Аналого-цифровой преобразователь

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. № 866732, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены генератор случайных чисел и цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй и ход - с первым выходом генератора случайных чисел, второй выход которого соединен с вторым входом счетчика. 00 00 00 00

ÄSUÄÄ 11138 8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WUWIHCI

PECfMifIHK

3(50 Н 03 К 13/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 866732 (21) 3317308/18-21 (22) 15. 06. 81 (46) l5,09.84.Бюл. У 34 (72) П.А.Витковский, А.Ф.Зубович и К.Ю.Ловпаче (71) Краснодарский ордена Трудового

Красного Знамени завод электроизмерительных приборов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 866732, кл. Н 03 К 13/20; 1981. (54) (57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. У 866732, о т л и= ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены генератор случайных чисел и цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход — с первым выходом генератора случайных чисел, второй выход которого соединен с вторым входом счетчика.

1113 ло Nj,.

Изобретение относится к области измерений характеристик случайных процессов, s частности к аналого-цифровым преобразователям напряжение— код. 5

По основному авт. св. Ф 866732 известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь напряжение — время, выполненный на последовательно соединенных зарядном 10 устройстве и дискриминаторе интервалов времени,-выход которого соединен с первым входом элемента пропускания, выход которого соединен со входом счетчика, а второй вход — с выходом генератора кодовых импульсов и со входом генератора случайных интервалов времени, выход которого соединен с управляющим входом дискриминатора интервалов времени преобразователя 2б напряжение — время (1g.

Недостатком известного устройства является невысокая точность вследствие того, что оно не позволяет выравнить дифференциальную нелинейность, 25 обусловленную зависимостью порога срабатывания счетчика от зафиксированной в нем информации, так как в реальных устройствах импульсы, генерируемые генератором кодовых импульсов, не

\ прямоугольные, а трапецеидальные вследствие наличия паразитных емкостей в линии передачи, наличия входной паразитной емкости у счетчика и

ТаЛ °

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь введены генератор случайных чисел и цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а второй вход — с первым выходом генератора случайных чисел, второй выход которого соединен со вторым входом счетчика.

Ва фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 и 3 - графическое пояснение работы известного и предлагаемого устройств,50 где )1 и Ze временные интервалы, определяющие время срабатывания счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, причем Т1 ь

Устройство содержит преобразова- у тель 1 напряжение - время, состоящий из зарядного устройства 2 и дискриминатора 3 интервалов времени, счетчик;

888 2

4, элемент 5 пропускания, генератор

6 кодовых импульсов, генератор 7 случайных интервалов времени, генератор

8 случайных чисел и цифровой сумматор 9, причем выход зарядного устройства 2 соединен с первым входом дискриминатора 3 интервалов времени, выход которого соединен с первым входом элемента 5 пропускания, второй вход элемента 5 пропускания соединен с выходом генератора 6 кодовых импульсов и с входом генератора 7 случайных интервалов времени, выход которого соединен со вторым входом дискриминатора 3, выход элемента 5 пропускания соединен с первым входом счетчика 4, выход которого соединен с первым входом цифрового сумматора

9, а второй вход счетчика 4 соединен с одним выходом генератора 8 случайных чисел, другой выход которого соединен со вторым входом цифрового сумматора 9.

Преобразователь работает следующим образом.

По команде "Начало измерения" на зарядном устройстве 2 запоминается входное напряжение П», а с генератора 8 случайных чисел в счетчик 4 записывается случайное число И в пряЪ мом коде, а в цифровой сумматор 9 в инверсном коде — Nq, кроме этого генератор 7 случайных интервалов времени начинает формировать случайный интервал времени, который формируется из целого числа периодов импульсного сигнала, вырабатываемого генератором 6 кодовых импульсов.

В конце случайного интервала времени дискриминатор 3 интервалов времени начинает формировать импульс, длительность которого пропорциональна напряжению Пх, запомненному на зарядном устройстве 2, причем передний фронт импульса открывает элемент

5 пропускания, а задний фронт — закрывает, в результате чего элемент 5 пропускания пропускает на вход счетчика 4 импульсы с генератора 6 кодовых импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению.

В этом случае в счетчике 4 записывается число, равное сумме N и числа импульсов, пропущенных элементом

5 пропускания, затем данное число переписывается в цифровой сумматор 9, где от данной суммы вычитается чис3 1113

В результате этого на выходе циф. рового сумматора 9 будет число, рав-. ное количеству импульсов, пропорциональных.измеряемому напряжению. После того как информация снята с цифрово" го сумматора 9, устройство возвращается в исходное состояние, затем цикл измерения повторяется.

Так как аналого-цифровые преобразователи,предназначенные для построе- 1О ния гистограмм, работают с постоянной частотой измерения, то возникают корреляционные связи между числом, которое записано в счетчике и пропорционально или равно ширине канала, и уровнем срабатывания первого триггера счетчика, что приводит к искажению ширины каналов.

Введение случайного числа в счетчик приводит к тому, что запись им- 2б пульсов в счетчик начинается каждый раз со случайного порога срабатывания первого триггера счетчика, что при больших количествах измерений приводит к выравниванию ширины кана- р5 лов аналого-цифрового преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь может работать без генератора случайных чисел и цифрового сумматора, ЗО а также указанными блоками .

Для простоты пояснения предположим, что в первом случае уровень срабатывания первого триггера счетчика зависит только от состояния, 35 в котором находится этот триггер.

При этом возникает различие в ширине четных и нечетных каналов. Это происходит вследствие того, что заполнение временного интервала, выра- 4О батываемого дис.криминатором интервалов времени, происходит при различ888 4 ных уровнях срабатывания первого триггера счетчика для четных и нечетных импульсов, так как уровень срабатывания первого триггера в нулевом сос" тоянии более высокий, чем при единичном состоянии. Это приводит к неравенству временных интервалов ь4 и, определяющих время срабатывания счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, что и онределяет ширину каналов аналого-цифрового преобразователя (графическое пояснение представлено на фиг. 2).

Согласно второму варианту работы аналого-цифрового преобразователя запись импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению, на счетчик начинается, в отличие от первого случая, при каждом новом измерении с нового уровня срабатывания первого триггера счетчика, так как каждый раз в счетчик предварительно записываются случайные числа, подчиненные, например, равномерному закону распределения.

При больших количествах измерений это приводит к усреднению ширины каналов аналого-цифрового преобразователя (фиг. 3), при этом ширина каждого канала определяется по формуле где tq — ширина канала; и — количество измерений; — время между передними фронтами импульсов генератора кодовых импульсов.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить точность устройства и качество изделий, в которых оно используется.

Фиг. 2.

1113888

Составитель В.Солодова

Редактор С.Тимохина Техред Ж.Кастелеви Корректор В.Синицкая

Заказ 6634/45 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий

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

Ф

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