Аналого-цифровой преобразователь

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий счетчик импульсов, блок преобразования напряжения в частоту и генератор временных интервалов , выходы которых подключены соот; ветственно к счетному, и управляккцему jвходам счетчика, а также источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, блок преобразования напряжения в частоту выполнен на ключе, формирователе импульсо,в и параллельно соединенных запускающей и времязаДающих ячейках , причем(Запускающая ячейка выполнена на последовательно соединенных резисторе к светоизлучателе, каждая времязадающая ячейка выполйёна в виде оптрона с положительной обратной оптической связью, оптический выход запускагацей ячейки подключен к оптическому входу перв.ой времязадакядей ячейки, оптический выход каждой времязадающей ячейки соединен с оптическим входом каждой последующей времязадаквдей ячейки, оптический выход последней времязадгиоцей ячейки подключен к оптическому вхо-. ду формирователя импульсов, выход, j которого соединен с управляющим входом ключа, первая общая точка запускающей и врёмйзадающйх ячеек соединена с общей шиной, а вторая через ключ соединена с входной шиной блока преобразования напряжения в частоту , а генератор временных интервалов выполнен аналогично блоку преобразования напряжения в частоту, при:чем его входная кжна соединена с выходом источника опорного напряжения.

„„Su„„1O46929

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 03 К 13 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3356027/18-21 (22) 16.11.81 (46) 07,10.83. Бюл. Р 37 (72) И. В. Кузьмин, В. П. Кожемяко, В. Г. Краснленко и Л. И..Тимченко (71) Винницкий политехнический институт (53) 681.325(088.8) (56) 1. Бакмутский В. Д. Универсальные цнФровые измерительные приборы и системы. Киев, "Техника", 1979, с ° 128, рис. 301.

2. Балакай В. Г. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП.. "Энергия", 1978, с. 72, рис. 1 ° 23 (прототип). (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий счетчик импульсов, блок преобразования напряжения в частоту и генератор временных интервалов, выходы которых подключены соот;ветственно к счетному .и управляющему, входам счетчика, а также источник опорного напряжения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, блок преобразования напряжения в частоту выполнен на ключе, формирователе импульсов и параллельно соединенных запускающей и времязадающих ячейках, причем эапускакщая ячейка выполнена на последовательно соединенных резисторе и светоизлучателе, каждая времязадакщая ячейка выполнена в виде оптрона с положительной обратной оптической связью, оптический выход запускающей ячейки подключен к оптическому входу первой времязадающей ячейки, оптический выход каждой времязадающей ячейки соединен с оптическим входом каждой последующей времязадающей ячейки, оптический выход последней времязадающей ячейки подключен к оптическому вхо-. ду Формирователя импульсов, выход . Е которого соединен с управляющим входом ключа, первая общая точка запускающей и времязадающйх ячеек соединена с общей шиной, а вторая через ключ соединена с входной шиной блока преобразования напряжения в частоту, а генератор временных интервалов выполнен аналогично блоку преобразования напряжения в частоту, причем его входная шина соединена с вы:ходом источника опорного напряжения.

1046929

Изобретение относится к измери-. тельной и вычислительной технике, а именно к устройствам преобразования информации и может быть использо. вано в-различных системах.автоматического контроля в универсальных 5 цифровых измерительных приборах и системах.

Известен оптоэлектронный (сканис- . торный) аналого-цифровой преобразователь, содержащий дискретный ска- 10 нистр с рекурентными оптическими связями, источник опорного напряжения, дифференцирующее звено, измерительный механизм, блок управления и генератор пилообразного напряжения g1). )5

Недостатком такого преобразователя является сложность.

Известей аналого-цифровой преобразователь, содержащий счетчик импульсов, блок преобразования напряжения в частоту, генератор временных интервалов, выходы которых подключены соответственно к счетному и управляющему входам счетчика, и источник опорного напряжения E2 ).

Недостатком является пониженная надежность, что обусловлено наличи- ем ряда прецизионных элементов, метро логический отказ которых приводит к отказу всего устройства.

?1ель изобретения — повышение надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровом преобразователе, содержащем счетчик импульсов, блок преобразования напряжения 35 в частоту и генератор временных ин-тервалов, выходы которых подключены соответственно к счетному и управляющему входам счетчика, а также источник опорного напряжения, блок пре-40 образования напряжения в частоту выполнен на ключе, формирователе импульсов и параллельно соединенных запускающей и времязадающих ячейках, причем запускающая ячейка выполнена 45 на Последовательно соединенных резис. торе и светоизлучателе, каждая времязадающая ячейка выполнена в виде оптрона с положительной обратной оптической связью, оптический выход запускающей ячейки подключен к оптическому входу первой времязадающей ячейки, оптический выход кажлой времяэадающей ячейки соединен с оптическим входом каждой последующей времяэадающей ячейки, оптический выход 55 последней времязадающей ячейки подключен к оптическому входу формиро вателя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа, . первая общая точка запускающей и 60 времяэадающих .ячеек соединена с обI щей шиной, а вторая через ключ соединена с входной шиной блока преобразования напряжения в частоту, а генератор временных интервалов выполнен аналогично блоку преобразования напряжения в частоту, причем его входная шина соединена с выходом1 источника опорного напряжения.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема преобра. эователя .

Устройство содержит счетчик 1 импульсов, блок 2. преобразования напряжения в частоту, содержащий ключ

3, формирователь 4 импульсов, параллельно соединенные запускающую ячей- ку 5 .и времяэадающий ячейки б, Запускающая ячейка 5 состоит иэ последовательно соединенных резистора 7 и светоизлучателя 8. Каждая времяэадающая ячейка б представляет собой оптрон, выполненный на последовательно соединенных излучателя 9 и фотоприемника 10, охваченных цепью положительной оптической обратной связи с оптического выхода излучателя 9 на оптический вход фотоприем- . ника 10.. Оптический выход излучателя 8 соецинен с оптическим входом фотоприемника 10 первой ячейки б.

Оптический выход светоиэлучателя 9 каждой ячейки б соединен с оптическим входом фотоприемника 10 последующей ячейки. Оптический выход светоизлучателя 9 последней ячейки 6 соединен с оптическим входом Формирователя 4 импульсов, выход которого подключен к управляккцему входу ключа 3. Все ячейки 6 соединены через ключ 3 с выходной шиной 11 блока 2.

К управляющему входу счетчика 1 подключен выход генератора 12 временных интервалов, который выполнен аналогично блоку 2, причем входная шина генератора 12 соединена с источ. ником 13 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При замыканий ключа 3 преобразуемое напряжение U< подается на время задающие ячейки 6 и запускающую 5 блока 2. При этом начинает излучать светоизлучатель 8 запускающей ячейки 5. Вслед эа этим срабатывает первая времязадающая ячейка б, так как на ее оптический вход поступает из- лучение от запускающей ячейки, потом срабатывает вторая ячейка б и т.д.

Время, через которое появится оптический сигнал на входе формирователя

4 импульсов, определится количеством ячеек и их временем срабатывания. При срабатывании последней ячей ки б формирователь 4 импульсов формирует.кратковременный импульс, на время действия которого ключ 3 размыкается и напряжение U> отключается от времяэадающих ячеек б, вследствие чего они все гаснут эа какое-то время . „„;, . причем это время должно

1046929

Вания опт ъно прйло следует, 1 х од следов блока 2 и едования б=

Т„МК

Составитель В. Дмитриев

Редактор Е. Лушникова Техред Т.Фанта Корректор О. Билак

Заказ 7752/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 быть меньше длительности формируемо го импульса

"гав и

После прекращения действия импульса ключ 3 снова замыкается и процесс повторяется сначала.

Таким образом, пауза между импульсами, формируемыми формирователем 4 импульсов, приблизительно равная периоду следования импульсов, равна т„= М „, 1 где М - количество времяэадакщих ячеек б в блоке 2>

Тх - время срабатывания времязадающей ячейки б. 15

Каждая .ячейка б, как регенеративный оптрон из фотоприемника и светоизлучателя с положительной обратной рптической связью, имеет время срабатывания t 20

Сз = 1 +

1 где t — время запуска оптрона по

4 его оптическому, входу

- время запуска оптрона по

2 его электрическому входу, равное 05 иа

30 где U - входное приложенное напряжение.

Обозначим а 10 через К, так как эта величина для данного типа оптронов постоянна. Кроме того, так 35 как t 2 y) t„, то можно принять, что.

К ь 2 и а т,е. время срабаты рона обратно пропорционал женному напряжению. Отсюда что

К

"х= и

В этом случае пери ания им пульсов с выхода соответственно частота сл импуль.сов Г равны т=мс =ми

К .x x

Частота следования импульсов на выходе генератора 12 равна

1 где N - число времязадающих ячеек генератора 12, Выходной код счетчика 1, равный количеству счетных импульсов, поступивших на счетный вход счетчика

1 эа время Т от блока 2 определяется следук щйм образом:

1о х их к "х

T f NK М ио

Предлагаемый преобразователь не содержит прецизионных аналоговых элементов, имеющихся в прототипе (интегратор, прецизионные резисторы) и вместо них имеет простые однотипные времяэадающие ячейки, легко реализуемые методами микроэлектроники, что способствует повышению надежности.. Ввиду того, что дестабилизирующие воздействия в равной степени влияют как на блок 2, так и, на генератор 12, соотношение их периодов достаточно стабильно, что способствует повышению точности.