Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов

 

ЦИФРОВОЙ СГРОБОСКОПИЧЕСЮЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИШАЛОВ , содержащий смеситель, первый вход которого соедииен с шиной вход ного сигнала, второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом компаратора,третий вход - с выходом генератора строб-импульсов а выход - с входом усилителя-расширителя,-выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока упра вления, третий вход - с выходок генератора импульсов, а выходы - с первыми входаш сумматора, выходы которого подключены к входам ци4)оаналогового преобразователя, а вторые входы - к выходам регистра причем вход генератора строб-импуль сов связан с первым выходом блока управления, отличающийся тем,что, с целью повышения точности преобразования,он снабжен дополi нительным сумматором, первые входы которого соединены с выходами сум- . СП матора, выходы - с входаки регистра , а вторые входы - с выходами ре .гистра, причем управляющий вход усилителя-расширителя подключен к третьему входу блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (В

g g С 01 R 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ J

И АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3550813/18-21 (22) 10. 02. 83 (46) 23.04.84. Бюл. У 15 (72) А. Г. Петрович (53) 681 142. 9 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 519637, кл. G Ol К 13/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 943584, кл. С 01 R 13/02, 1982 (прототип). (54) (57) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной вход ного сигнала, второй вход — с выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом компаратора,тре- тий вход - с выходом генератора строб-импульсов, а выход — с вхо- дом усилителя-расширителя,.выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход — с выходом генератора импульсов, а выходы — с первыми входами сумматора, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, а вторые входы - к выходам регистра, причем вход генератора строб-импуль сов связан с первым выходом блока управления, отличающийся тем,что, с целью повышения точности преобразования,он снабжен дополнительным сумматором, первые входы которого соединены с выходами сум-, матора, выходы — с входаеи регистра, а вторые входы — с выходами ре,гистра, причем управлянлций вход уси" лителя-расширителя подключен к третьему входу блока управления.

Ф! 1087895 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования мгновенных значений широкополосных сигналов в цифровой код. 5

Известен цифровой стробоскопический преобразователь, содержащий генератор строб-импульсов,смеситель, усилитель-расширитель, аналого-цифровой преобразователь, сумматор,ре гистр и цифроаналоговый преобразователь,(1 ) .

Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная дву- мя преобразованиями в петле обрат- 15 ной связи.

Устройство характеризуется низ-. ким быстродействием.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов,содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход - с выходом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом компаратора, третий вход — с выходом генератора строб-импульсов,а выход — с входом усилителя-расширите ля, выход которого подключен к пер- 30 вому входу компаратора, выходом связанного с "первым входом регистра поспедовательных приближений,второй вход которого соединен с вто-, рым выходом блока управления, третий вход — с выходом генератора импульсов, а выходы - с первыми входами сумматора, выходы которого подключены к входам цифро-аналогового преобразователя и входам реги- 4п стра, а вторые входы - к выходам регистра, причем вход генератора строб-импульсов связан с первым выходом блока уорааления (2) .

Недостатком известного устройства 45 является низкая точность преобразования, обусловленная зависимостью результата анапого-цифрового преобразования выборки сигнала от частоты стробирования и существенным влияни- 50 ем нелинейности амплитудной характеристики расширителя на результат преобразования.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Цель достигается тем,что< цифровой стро богкопический преобразователь электриче ских сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, вто-. рой вход — с выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом компаратора, третий вход — с выходом ,генератора строб-импульсов, а выходс входом усилителя-расширителя, выход которого подключен к первому входу компаратора, выходом связанного с первым входом регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход — с выходом генератора импульсов, а выходы — с первыми входами сумматора, выходы которого подключены к . входам цифроаналогового преобразователя, а вторые входы — к выходам регистра, причем вход генератора строб импульсов связан с первым выходом блока управления, снабжен дополнительным сумматором, первые входы которого соединены с выходами суммато" ра, выходы — с входами регистра, а вторые входы — с выходами регистра, причем управляющий вход усилителя-pacampavesrs подключен к третьему выходу блока управления.

На чертеже показана структурная электрическая схема предлагаемого устройства. !

Устройство состоит из смесителя

1, шины 2 входного сигнала, цифроана. логового преобразователя (ЦАП) 3, генератора 4 строб-импульсов, блока 5 управления, усилителя-расширителя 6, компаратора 7, регистра 8 поспедов ательных приближений, гене р атора 9 импульсов, сумматора 10,до" полнительного сумматора 11 и регистра 12. Первый вход смесителя 1 соединен с шиной 2 входного сигнала,второй вход — с выходом ЦАП 3 и вторым входом компаратора 7, третий вход — с выходом генератора 4 строб-импуль-. сов, а выход - с входом усилителя-" расширителя 6, выход которого подключен к первому входу компаратора 7, выходом связанного с первым входом регистра 8 последовательных прибли» жений, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 5 управления, третий вход — с выходом генератора

9 импульсов, а выходы — с первыми входами сумматора 10, выходы которого подключены к входам ЦАП 3, "а вторые входы — к выходам регистра 12, при« чем вход генератора 4 строб-им1087895 пульсов связан с первым выходом бло ка 5 управления. Первые входы до. полнительного сумматора 11 соединены с выходаии сумматора IO, выходы — с входаин регистра 12, а вторые вхо- 5 ды — с выходами регистра 12, причем управляющий вход усилителя-расширителя 6 подключен к третьему выходу блока 5 управления.

Устройство работает следующим обpasoM.

При подаче на вход генератора 4 строб-импульсов запускающего сигнала с блока 5 управления на его выходе формируются короткие импульсы, открывакщие диоды смесителя 1. С выхода смесителя 1 импульс, амплитуда которого пропорциональна разности мгновенного значения входного сигнала и выходного напряжения ЦАП 3, поступает на вход усилителя-расширителя 6, запоминающего амплитудные значения сигнала на время аналого-цифрового преобразования. Одновременно с запуском генератора 4 строб-импульсов45 блок 5 управления вырабатывает сигнал, по которому начинается цнкл аналого-цифрового преобразования в соответствии с программой поразрядного уравновешивания. Синхронизация реги- 5р стра 8 .последовательных приближений осуществляется генератором 9.

Двоичная информация с выхода регистра 8, соответствующая амплитуде сигнала на выходе усилителя-расшири- 35 теля 6, поступает на входы сумматора 10, на выходе которого к концу цик ла поразрядного уравновешивания. форми руется код, пропорциональный приращению сигнала на входе стробоско- 4О пического преобразователя.

Суммирование кода приращения и кода, соответствующего результату аналого-цифрового преобразования пре. дыдущей точки стробирования, происходит в сумиаторе 11. По сигналу блока 5 управления двоичная информация с выхода сумматора 11 записывается в регистр 12 после чего регистр 8 последовательных приближений сбрасывается в нулевое состояние. Это приводит к тому, что на выходе сумматора 10 устанавливается двоичный. код, а на выходе ЦАП 3 напряжение, равное мгновенному значению напряжения в измеряемой точке. Одновременно с этим усилитель-расширитель 6 устанавливается в режим "Сброс,", при котором происходит быстрый разряд запоминающего конденсатора до "нулевого" потенциала.

В предлагаемом устройстве расширитель как и смеситель всегда отрабатывает сигнал приращения, т.е. диапазон изменения сигнала Hà его выхо1 де мал при малом шаге считывания. Это позволяет устранить погрешности, связанные с нелинейностью амплитуд° ной характеристики расширителя,что обеспечивает повышение точности пре.. образования.

Использование дополнительного цифрового сумматора позволяет уменьшить время хранения информации в рас ширителе до времени, равного длительности аналого-цифрового преобразования, т.е. независимо от частоты стробирования длительность расширенного импульса на выходе расширителя фиксирована. Это полностью уст-. раняет зависимость результатов преобразования от, частоты стробирования и, следовательно, повышает точность пр вобр as ования .

1087895

Составитель В.Лившиц

Техред С, Легеза Корректор H. иУска. Редактор A,Êîýîðèç

Фи п ял ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,Заказ 2651/41 Тираж 711 Подписное

BHKITlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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