Многоканальный аналого-цифровой преобразователь с гальванической развязкой

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повьшение точности преобразования и уменьшение потребляемой мощности устройства. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь содержит п преобразователей 1 напряжения в частоту, п разделительных трансформаторов 3, п вьтрямителей 2 (п - число каналов), коммутаторы 4, 5, счетчик 7 и блок 8 управления, генератор 6 переменного напряжения. В изобретении повышена точность преобразования за счет исключения погреишости аналоговых гальванических разделителей (усилителей постоянного тока с гальваническим разделителем), снижена потребляемая мощность за счет исключения аналоговых гальванических разделителей , требующих постоянного питания, и подключения напряжения питания к преобразователю напряжения в частоту опрашиваемого канала только на время преобразования, 1 з.п. фппы, 3 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (su 4 Н 03 М 1/60

*С ь

/ Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3927058/24-24 (22) 04.07.85 (46) 30.06.88. Бюл. 11 24 (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики

Чебоксарского производственного объединения "Промприбор" (72) А.И.Яковлев и Ю.В.Захаров (53) 681.325 (088.8) (56) Заявка Японии 1Г 59-32926, кл. Н 03 К 13/20, 1984.

Заявка Японии 11 48-31136, кл. Н 03 К 13/20, 1973. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ

РАЗВЯЗКОЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения — повышение точности преобразования и уменьшение потребляемой мощности устройства. Много„„SU„„1406796 А1 канальный аналого-цифровой преобраэо— ватель содержит п преобразователей

1 напряжения в частоту, и раздели тельных трансформаторов 3, п выпрямителей 2 (п — число каналов), коммутаторы 4, 5, счетчик 7 и блок 8 управления, генератор 6 переменного напряжения. В изобретении повышена точность преобразования эа счет исключения погрешности аналоговых гальванических разделителей (усилителей постоянного тока с гальваническим разделителем), снижена потребляемая мощность за счет исключения аналоговых гальванических разделителей, требующих постоянного питания, и подключения напряжения питания к преобразователю напряжения в частоту опрашиваемого канала только на время преобразования. 1 з.п. фалы, 3 ил.

1406796

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода аналоговой информации в различных регулирую5 щих и логических микропроцессорных контроллерах, а также в устройстве сбора информации.

Цель изобретения — повышение точности преобразования и уменьшение потребляемой мощности.

На фиг. 1 представлена блок-схема многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с гальванической развязкой; на фиг. 2 — принципиальная схема счетчика; на фиг. 3— принципиальная схема блока управления °

АЦП состоит из и преобразователей

1 напряжения в частоту (ПНЧ),п выпря- 20 мителей 2, и разделительных трансформаторов 3, каждьп» из которых снабжен дополнительной обмоткой, двух коммутаторов 4 и 5, генератора 6 переменного напряжения, счетчика 7 и 25 .блока 8 управления.

Узлы, входящие в состав предлагаемого АЦП, могут быть выполнены любым известным способом ° ПНЧ 1 может быть выполнен на микросхеме KP 1108ПП1 и RC-элементах, выпрямитель 2 — на полупроводниковь»х диодах и конденсаторах, разделительный трансформатор

3 - на ферритовом кольце, счетчик 7 на элементе 2И-HE и двоичных счетчиках.

Блок 8 управления может быть реализован в ниде схемы, содержащей генератор 9, счетчик 10, первый 11 и второй 12 D-триггеры и регистр 13.

Устройство работает следующим образом.

Микропроцессор или логическое устройство для выполнения цикла измерения кратковременно: устанавливает на шине управления код опрашиваемого канала, например первого, поступающий на входы параллельной записи регистра 13, и сигнал начала преобразования, поступающий на счетные входы D-триггеров 11 и 12 и вход разре50 шения установки геристра 13. Под воздействием этих сигналов в блоке

8 управления происходит з а помин ание кода опрашиваемого канала рег истром

13, который поступает на входы управления коммутаторов 4 и 5, открывая соответствующие каналы, и одновременно на выходах D — триггеров 11 и 12 устававл»»вают<-.я сигвв (hl управления

"Сброс", обн,.ляющнй счетчик 7, и

Счет, разрешающий счет только при снятом сигнале Сброс, на инверсНоМ выходе П-триггера 12 устанавливается визкий логический уровень, разрешающий заполнение счетчика 10 от генератора 9.

Переменное напряжение, вырабатываемое генератором 6, через открытый первый канал коммутатора 5 и первый разделительный трансформатор 3 поступает на вход первого выпрямителя

2, выходное напряжение которого поступает на цепи питания ПНЧ 1, на выходе которого появляется логический сигнал с частотой, пропорциональной входному сигналу ПНЧ 1. Выходной сигнал ПНЧ 1 поступает на дополнительную обмотку второго разделительного трансформатора 3, пере— дается на выход через этот трансформатор и через открытый первый канал коммутатора 4 на вход счетчика

7.

Г!од воздействием импульсов генератора 9 счетчик 10 начинает заполняться и через интервал времени t, на выходе Ч, счетчика 10 устанавливается высокий логический уровень, сбрасывающий 0-триггер 11, в результате снимается сигнал "Сброс", после чего начинается заполнение счетчика 7 под воздействием импульсов ПН 1 1, поступающих на вход счетчика 7. Через интервал времени t после снятия сигнала "Сброс" на вьгходе Q- счетчика 10 устанавливается высокий логический уровень, сбрасывающий D-триггер

12, в результате чего снимается сигнал "Счет" и обнуляется счетчик 10.

После снятия сигнала "Счет" заполнение счетчика 7 прекращается и на его выходе присутствует код, пропорциональньп» вхоцному сигналу и поступающий на шину данных, Последующие циклы измерения происходяг аналогично.

Следовательно, счетчик 7 подсчитыва«т импульсы ПНЧ 1 за фиксированный интервал времеви Т, в результате чего по истечении »»ремен»» и на выходе счетчика устанавливается код, пропорпиональньп» частоте выходного сигнала ПНЧ 1 первого канала, а следовательно, входному сигналу первого канала.

11нт«рвал вр«мели t» является подготовленвьгл, за это время заканчи1406796 ваются переходные процессы в ПНЧ после включения напряжения питания, которые могут ухудшать точность преобразования.

Таким образом, изобретение обеспе5 чивает повышение точности преобразо— вания за счет исключения погрешности аналоговых гальванических разделителей (усилителей постоянного тока с гальваническим разделением), снижение потребляемой преобразователем мощности эа счет исключения аналоговых гальванических разделителей, требующих постоянного питания, и подключения напряжения питания к ПНЧ опрашива. емого канала только на время преобразования.

Формула изобретения

1. Многоканальный аналого-пифровой преобразователь с гальванической развязкой, содержащий генератор пере— менного напряжения, первый преобра- д зователь напряжения в частоту, первый коммутатор, счетчик, выходы которого являются шиной данных, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, второй выход — с управляющим входом счетчика, вход является шиной управления, а в каждом канале выход разделительного трансформатора соединен с входом выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точнос ти преобразования и уменьшения потребляемой мощности, в него введены п-1 преобразователей напряжения в 4О частоту, где n — число каналов многоканального аналого-цифрового преобразователя, второй коммутатор, каждый разделительный трансформатор выполнен с дополнительной 06MQTKQH являю- 45 щейся дополнительным входом разделительного трансформатора, при этом информационный вход каждогп преобр»зователя напряжения в частоту явлне T входной BIHHQA coo TBp TcTBgþùå го K B нала, вход питания — соединен с выходом выпрямителя данного канала, а выход каждого, кроме последнего, преобразователя напряжения в частоту подключен к дополнительному входу разделительного трансформатора следующего канала, выход преобразователя напряжения в частоту последнего канала соединен сдополнительным входом разделительного трансформатора первого канала, основные входы разделительных трансформаторов каналов соединены с соответствующими выходами первого коммутатора, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, i-й вход, кроме последнего, второго коммутатора объединен с основным входом разделительного трансформатора i+1 канала, последний вход — с основным входом разделительного трансформатора первого канала, а выход второго коммутатора соединен с информационным входом счетчика, при этом управляющий вход второго коммутатора объединен с управляющим входом первого коммутатора.

2. Преобразователь, о т л и ч а юшийся тем, что блок управления выполнен на генераторе, счетчике, двух D-триггерах и регистре, цифровой вход которого и вход разрешения установки являются входом блока, выход является первым выходом блока, вход разрешения установки объединен с С-входами D-триггеров, выходы которых являются вторым выходом блока, R-входы подключены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора, а вход сброса — с а версным выходом первого D òðèããåðà. D-входы триггеров соединены с шиной логической единицы.

1406796

Составитель Н.Козлов

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Редактор А.Огар

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3208/55

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4