Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для построения устройств обмена информацией. Изобретение позволяет повысить надежность путем упрощения и расширить функциональные возможности. Это достигается тем, что в преобразователь введены оптоэлектронный блок 11 управления, аналоговые ключи 6, 7, двухпороговый элемент 10, элемент ИЛИ 9, а в каждый разряд преобразования введены светодиоды 38, 39 и фотодиод 34. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1515366

А1 (51) 4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4363908/24-24 (22) 02.11.87 (46) 15.10.89. Бюл. N 38 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П.Кожемяко, Л.И.Тимченко, В.П.Гель, О.И.Климкина и А.В.Шевченко (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1001465, кл, Н 03 М 1/50, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1327293, кл. H 03 М 1/50, 1986. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

2 (57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для построения устройств обмена информацией. Изобретение позволяет повысить надежность путем упрощения и расширить функциональные возможности. Это достигается тем, что в преобразователь введены оптоэлектронный блок 11 управления, аналоговые ключи 6, 7, двухпороговый элемент 10, элемент ИЛИ 9, а в каждый разряд преобразования введены светодиоды 38, 39 и фотодиод 34. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1515366

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для построения устройств обмена информацией.

Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразо-!О вателя.

Аналого-цифровой преобразователь содержит входную шину 1, шины 2 и 3 источника отрицательной и положительной полярности, шины 4 и 5 управления,15 аналоговые ключи 6 и 7 широтно-импульсный модулятор 8, элемент ИЛИ 9, двухпороговый элемент 10, оптоэлектронный блок 11 управления, содержащий фотодиод 12, светодиод 13, фотодиод 14, све- 0 тодиоды 15 и 16, фотодиод 17, резистор

18, фотодиод 19, светодиод 20, транзистор 21, диод 22, резистор 23, светодиод 24, фотодиод 25, и-разрядов преобразования, каждый из которых со- 2 держит транзистор 26, диод 21, светодиод 28, фотодиод 29, светодиод 30, фотодиод 31, резистор 32, светодиод

33, фотодиод 34, резистор 35, светодиод 36,фотодиод 37, светодиод 38 и фо- ЗО тодиод 39. Измеряемое входное напряжение параллельно поступает на информационные входы аналоговых ключей 6 и 7.

Данный АЦП может работать в двух режимах: в режиме широтно-импульсного 35 модулятора (ШИМ) и в режиме двухпорогового элемента.

В начальный момент времени все разряды обнулены, поэтому транзистор

26 каждого i- r o ра з ряда за крыт, потен-40 циал на его коллекторе и катоде диода

27 высокий и диод 27 находится в закрытом состоянии, поэтому через светодиоды 36 и 38 и резистор 35 протекает ток. Светодиоды 36 и 38 включены и 45 световой поток от них поступает соответственно на фотодиод 37 последующего (i+1)-го разряда 1, i+1 и фотодиод 39 предыдущего (i-l)-го разряда 1, i-l.

В режиме широтно-импульсного модулятора высокий уровень подается на вход управления аналогового ключа 6, разрешая прохождение входного напряжения на вход ШИМ 8. В зависимости от величины входного напряжения широтноимпульсный модулятор 8 дает на выходе положительный импульс, длительность которого функционально зависит от входного напряжения. Этот же импульс получается на выходе элемента ИЛИ 9.

При подаче светового потока на фотодиод 34 (i-1)-ro разряда от предыдущего разряда и импульса положительной полярности на выходе элемента

ИЛИ 9 сопротивление фотодиода 34 данного разряда резко уменьшается и данный разряд переходит в возбужденное состояние. Возбуждается также оптоэлектронный блок 11, включается источник света — светодиод 16, через открытый транзистор 21 протекает ток через резистор 18 и диод 22. Светодиод 24 зашунтирован транзистором 21 и находится в выключенном состоянии.

Световой поток от светодиода 16 поступает на фотодиод 17, поэтому на объединенном выводе фотодиода 17 и фотодиода 25 присутствует низкий отрицательный потенциал.

Если длительность паузы между импульсами такова, что оптоэлектронный блок 11 не успел обнулиться, то при записи следующей единицы информации с вывода фотодиодов 17 и 25 также снимается низкий отрицательный потенциал. При подаче очередных импульсов последовательно срабатывает i-й, (i+1)-й и т.д. разряды, при этом обнуления (i-l)-го, i-ro и т.д. разрядов не происходит, так как при записи информации с фотодиодов 17 и 25 также снимается низкий отрицательный потенциал. Таким образом, при записи информации аналого-цифровой преобразователь работает в единично-нормальном коде.

После завершения записи информации, т.е. после прекращения импульсов на выходе элемента ИЛИ 9, оптоэлектронный блок 11 обнуляется, диод 22 оказывается в закрытом состоянии и через светодиод 24 начинает протекать ток.

Световой поток от светодиода 24 поступает на фотодиод 25, поэтому с вывода фотодиодов 17 и 25 снимается высокий отрицательный потенциал. Происходит обнуление возбужденных разрядов, причем обнуляется только тот возбужденный разряд, на фотодиодах 37 и 29 которых присутствуют оптические сигналы соответственно со светодиода 36 предыдущего разряда и от светодиода

28 последующего разряда, т.е. предыдущий разряд обнулен, а последующий возбужден. Таким образом, происходит последовательное обнуление всех ранее

1515366 формула изобретения

Следовательно, создаются все условия для обнуления всех возбужденных разрядов, кроме старшего. возбужденных разрядов эа исключением старшего (i+1)-го возбужденного разряда, который не обнуляется, поскольку отсутствует оптический сигнал от светодиода 28 последующего разряда, 5 так как этот последующий разряд обнулен.

После завершения записи информации аналого-цифровой преобразователь рабо-1р тает в единично-позиционном коде.

В режиме двухпорогового элемента на вход управления аналогового ключа

7 подается высокий уровень, пропуская напряжение на вход двухпорогового эле-15 мента 10, на выходе которого получается положительный импульс. фронт этого импульса по времени совпадает с моментом достижения входным напряжением первого порога срабатывания двухпоро- 20 гового элемента 10, а спад импульса по времени совпадает с моментом достижения входным напряжением второго порога срабатывания двухпорогового элемента 10. Таким образом, достигается функциональная зависимость длительности импульса от величины входного нап-. ,ряжения. Этот же импульс получается на выходе элемента ИЛИ 9.

Рабо а аналого-цифрового преобразо-З0 вателя в этом режиме аналогична работе в режиме широтно-импульсного модулятора.

Аналого- цифровой преобра зова тел ь функционирует в единично-нормальном коде, если длительность паузы „ между импульсами меньше времени обнуления оптоэлектронной схемы управления и с л . ьн оэср сан. азсу Ееп п 4р

> С, „,, то АЦП функционирует в единично-позиционном коде.

Если на выход элемента ИЛИ 9 подается потенциал положительной полярности в течение времени n i, где n — ко- 45 личество разрядов аналого-цифрового преобразователя, а ° - время срабатывания разряда, то в возбужденное состояние переходят и разрядов.

Конец записи информации соответстеуег тому, что оптоэлектронный блок обнуляется, с фотодиодов 17 и 25 снимается высокий отрицательный потенциал.

1. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый аналоговый ключ, и разрядов преобразования, каждый из которых содержит первый, второй, третий и четвертый светсдиоды, первый, второй и третий фотодиоды, два резистора, диод и транзистор, в каждом i-м разряде преобразования эмиттер транзистора является шиной нулевого потенциала, коллектор соединен с катодами диода и первого светодиода, который оптически соединен с первым фотодиодом (i-1)-го разряда преобразования, анод первого светодиода в каждом i-м разряде преобразования через последовательно соединенные второй светодиод, первый резистор и третий светодиод соединен с шиной источника положительной полярности, и через второй резистор — с анодами диода и четвертого светодиода, опти" чески соединенного с вторым фотодиодом (i+1)-ro разряда преобразования, в каждом i-м разряде преобразования второй светодиод оптически соединен с третьим фотодиодом, анод которого соединен с базой транзистора и катодом второго фотодиода, а катод обьединен с катодами третьих фотодиодов всех разрядов преобразования, е каждом i-u разряде преобразования анод второго фотодиода соединен с катодом первого фотодиода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения и расширения функциональных возможностей за счет возможности обеспечения дополнительной функции нелинейного преобразования входного сигнала, в него введены второй аналоговый ключ, двухпороговый элемент, широтно-импульсный модулятор, элемент ИЛИ, оптоэлектронный блок управления, а в каждый разряд преобразования введен пятый светодиод, четвертый и пятый фотодиоды, в каждом i-м разряде преобразования анод четвертого фотодиода соединен с базой транзистора, катод — с анодом пятого фотодиода, катоды пятых фотодиодов всех разрядов преобразования и первый вход оптоэлектронного блока управления обьединены и соединены с выходом элемента ИЛИ, третий светодиод каждого i-го разряда преобразования оптически соединен с пятым фотодиодом (i+1)-го разряда преобразова1515366

Составитель А.Титов

Редактор А.-Лежнина Техред А. Крачвук

Корректор В. Yàáàöèé

Заказ 6294/56 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 ния, пятый светодиод которого оптически соединен с четвертым фотодиодом

i-го разряда преобразования, в каждом

i-м разряде преобразования анод пятого

5 светодиода соединен с катодом четвертого светодиода, а катод является шиной нулевого потенциала, аноды первых фотодиодов всех разрядов преобразования объединены и соединены с выходом оптоэлектоонного блока управления, второй вход которого объединен с катодами третьих фотодиодов всех разрядов преобразования и является шиной источника положительной полярности, третий 15 вход оптоэлектронного блока управления является шиной источника отрицательной полярности, первый вход элемента ИЛИ через широтно-импульсный модулятор соединен с выходом первого аналогового ключа, второй вход через двухпороговый элемент - с выходом второго анало. гового ключа, информационные входы первого и второго аналоговый ключей объединены и являются входной шиной, 25 управляющие входы первого и второго аналоговых ключей являются соответственно первой и второй шинами управления.

2. Преобразователь no n.1, о т л и ч а ю шийся тем, что.оптоэлектрбнный блок управления выполнен на пяти фотодиодах, пяти светодиодах, I диоде, двух резисторах и транзисторе, эмиттер которого является шиной нулевого потенциала, коллектор соединен с катодом диода и через последовательно соединенные первый и второй светодиоды, первый резистор и третий светодиод - с первым выводом второго резистора, катод первого фотодиода соединен с анодом четвертого светодиода и является вторым входом блока, второй светодиод оптически соединен с первым фотодиодом, третий светодиод оптически соединен с вторым фотодиодом, катод которого является шиной нулевого потенциала, анод соединен с катодом третьего фотодиода и является выходом блока, третьим входом которого являются аноды третьего и четвертого фотодиодов, последний из которых оптически соединен с первым светодиодом, катод четвертого фотодиода соединен с анодами первого и пятого фотодиодов и с базой транзистора, катод пятого фотодиода является первым входом блока, катоды четвертого и пятого светодиодов объединены и являются шиной нулевого потенциала, анод пятого светодиода объединен с анодом диода и соединен с вторым выводом второго резистора, пятый светодиод оптически соединен с третьим фотодиодом, четвертый светодиод - с пятым фотодиодом.