содами преобразователя кода о т л и ч а ю ц и й--. с я тем, что, с целью повьшения точности преобразования, в него введены усилитель KoneieHqaitHH дрейфа нуля, резистор обратн связи, конденсатор, резистор смецеиия, первый .вывод которого соединен с шиной второго источника напряжения/ второй вывод - с первым входом усилителя коАшенсацин дрейфа,нуля, с третьими и четвертшиш выводами соответственно делителя напряжения и коиденсатор и резистор обратной связи с шиной, при этом второй вход усилителя ко«4пёнсации дрейфа соединен с обв ейво 1ЮЙ ., д выход - с первым выводом балансного резистора. О со ел ы :о 3

093 (ll) СООЗ СОВЕТСНИХ

Я ЛЮВН

РЕСПУВЛИН за Н 03 R 13/20 (.Осла СТВЕННЫЙ КОМКТЕт cede

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯЛ ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

k автОНСНОМЫ СаИдатиЬСтвм (21) 3347661/18-21 (22) 18.08.81 (46) 15.08.83. Вюл. 9 30 (72) Л.H.Ëíñÿê (53) 681 325 (088.8) (56) 1. Заявка Японии В 53-44107, кл. 9 8(5) Р 1 1978.

2. Техническое описание преобра зователя ДЕ905 фирмы Раta (.аЬо аtorl es Llmlted, Великобритания, 1974 .(прототип). (54}(57) АНАЛ010-ЦИфРОВой ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содерлищйй дифференциальный усилитель„ первый вход которого соединен с шиной входиого сигнала, второй вход - с шиной напряжения смешения, неинвертирующий выход - с первым выводом делителя напряжения, первым входом первого компаратора, через.первый резистор нагрузки с первым выводом второго резистора нагрузки н через балансный резистор с шиной первого источника напряжения а инвертируащнй выход - с вторым выводом второго резистора нагрузки, первым входом второго ком.. паратора и вторим выводбм:даяителя напряжения, средние точки которого соединены соответственно с входамн первого, втОрого и третьего ковшараторов, выводы которых соединены соответственно с входами преобразователя кода о т л и ч а в щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены усилитель комзендацин дрей- фа нуля, резистор обратной связи, конденсатор, резистрр смещения, первый, вывод которого соецинен с шиной второго источника напряжения, второй вывод - с первым входом I усилителя компенсации дрейфа, нуля, с третьими и:четвертыми выводюж соответственно делителя напряжения и через конденсатор и резистор об- ратной связи с обшей шиной, при этом второй вход усилителя компен- Я сации дрейфа соединен с общей шиной, а выход - с первым выводом балайсного резистора.

1035796

Изобретение относится к измери.тельной технике и предназначено.для преобразования входного напряжения в. код.

Известен аналого-цифровой преобразователь АЦП, содержащий дели.тель напряжения, ключи, дешифратор, компаратор, элемент И, генератор, счетчик, блок управления Г1).

Известен AIgI, содержащий дифференциальный усилитель, компараторы, преобразователь кода, резистор на« грузки, делитель напряжения, соединенный с одним из входов компараторов. Первый вход дифференциального усилителя соединен с входной шиной, второй вход — с общей шиной, а выход - с первыми входами компараI торов и первым выводом резистора нагрузки, второй вывод которого соединен с общей шиной, причем вторые входы компараторов соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, первый вход которого соединен с шиной эталонного напряжения, а второй вход — с общей шиной, при этом выходы компаратора соединены с входами преобразователя кодов P2).;

Недостатком известных АЦП является .низкая точность преобразования.

Цель изобретения †.повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в АЦП, содержащий дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход - с шиной напряжения смещения, неинвертирующий выход - c первым выводом делителя напряжения, первым входом первого компаратора, через первый резистор нагрузки с первым выводом второго резистора нагрузки и через балансный резистор с шиной первого источника напряжения, а инвертирующий выход— с вторым выводом второго резистора нагрузки, первым входом второго компаратора и вторым выводом делителя напряжения, средние точки которого соединены соответственно с входами первого, второго и третьего компараторов, выходы которых соединены соответственно с входами преобразователя кода, введены усилитель компенсации,дрейфа нуля, резистор обратной связи, конденсатор, резистор смещения, первый вывод которого соед нен с шиной второго источника напряжения, второй вывод - с первым входом усилителя компенсации дрейфа нуля, с третьими и четвертыми выводами делителя напряжения соответственно и через конденсатор и резистор обратной связи с, общей шиной, при . этом второй вход усилителя компенсации дрейфа соединен с общей шиной, а .выход - с первым выводом балансного резистора.

На чертеже представлена струтурная схема АЦП.

АЦП содержит дифференциальный усилитель 1, компараторы 2-1, 2-2,.

2-3, преобразователь 3 кода, усилитель 4 компенсации дрейфа нуля, резисторы 5 и б нагрузки и балансный резистор 7, резисторы 8 — 13 делителя напряжения, резистор 4 смещения, резистор 15 обратной связи,. 0 конденсатор 16.

На первый вход дифференциального усилителя 1 подается напряжение

0><, а на второй вход — напряжение смещения 0 1. Неинвертирующий .

15 выход дифференциального усилителя .. 1 .соединен с резистором 6 нагрузки и с первым входом компаратора 2-1, второй вход которого соединен с выводами резисторов 11 и 13 делите20 ля напряжения, включенных последовательно с резистором 9 делителя напряжения и подключенных к инвертирующему выходу дифференциального усилителя 1 и к первому выводу ре25 зистора 5 нагрузки. Неинвертирующий вход компаратора 2-2 соединен

1 с выводами резисторов 8 и 10 дели теля,напряжения, а его инвертирующий вход - с точкой соединения реЗ0-зистора 9 и 11. Резистор 8 вторым выводом соединен с неинвертирующим выходом дифференциального усилителя 1. Вторыми выводами резисторы

12:и 13 делителя соединены с инвертирующим входом усилителя 4 компенсации дрейфа нуля, резистором

14 смещения, резистором 15 обратной связи и конденсатором 16. Вторым выводом резистор 14 соединен с источником — Е„ а резистор 15, кон40 денсатор 16 и неинвертирующий вход усилителя 4 компенсации дрейфа нуля соединены с общей шиной. Выход усилителя 4 компенсации дрейфа нуля соединен с вторыми выводами

45 резисторов 5 и б нагрузки, с первым выводом балансного резистора 7, который вторым выводом соединен с источником +E>.

При отсутствии входного сигнала

5р напряжение на одном из выходов дифференциального усилителя 1 (например на неинвертирующем) равняется напряжению на входе усилителя 4 компенсации дрейфа нуля, т.е. Оэ = 0 знаи55 чение тока через резисторы 3, 10 и

12 равно нулю. Напряжение смещения на входе дифференциального усилителя

1 выбирается равным Ц„ /2. Когда на входе усилителя приложено Ug, на выходе усилителя сигналы отрицательной и положительной полярности одйнакового значения суммируются на резисторе 15, что не приводит к изменению входным сигналом потенциала входа усилителя 4 компенсации

65 дрейфа нуля. Ecna U+ > U, потен

1035796

Составитель А.Кузнецов

Редактор Л.Алексеенко Техред М.Тепер Корректор А.Ильин е

Заказ 5854/59 Тираж 936 Подписное

ВНИЙПИ Росударстаенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113031, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул.Проектная, 4 циалы входов компаратора 2-1 одинаковы (резисторы 8 — 13 равны), увеличение напряжения приводит к установке компаратора во второе ,положение. Если Нс„„ч. 0 < 3/2U

so второе положение устанавливается компаратор 2-2; а при U > 3/2U переклюЧается компаратор 2- 3. На выходе преобразователя кода получаем цифровое значение вхбдного напряжения.

Погрешность преобразования приведенной схем зависит от изменения первоначально установленных потенциалов на выходе;дифференциального .усилителя, а также от изменения на-. пряжения источников питания и параметров элементов схем. Так как схема симметрична, изменение потенциалов выходов дифференциального усилителя 1 имеет один и тот же знак, что приводит к изменению падения напряжения на резисторе 15. усилитель 4 компенсации дрейфа нуля и резистор 7 образуют цепь глубокой отрицательной обратной связи, поэтому изменение потенциала входа усилителя 4 компенсации дрейфа нуля приводит к изменению напряжения иа его выходе и, тем самым, к восстановлению первоначально установленного смещения на выходах дифференциального усилителя 1, что позволяет уменьшить требования к стабильности ucf5,точников питания дифференциального

:усилителя,а также уменьшает погреш1ность преобразования при изменении температуры окружающей среды.