Аналого-цифровой преобразователь
Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных приборах и информационных измерительных системах. Для повышения точности преобразования в аналого-цифровой преобразователь , содержащий коммутатор 2, дифференциальный измерительный усилитель 1, блок 10 управления, преобразователь 5 ток-напряжение, аналого-цифровой преобразователь 8, введены цифроаналоговый преобразователь 6, дифференциальный измерительный усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, управляемый инвертор 7 кода, регистр 9, сумматоры 11 и 12 кода. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 M 1/10
ГО СУДА P СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР ь
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ыхад
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716002/24 (22) 11.04.89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Московский энергетический институт (72) А.П. Быков, В.И. Диденко и B,М. Капустин (53) 681.325(088.8} (56) Диденко В. И, и Федотов В.И. Устройство сбора данных в микроисполнении, ИКА, 1982, М 1, с. 43..
Патент США М 4282515, кл. Н ОЗ.К 13/02, опублик. 1981. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗО-
ВАТЕЛЬ
„„5IJ „„1691962 А1 (57) Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных приборах и информационных измерительных системах. Для повышения точности преобразования в аналого-цифровой преобразователь, содержащий коммутатор 2, дифференциальный измерительный усилитель
1, блок 10 управления, преобразователь 5 ток — напряжение, аналого-цифровой преобразователь 8, введены цифроаналоговый преобразователь 6, дифференциальный измерительный усилитель,3, аналого-цифровой преобразователь 4, управляемый инвертор 7 кода, регистр 9, сумматоры 11 и
12 кода. 3 з.п. ф-л ы, 5 ил, 16!»1962
;"(<- . (:. ц1! jpGeG!v; ) j! Р - j lj " -: 1 - < < « -" <1<,«К<« fv! МО)1- ($ б!.Ггь: 1- 11.::1. - =-..: —:. «ю;-О:!Ljx!!змерь!тел13(;;,, ° . :1 1) «IIL <ОН!«jj <(j ГЕМ j»
-)1< 81(" ПОВ(-П.<1 ,- Я >
"1 —
jt () (1! (1, -, ., : .:."" -1!.,! 1аЛЬ -.! =>!1 ИЗМ8:: ельный у(:илитель
3, . .::: . ». )<1 ..8;; ;;:ОL«)P8:-".)ВатЕЛЬ 4., . :х (аг 1)я)"(j,, ие циф!)о
1..:. - -" !. ) а Г 1 Л Ь (), У! !) а <<Л Я< 8" - "-1<Р" -11 " т<РО )Ой ! 1 «1 <1 1, 1 ., 1 ., ., 1. ", «<,(< 1-;, О ()ло! 1 Q уп !
) (!! (1ре()брав(<ва1т<8)! ь
1:! (, .,. : ::, . ":. Г! ":",-!1-(:,! :и 13 образцового
"(<)1 „< -::«1 tj 1»j !j j)8()(tj(v! I()
1:.::. :; 1: i . ; .11 - Г)ОПО(1аМ :! ) кода (фиг..)) вы"
-, г- (< И Э j)v v e< j Е G It< И вЂ”,. Л Е - "! .1. «! B л Л;-..:;,«8Н-j 1<(.< j-.j«1-Г(:ъг< 25 1-81 <; 1: (11 и 1 Г t LL I . (c ",,< 1 ),„! «r, ! 1 ! V ;, :j 1 ) ):!)8<)п "а эовател! < а " I;j,t j) j.! < j ð,!I,: О 1-О И !., А(! . .: .I (::() НаЛ Ь)! с! 5!, 1: )Г, Е), ;, 3 — ((1У!(К(1 <11 L i,L Vj j It(! () 1,". 11.« -.
1 L, 1л; .;,;;;, ОПепа(1ИОН)«(»(х < ! )1!8j jзциО1(н1.! i ус1» . (к, тра(-);)(<1ст(р! i j1j.-,Об!)азов<(1 .-, ь .,-1) ",=.: М, ; Гс к бло(:; t <6 !((од<а<)т : 1" С! 1 ) j 3i! j;! 1(;.
,"1 < (1, ; ° j t! -" Н 1, j) Код N1 через управляемый инвертор 7 кода без инверсии поступает на ЦАП б, при этом выходной ток ЦАП ((ЦАП=11 12= K2(11+ - << 2 . 5 где 11 и 12 — выходные токи соответственно прямого и инверсного выходов ЦАП б: K2 — коэффициент преобразования ЦАП 1 12 13 iN jj j»x= — — — + j1 1 К2КЕЙ K1U(x+ й. КЗ1 Ж!)х-К1 К2Ы (вхВыбрав К2К1=1 и К)= — „-, Г<СЛ;-.1(ИМ ! .- < г10(юх= 3K4U jjx а)(и(и Образом, в выходном коде оком Г(енсироаа)(ы погре())) (Ост(! 1,.»» 2 Л 3 "l < 4. Ф О P jjjj f ë ý è 3 Î 6 P 8 т е H è Я 1, Аналого-цифровой преобразователь, содержа@ий коммутап-р, первый и:второй и((формационные вхОды котг>рого являк)<ся Ь2- по(решность ЦАП G. 13 Разность TG!(GB дифференциальнОГО измерительного усилителя 11 < — <<(диу=К30вх+ <3 где Кз — коэффициент передачи усили..еля 1; * ) 3 ПОГРЕШНОСТ! УСИЛИТ8ЛЯ !. 15 Выходной ток усил!«Теля " Ьых= ь(ДКУ 1ЦАп+ 62 Лз. По команде блока 1() преобразователь 5 и АЦП 8 и реобразук)т ьыходной ток усилителя1 а код N; 2О М2 ((vllj)Ljx+ Ь <1 Где К суммарный коэффициент преобразования преобразователя 5 и АЦП 9; Ar суммарная погрешность преобразователя 5 и АЦП! 8: 25 Затем по команде блока 10 код N2 запоминается в регистре 9. По команде блока 10 происходит коммутационное инвертиро" àíèå, в результате входное напряжение (! ((,х) поступает на усиЗО литель 1 инверсно, т.е, (-1 ахки=-(.» вх . Разностьтоков на усилителе 1 становит.Ся равной: »)1ДИУКИ=-4:х КЗ+ ()З:=-Li . ДИУ+2Ъ, 35 ВыхОдной ток ЦАП 6 при инвсрсном коде (Й1) равен: ЬЦАпки=К2! 11+ L2 Л(цАп+ 2Ь 2 . Выходной ток усилителя 1 1выхки="+1ДиУки Л11(Апки+ Л2 - Лз, "(8 По команде блока 10 преобразователь 5 и АЦП 8 преобразук)т выходной. ток в код йз . 1 4з=-К» (выхк!»(! 44 1-1а cумматоре 11 fl)Gtle):G k) GB8p3QYfl вычитания из кода N2 када Кз, Г1олуненный 45 результат суммируется с Ч! на сумматоре 12. В результате выходной код становится равным 1691962 50 соответственно первой и второй входными шинами, вход управления соединен с первым выходом блока управления, а первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого дифференциального измерительного усилителя, выход которого через преобразователь токнапряжение соединен с информационным входом первого аналого-цифрового преобразователя, вход управления которого соединен с вторым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены второй дифференциальный измерительный усилитель, второй аналого-цифровой преобразователь, управляемый инвертор кода, цифроаналоговый преобразователь, регистр. первый и второй сумматоры кодов, причем первый и второй входы второго дифференциального измерительного усилителя являются соответственно первой и второй входными шинами, а выход соединен с информационным входом второго аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами управляемого инвертора кодов и первыми входами первого сумматора кодов, выходы управляемого инвертора кода соединены с соответствующими информационными входами цифроаналогового преобразователя, инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам первого дифференциально! о измерительного усилителя, выходы первого аналого-цифрового преобразователя соединены соответственно с информационными входами регистра и первыми входами второго сумматора кодов, вторые входы которого подключены к сооТae c eyv< v выходам регистра, выходы второго сумматора кодов соединены с соответствующими вторыми входами первого сумматсра кодов, выходы которого являются выходной шиной, первы9 выход блока управления соединен с входами управления управляемого инвертора кода и цифроаналогового преобразователя, третий и четвер- . тый выходы соединены соответственно с входами управления регистра и второго аналого-цифрового преобразователя, пятый выход является шиной "Готов", а вход— шиной "Пуск". 2. Преобразователь по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что цифроаналоговый преобразователь выполнен на источнике образцового тока, делителях тока пополам, переключателях тока и разрядных ключах, выход источника образцового тока соединен с входом первого делителя тока, первый 35 и второй выходы каждого i-го делителя тока пополам соединены с соответствующими первым и вторым входами каждого 1-го переключателя тока, первый вь ход каждого i-го переключателя тока соединен с информационным входом каждого i-го разрядного ключа, второй выход каждого I-го переключателя тока, кроме последнего, соединен с входом i+1-го делителя тока пополам, входы управления переключателей тока объединены и являются входом управления цифроаналогового преобразователя, первые выходы всех разрядных ключей объединены и являются инверсным выходом цифроаналогового преобразователя, вторые выходы разрядных ключей объединены и являются первым выходом цифроаналогового преобразователя, входы управления разрядных ключей являются соответственно информационными входами цифроаналогового преобразователя, второй выход последнего переключателя тока является шиной нулевого потенциала. 3, Преобразователь по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что блок управления выполнен на генераторе импульсов, двух триггерах, распределителе импульсов, двух элементах И, элементе ИЛИ, интегрирующей цепи из резистора и конденсатора, первый вывод которого является шиной нулевого потенциала, второй вывод объединен с первым выводом резистора и соединен с первыми входами распределителя импульсов и первого элемента И, второй вывод резистора является шиной источника питания, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом распределителя импульсов, а выход соединен с пеовым входом первого триггера, второй вход которого является входом блока, прямой выход соединен с первым входом второго элемента И, инверсный выход является пятым выходом блока, второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с вторым входом распределителя импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом второго триггера, первым и вторым входами элемента ИЛИ, пятый и weстой выходы являются соответственно третьим и четвертым выходами блока, второй вход второго триггера соединен с его инверсным выходом, прямой выход которого является выход элемента ИЛИ. . 4, Преобразователь по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что дифференциальный измерительный усилитель выполнен на трех отражателях тока, двух источниках тока, резисторе, двух операционных усилителях и двух транзисторах, t .åèíâåðòèðóê öèå вхо. 1691962 ды первого и второго операционных усилителей являются соответственно первым и вторым входами усилителя, инвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены соответственно с эмиттерами первого и второго транзисторов, базы первого и второго транзисторов подключены соответственно к выходам соответствующих первого и второго операционных усилителей, выход первого источника тока соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя и первым выводом резистсра„выход второго (о— Ъ„ Ф О Э o— 1Π—— источника тока соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя и вторым выводом резистора, коллектор первого транзистора со цинен с входом перво5 го отражателя ток, коллектор второго транзистора соединен с входом второго отражателя тока, вход третьего отражателя тока соединен с выходом первого отражателя тока, выходы второго и третьего отражате10 лей тока объединены и являются выходом усилителя, третьим и четвертым входами которого являются соответственно входы первого и второго отражателей тока. 1F97962 &ong5 (g Я1/. Llll7
