Интегрирующий двухтактный аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть и спользовано в радиоэлектронных системах регистрации и обработки сигналов быстропротекающих процессов. Изобретение позволяет повысить точность измерения. Это достигается путем многократного интегрирования измеряемого и опорного напряжений, которые через ключи 2,3 подключаются к интегратору 1, выход которого соединен с последовательно соединенными дополнительными интеграторами, выходы которых через компараторы 6, элементы И 9 Соединены со счетчиками 11. 1 ил. а % сл Ьэ со О сл tc Од i т IT

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„SU 129 526 (50 4 Н 03 M 1/52

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3661639/24-24 (22) 01.09.83 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организационной техни,ки (72) В.С. Бренер,. И.В. Дягель и Д.В. Шабалов (53) 681.325 (088.8) (56) Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. — М,: Энергия, 1975, с. 396, рис. 8.5.

Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. — М.: Высшая школа, 1981, с. 194-196, рис. 3.46. (54) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ДВУХТАКТНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерителЬной технике и может быть исполь" зовано в радиоэлектронных системах регистрации и обработки сигналов быстропротекающих процессов. Изобретение позволяет повысить точность измерения. Это достигается путем мно-. гократного интегрирования измеряемого и опорного напряжений, которые через ключи 2,3 подключаются к интегратору 1, выход которого соединен с последовательно соединенными дополнительными интеграторами, выходы которых через компараторы 6, элемен.— ты И 9 соединены со счетчиками 11.

1290526 сигналы как результат интегрирования измеряемого напряжения ° Элементы И 9 разрешают прохождение импульсов на счетные входы всех счетчиков 11, Нулевой сигнал на выходе триггера 12 размыкает. первый 2 и третий 10 ключи, а единичный сигнал Hà его инверсном выходе замыкает второй ключ 3, подключая к цепи интеграторов 1 опорное

10 напряжение U, . В этом такте каждым из счетчиков 11 подсчитывается число импульсов до момента срабатывания соответствующих компараторов 6, которые запрещают прохождение импульсов через элемен.ы 9. Очередной цикл преобразования заканчивается, когда прекращается счет всеми счетчиками

, 11. Поэтому считывание показаний счетчиков может производиться по

20 окончании счета вплоть до следующего цикла преобразования, например, цо очередному фронту следующего запускающего импульса.

С началом очередного цикла преоб25 разования интегрирование измеряемого напряжения U„ производится от начального уровня напряжения на интеграторах с момента времени t=0 до момента времени 1= . окончания первого такта. Во втором такте интегрируется опорное напряжение Uä, при этом напряжение на выходе и-го интегратора достигает значения порогового напряжения U в момент времени

35 зовано в радиоэлектронных системах регистрации и обработки сигналов быстропротекающих процессов.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем многократного интегрирования измеряемого и опорного напряжения.

На чертеже приведена функционал,— ная схема устройства.

Устройство содержит интеграторы

1, первый 2 и второй 3 ключи, через которые входы интегратора 1 подключены к шинам измеряемого 4 и опорного 5 напряжения, компараторы 6,первые входы которых соединены с выходами интеграторов 1, а вторые — подключены к шине 7 порогового .напряжения, генератор 8 импульсов, эле; менты И 9 третий ключ,10, счетчики

11 импульсов, триггер 12 и вход 13 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В момент прихода запускающего импульса по входу 13 устройства триггер 12 устанавливается в единичное состояние. Единичный сигнал на выходе триггера 12 обеспечивает замыкание первого 2 и третьего 10 ключей, а нулевой сигнал на инверсном выходе размыкает второй 3, и запрещает прохождение импульсов через элементы

И 9. К входу интегратора 1 при этом подключается шина 4 измеряемого напряжения, а к счетному входу счетчика 11 — выход генератора импульсов

8, однако очередной цикл преобразования начинается только в момент окончания запускающего импульса,который также является сигналом установки в исходное состояние всех интеграторов 1 и счетчиков 11.

Очередной цикл преобразования начинается с такта интегрирования измеряемого напряжения U длительность которого определяется числом импульсов, подсчитываемых счетчиком 11,до момента появления единичного сигнала на его выходе, соединенном с входом сброса триггера 12, который возвращает его в исходное состояние.

С момента возврата триггера 12 в исходное состояние начинается такт интегрирования опорного напряжения

Цд. При этом на выходах всех компараторов 6 присутствуют единичные

=c„

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь(/ )т. (dt...jdt(j U,dt + о

+ Udt)=U, где . — постоянная времени интегратора.

45 TBK KBK -„- являются результатом преобразования, то могут быть вычислены значения многократно проинтегрированного опорного напряжения

50, dt.......jV dt, 1 и раз где U — в общем случае может быть любое известной формы на55 пряжение.

Следовательно, могут быть определены значения интегральных информативных параметров:

1290526

J at.....J и„ас. п раз

10 сравнения

ВНИИПИ Заказ 7916/57 Тираж,922

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Уж1ород, ул. Проектная, 4

Если пороговое напряжение выбирается соответствующим начальным уровням напряжения на интеграторах U„ =0, а опорное напряжение обратного знака по отношению к измеряемому Sign U„

= -Sign U, то при идеализации выполнения операций интегрирования и

Ь„

ar.....Jar((u„ar.- и.а ) = о (и-1) раз осуществляется компенсация аппаратурной составляющей погрешности от изменения постоянных времени интегрирования.

При аналитическом описании исследуемого сигнала системой приближаюь-1

1 щих функции f(t) = ) а- †. весовые

1 il 25

1=0 коэффициенты а, определяются из системы уравнений:

I и-1 !

dt..... J(U„— + а —. ) dt = 0 gp о

i=0 так как восстанавливается функция реального времени, TQ измерение интервалов времени L,Y должно обеспечиваться с требуемой точностью в отличии от измерения постоянного напряжения. Если исследуемый сигнал по отношению к длительности интервала преобразования описывается монотон1 ной непрерывной функцией, которая 40 может быть представлена конечным рядом Тейлора, то может быть обеспечено его восстановление с нулевой методической погрешностью апроксимации. 45

Формула изобретения

Интегрирующий двухтактный аналого-цифровой преобразователь, содержащий интегратор, первый и второй вхо- 50 ды которого соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, входы которых являются соответственно шинами входного и опорного напряжений, управляющий вход первого клю- 55 ча объединен с управляющим входом третьего ключа и соединен с прямым выходом триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и первым входом элемента И, информационный вход третьего ключа и второй вход элемента И объецинены и соединены с выходом генератора импульсов, вход установки триггера объединен с входом установки счетчика импульсов и является шиной "Пуск", а вход сброса триггера соединен с выходом переполнения счетчика импульсов, счетные входы которого соединены соответственно с выходами третьего ключа и элемента И, выходы счетчика импульсов яв ляются первыми выходами устройства, выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является шиной порогового напряжения, а выход соединен с третьим входом элемента И, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения, точности измерения путем многократного интегрирования измеряемого и опорного напряжений, введены дополнительные интеграторы, компараторы, элементы И и счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих дополнительных элементов И, выходы дополнительных счетчиков импульсов являются дополнительными выходами устройства, а входы установки счетчика импульсов и дополнительных счетчиков импульсов объединены с входами установки интегратора и дополнительных интеграторов, выход интегратора соединен с входом первого дополнительного интегратора, выход i-ro дополнительного интегратора соединен с входом (i+1)-ro дополнительного интегратора и первым входом i-ro дополнительного компаратора, вторые входы которых объединены и являются шиной порогового напряжения, выход каждого i-го дополнительного компаратора соединен с первым входом i-го дополнительного элемента И, вторые входы которых объединены и подключены к инверсному выходу триггера, а третьи входы объединены и подключены к выходу генератора импульсов.