Аналого-цифровой преобразователь

 

1;...-., гас )- 1

:.. -. " х пс - т е х,.;i,:, чi =- о „-1.:а ° ..:,. - ° . :4яист,- . жЬ

П ИСА

241123

Сова Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 12.V.1967 (№ 1156116/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 01.IV.1969. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 4.IX.1969

Ел. 42птт, 5/00

МПК r. 061

УД1:, 681.325(088.8) Комитет по делам иаобретениН и открытиН при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. М. Муттер

Заявитель

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Известны аналого-цифровые,преобразователи, содержащие цифро-аналоговый преобразователь, ко входу которого подключен регистр памяти, а к выходу сравнивающее устройство, соединенное через релейный элемент с устроиством управления, распределитель импульсов.

С целью повышения точности и быстродействия .предлагаемый .преобразователь снабжен время-импульсным модулятором, преобразователем временного интервала в число им пульсов, счетчиком, вычитающим устройством. Входы модулятора подключены к выходам схемы сравнения и устройства управления, а выход соединен через преобразователь временного интервала в число импульсов со счетчиком, выход которого связан с регистром памяти через вычитающее устройство, присоединенное к выходам распределителя импульсов.

Блок-схема преобразователя, приведенная на чертеже, содержит сравнивающее устройство 1, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 2, регистр памяти 3 на триггерах 4, 5, б, релейное устройство 7, подключенное к выходу сравнивающего устройства 1, устройство управления 8, распределитель импульсов 9 на триггерах 10 — 13 и схемах совпадения 14 21, формирователь тактовых импульсов (делитель частоты) 22, время-импульсный модулятор 28 (содержащий узел сравнения

24, двухпозиционный переключатель 25, интегрирующий конденсатор 2б, сопротивление

27 заряда, схему совпадения 28, релейное устройство 29, ключ 80), преобразователь «временной интервал — число импульсов» 81 (содержащий генератор прямоугольных импульсов 82 и ключ 88), счетчик 84 (на триггерах

85 — 37), устройство вычитания 88 (на схемах

10 совпадения 39 — 44), ключевое устройство 45, схемы совпадения 4б — 48 и собирательные схемы 49 — 51.

Схемы совпадения 14 — 21, 39 — 44 и 4б — 48 являются импульсно-потенциальными (их им15 пульсный вход условно выделен утолщением), пропускающими положительный перепад напряжения и дифференцирующими его при наличии разрешающего (неотрицательного) напряжения,на потенциальном входе.

Через «0» и «1» обозначены выходы триггеров, на которых в исходном состоянии (показанном на чертеже) имеются соответственно нулевой и отрицательный потенциалы.

25 Для простоты ключевые устройства 25, 80, 88 и 45 на чертеже изображены как контактные. Релейные устройства 7 и 29 являются фазочувствительными.

В исходном положении все триггеры нахо30 дятся в состоянии «О» и U„=O; ключ 80 зам241123 кнут, ключ 88 — разомкнут, ключ 45 находится в нейтральном положении.

В вычитающем устройстве 88 на схемы совпадения 39, 41, 48, связанные с выходами «О» триггеров 85 — 37 счетчика 84, подан разрешающий потенциал, а на остальные (связанные с выходами «1») — запрещающий. В распределителе 9 открыты схемы совпадения 15, 1б, 18 и 20.

По сигналу устройства у правления 8 подвижной контакт ключа 45 подсоединяется к формирователю тактовых импульсов 22, импульсы с которого поступают на вход 52 распределителя 9, и начинается поразрядное уравновешивание измеряемого напряжения

1l„ступенями компенсационного напряжения U,.

После первого тактового импульса (посту,пающего через схему совпадений 15) триггер

10 переходит в состояние «1», подавая разрешение через схему совпадения 17 на прохождение тактовых импульсов на вход триггера

11. (Первый импульс, проходит также через схемы 1б, 18, 20 на входы триггеров 11---13 и подтверждает их состояние, т. е. оставляет их в состоянии «О»). Одновременно положительный импульс с выхода «1» триггера 10 поступает на вход схемы совпадения 89 и через нее и собирательную схему 49 — на счетный вход триггера 4 регистра памяти 3. Триггер 4 опи — 1 рокидывается, включая ступенью/„=2, где

n — число разрядов ЦАП.

Если окажется, что е= U,-С (О, то на шину переком пенсации 58 с релейного устройства 7 через устройство 8 будет подан запрещающий сигнал, в,противном случае, подается разрешающий сигнал. Поэтому в первом случае (при срабатывании триггера 5) через схему совпадения 4б сигнал с выхода «1» триггера 5 не пройдет, и триггер 4 останется включенным, а во втором — триггер 4 будет сброшен в исходное положение.

Срабатывание триггера 5 осуществляется следующим образом. Второй тактовый импульс с формирователя 22 попадает через схему совпадения 17 на вход триггера 11 и опрокидьгвает его. С выхода «1» последнего положительный импульс попадает на схему совпадения 41 и на счетный вход триггера 5.

Аналогичным образом производится опрос других разрядов ЦАП, Предпоследний импульс распределителя 9, снятый с выхода «1» триггера 12, включает через схему совпадения 43 триггер б регистра памяти 8, а последний импульс, снятый с выхода «1» триггера

18, подается на схему совпадения 48 и проходит через нее (и собирательную схему 51) или не .проходит в зависимости от соотношения входного и компенсирующего сигналов.

Таким образом, по окончании режима поразрядного уравновешивания оказываются включенными некоторые триггеры регистра памяти

8, ЦАП 2 вырабатывает соответствующее напряжение компенсации, а все триггеры рас5

4 пределителя 9 переходят в состояние «1», противоположное исходному.

Одновременно последний импульс распределителя 9 попадает на устройство управления 8 (эта связь на чертеже не показана), которое подает на шину 53 разрешающий потенциал и переключает подвижной контакт ключевого устройства 45 в .нейтральное положение. ЦАП переходит в режим слежения.

B этом режиме устройство работает следующим образом.

В зависимости от знака разбаланса е по сигналу устройства управления 8 сопротивление 27 подключается к источнику — Е (при в(0) или +Е (при в)0) .. Кроме того, при е(0 триггеры 10 — 13 распределителя 9 сбрасываются в исходное состояние, а при е)0 остаются включенными.

Пусть в= ӄ— U„)0. Тогда подвижной кон такт переключателя 25 будет подсоединен к источнику +Е, а триггеры 10 — 13 распределителя 9 останутся в состоянии «1», Устройство управления 8 выдаст сигнал на схему совпадения 28, от которой сработает релейное устройство 29, замыкающее контакт ключа 88 и размыкающее контакт ключа 80. Интегрирующий конденсатор 2б начинает заряжаться, а на вход 54 счетчика 34 поступают импульсы с генератора 32 (частота которых много выше частоты тактовых импульсов).

В момент, когда в= U, релейное устройство 29 выдает сигнал, ключ 80 замыкается, ключ 88 размыкается, .и число, набранное в счетчике 84, будет соответствовать в)0. Одновременно сигнал поступает на устройство управления 8, которое подключает подвижной контакт ключа 45 к генератору импульсов 82, импульсы с которого поступают на вход 52 р а си р ед ели тел я 9.

Первый импульс через схему совпадения 14 пройдет на вход триггера 10 и вернет его в исходное состояние. (Этот же импульс проходит через схемы,17, 19, 21 и подтверждает состояние «1» остальных триггеров) . Второй импульс пройдет через схему 1б и возвратит триггер 11 в исходное состояние. Таким образом, триггеры распределителя поочередно переходят в состояние «О», и на их выходах «О» появляются положительные сигналы, которые поступают на импульсные входы схем совпадения 40, 42, 44, вторые входы которых подключены к выходам «1» триггеров 85 — 87 счетчика 84. Причем эти положительные сигналы пройдут через схемы совпадения только в том случае, если соответствующие им триггеры 85 — 37 находятся в состоянии «1». Следовательно, число, записанное в счетчике 34, будет вычтено из числа, набранного в регистре памяти 8. (О перация «заема» из старшего разряда осуществляется с inoMomью схем совпадения 4б — 48 и шины перекомпенсации 53, на которую в режиме слежения подан разрешающий сигнал).

После:подключения,подвижного контакта ключа 45 к генератору 82,происходит вычита241123

Составитель М. P. Штильман

Редактор Т. 3. Орловская Техред Л. К. Малова Корректор В. Л. Шошенская

Заказ 1874 11 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ние из числа, набранного в регистре 3, числа, записанного в счетчике 84, но представленного,в дополнительном коде. В итоге числа, записанные в регистре и в счетчике, будут сложены.

По истечении времени, необходимого для затухания переходных процессов в ключах

ЦАП (время одного такта), может начаться новый цикл преобразования разбаланса е, во временной интервал, число импульсов и т. д., или начаться новый цикл поразрядного уравновешивания.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, ко входу которого подключен регистр памяти, а к выходу — сравнивающее устройство, соединенное через релейным элемент с устройством управления, распределитель импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он содержит времяимпульсный модулятор, преобразователь временного интервала в число импульсов, счетчик, вычитающее устройство, причем входы модуТо лятора подключены к выходам схемы сравнения и устройства управления, а выход соединен через преобразователь временного интервала в число импульсов со счетчиком, выход которого связан с регистром памяти через вы1 читающее устройство, .присоединенное к выходам распределителя импульсов.