Следящий аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах измерения импульсных сигналов различного назначения, в частности биполярных спектрометрических импульсов с положительной рабочей частью и случайным распределением амплитуд. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия - достигается за счет введения в устройство, содержащее два блока сравнения, компаратор, элемент И, реверсивный счетчик, источник опорного напряжения, двух аналоговых запоминающих устройств, двух элементов ИЛИ-НЕ, элемента И-НЕ, элемента ИЛИ, двух элементов задержки, блока суммирования и блока вычитания. Цель достигается за счет исключения из цепи обратной связи цифро-аналогового преобразователя, являющегося наиболее медленным элементом, и заменой его на аналоговое запоминающее устройство. При этом исключаются также погрешности нелинейности, вносимые цифро-аналоговым преобразователем, ухудшающие точность преобразования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 М 1 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4371273/24-24 (22) 27.01.88 (46) 30 07.90. Бюл. Р 28 (75) S.H.Ñóäàðèêoâ (53) 681.325(088.8) (56) Гнатек JO.P. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям. М.: Радио и связь, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1529454, кл. Н 03 M 1/48, 1987. (54) СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах измерения импульсных сигналов различного назначения, в частности биполярных спектрометрических импульсов с положительной рабочей частью и случайным распределением

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах измерения импульсных сигналов различного назначения, в частности биполярных спектрометрических импульсов с положительной рабочей частью и случайным распределением амплитуд.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 . временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит блоки 1 и 2 сравнения, компаратор 3, аналого2 амплитуд. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия достигается за счет введения в устройство, содержащее два блока сравнения, компаратор, элемент И, реверсивный счетчик, источник опорного напряжения, двух аналоговых запоми" нающих устройств, двух элементов

ИЛИ-НЕ, элемента И-НЕ, элемента ИЛИ, двух элементов задержки, блока суммирования и блока вычитания. Цель достигается за счет исключения из цепи обратной связи цифроаналогового преобразователя, являющегося наибо" лее медленным элементом, и заменой его на аналоговое запоминающее устройство. При этом исключаются также погрешности нелинейности, вносимые цифроаналоговым преобразователем, ухудшающие точность преобразования.

2 ил. вые запоминающие устройства 4 и 5, источник 6 опорного напряжения, блок

7 суммирования, блок 8 вычитания, реверсивный счетчик 9 импульсов,элемент И 10, элемент ИЛИ 11, элемент

И-НЕ 12, элементы ИЛИ-HE 13 и 14 и элементы 15 и 16 задержки.

В преобразователе задержка элемента 16 больше времени переключения счетчика 9 (t,g ) сз), задержка элемента 15 больше времени перехода

I запоминающего устройства 4 в режим хранения информации (а, ) t ", ), а длительность импульсов на выходах

3 15823 блоков 1 и, 2 сравнения удовлетворяет

-следующему соотношению: хр

5 л )t + n

1е,11 где t - быстродействие элемента

ИЛИ"ME 13;

- время перехода запоминаю1 щего устройства 5 в режим хранения информации. !

При этом величина шага дискретизации устройства в целом определяется выходным напряжением U источника 6, а коэффициент пересчета счетчика

К = ю

2Q где Р - диапазон изменения положительной компоненты входного импульса.

Преобразователь работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг. 2а) поступает на информационный вход аналогового запоминающего устройства 4, которое в исходном состоянии находится в режиме записи информации. При этом по мере нарастания входного сигнала напряжение на выходе аналогового запоминающего устройства 4 также увеличивается (Фиг. 26), то приводит к увеличению напряжения на инФормационном входе аналогового запо«.35 минающего устройства 5, на неинвертирующем входе блока 1 сравнения и на инвертирующем входе блока 2 срав нения.

Напряжение с выхода аналогового запоминающего устройст ва 5, которое в исходном состоянии имеет нулевую . величину (фиг. 2в), поступает на первый вход блока 7 суммирования и на вход сложения блока 8 вычитания, на вход вычитания которого, а также на второй вход блока 7 суммирования поступает напряжение с выхода источника 6. При этом на .выходах блока 7 суммирования и блока 8 вычитания

50 формируются напряжения, симметрично смещенные соответственно в положительную и отрицательную стороны относительно выходного сигнала аналогового запоминающего устроиства 5 м 55 (фиг. 2в), которые поступают соответственно на инвертирующий вход блока

1 и на неинвертирующий вход блока 2.

В момент изменения знака разности напряжений на входах блок 1 переключается, что приводит к формированию на его выходе импульса (фиг.2г), который через элемент И 10 поступает на вход сложения счетчика 9, что приводит к увеличению его состояния на единицу (фиг. 2д).

Кроме того, импульс с выхода блока

1 (Фиг. 2г) через элемент ИЛИ 11 поступает на вход элемента 15 задержки и на вход управления (фиг. 2е) аналогового запоминающего устройства

4, переводя его в режим хранения информации и фиксируя напряжение на его выходе (Фиг. 26). После завершения коммутации в аналоговом запоми наюц ем устройстве 4 импульс с выхода элемента 15 задержки поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 13. Сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 (фиг. 2з) поступает на вход управления аналогового запоминающего устройства 5, переводя его в режим записи информации с информационного входа.

При этом напряжение на выходе аналогового запоминающего, устройства 5 (фиг. 2s) увеличивается до напряжения на выходе аналогового запоминаю" щего устройства 4 (фиг. 26), знак разности напряжений на входах блока

1 вновь изменяется, возвращая его в исходное состояние. Вместе с тем сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 (Фиг. 2з) поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 14, сигнал на выходе которого (фиг. 2и) является сигналом готовности, по которому во внешнее устройство с разрядных выходов счетчика 9 (фиг.2д) считывается результат первого преобразования.

После окончания импульса на выходе элемента 15 (Фиг. 2ж) импульс на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 (Фиг, 2з) и, соответственно, на входе управ" ления аналогового запоминающего устройства 5 также исчезает, вследствие чего аналоговое запоминающее устройство,5 в режим хранения информации, а после окончания импульса с выхода блока 1 (фиг.2г) исчезает импульс на входе управления аналогового запоминающего устройства

4 (фиг. 2е), вследствие чего аналоговое запоминающее устройство 4 возвращается в режим записи информации с входа, а устройство в целом сказыва"

2355!

15

5 158 ется готовым к проведению следующего измерения.

По мере нарастания входного сигнала (фиг. 2а) предлагаемый преобразователь работает аналогично, периодически Формируя импульс на выходе блока 1, который увеличивает состояние счетчика 9и переписывает информацию из аналогового запоминающего устройства 4 в аналоговое запоминающее устройство 5.

При уменьшении входного сиrнала в соответствующий момент времени происходит изменение знака разности напряжений на входах блока 2, что приводит к формированию на его выхо. де импульса, который (фиг. 2к) поступает на вход вычитания счетчика 9 и уменьшает его состояние (фиг. 2д), а также через элемент ИЛИ 11 поступает на вход управления (фиг. 2е) аналогового запоминающего устройства

4 и на вход элемента f 5 задержки, что приводит к аналогичной коммутации .аналоговых запоминающих устройств 4 и 5 и Формированию соответствующих сигналов на выходе готовности устройства (фиг. 2и) .

При переходе входного сигнала через нулевой уровень (фиг, 2а) изменяется знак разности напряжений на входах компаратора 3, на выходе которого формируется "1" (Фиг. 2л), поступающая на установочный вход счетчика 9 и фиксирующая его в нулевом состоянии (Фиг. 2д), на второй входэлемента ИЛИ-НЕ t4 и фиксирующая

"0" на выходе готовности устройства (фиг. 2и), а также на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 13,. на выходе которого формируется "0" (фиг. 2з), поступающий на вход управления аналогоаого запоминающего устройства 5 и поддерживающий его в режиме записи информации. При этом сигнал на выходе аналогового запоминающего устройства 5 (фиг. 2в) повторяет сигнал на выходе аналогового запоминающего устройства 4 (фиг. 26), поэтому состояние блоков 1 и 2 остается неизменным,,импульсы на их выходах отсутствуют (Фиг. 2г,к), а на входе управления аналогового запоминающего устройства 4 присутствует,"0" (фиг. 2е), поддерживающий его в рег джиме записи информации.

После окончания отрицательной полуволны входного напряжения (фиг.2а) 25

55 состояние компаратора 3 вновь изменяется фиг, 2л), вследствие чего установочный сигнал на входе счетчика 9 исчезает, а устройство в целом возвращается в исходное состояние, характеризующееся нулевыми уровнями, напряжений на выходах аналоговых запоминающих устройств 4 и 5 (фиг.2б, в) и нулевым кодом на выходных шинах (Фиг. 2д) .

В дальнейшем преобразователь работает аналогично, формируя при поступлении каждого из входных импульсов последовательность цифровых сообщений, отражающих мгновенные значения входного сигнала. формула изобретения

Следящий аналого-цифровой преобразователь, содержащий два блока сравнения и кбмпаратор, первые входы которых объединены, элемент И, выход которого соединен с входом суммирования реверсивного счетчика импульсов, источник опорного напряжения, о х л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, введены два аналоговых запоминающих устройства, два элемента

ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, два элемента задержки, блок суммирования и блок вычитания, выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, первый вход которого объединен с информационным входом первого аналогового запоминающего устройства и подключен к выходу .второго аналогового запоминающего устройства, ичформационный вход которого является входной шиной, а управляющий вход объединен с входом пер" вого элемента задержки и подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с входом вычитания реверсивного счетчика импульсов и подключен к выходу первого блока сравнения, а второй вход объединен с первым входом элемента И и подключен к выходу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока суммирования, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитания и подключен к выходу источника опорного напряжения, а второй вход объединен с вторым входом блока вычитания и подключен к выходу первого аналогового запоминающего

15 2355 г

II оа и !!г в

1 е

1 !

1 п! !ао !!

1 !

4! с ll !

1 !

Составитель И,Романова

Техред Л.Серд!окова Корректор С.йевкун

Редактор А.Огар

Заказ 2097 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. !/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Гагарина, i01 устройства, управляющий вход которого объединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и подключен к выходу в орого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход .которого соединен с выходом первого элемента задержки, а второй вход объединен с вторым входом nep: soro элемента ИЛИ-НЕ, с входом уста, новки в "О" реверсивного счетчика им- 10 ! ! пульсов и подключен к выходу компаратора, второй вход которого является шиной нулевого потенциала, выход первого элемента ИЛИ-НЕ является первой выходной шиной, а второй выходной шиной являются выходы реверсивного счет чика импульсов, соответственно объедйненные с входами элемента И-НЕ, выход которого через второй элемент задержки соединен с вторым входом элемента И, 1