Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля


 

H03M1 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)
G06F3 - Вводные устройства для передачи данных, подлежащих преобразованию в форму, пригодную для обработки в вычислительной машине; выводные устройства для передачи данных из устройств обработки в устройства вывода, например интерфейсы (пишущие машинки B41J; преобразование физических переменных величин F15B 5/00,G01; получение изображений G06T 1/00,G06T 9/00; кодирование, декодирование или преобразование кодов вообще H03M; передача цифровой информации H04L)

Владельцы патента RU 2422986:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (RU)

Изобретение относится к области измерений сигналов с постоянной составляющей, в том числе для учета электрической энергии. Техническим результатом является повышение точности измерения сигналов с постоянной составляющей. Целью изобретения является обеспечение высокой точности измерения электрических сигналов с постоянной составляющей для учета электрической энергии и в других областях, связанных с измерением сигналов с постоянной составляющей. Указанная цель достигается применением схемы коррекции смещения нуля в реальном масштабе времени, основанной на использовании двухканального АЦП и системы аналоговых электронных ключей, управляемых процессором, осуществляющим ввод данных с многоканального АЦП. 1 ил.

 

Изобретение относится к системам aналого-цифрового преобразования.

Наиболее близкими к заявленному устройству является Схема обработки сигнала с тензодатчика. Патент на изобретение №2265229, 14.10.2003, содержащая источник опорною напряжения, АЦП, измерительный усилитель, схему коррекции дрейфа нуля, схему анализа нажатия на тензодатчик. С целью повышения точности измерений устройство содержит аналоговую схему коррекции смещения нуля, обеспечивающую корректировку дрейфа нуля измерительного усилителя. Процесс измерения ошибки смещения нуля запускается схемой анализа нажатия на тензодатчик при отсутствии нажатия. Полученное значение напряжения смещения запоминается на конденсаторах в виде уровня напряжения и при нажатии на тензодатчик вычитается из измеряемого сигнала в измерительном усилителе.

Основные недостатки устройства следующие:

- невозможность работы с непрерывными сигналами ввиду необходимости периодической подачи на измерительный вход сигнала нулевого уровня для вычисления ошибки смещения вместо измеряемого сигнала;

- коррекция смещения производится только для измерительного усилителя и не производит соответствующей корректировки аналоговых цепей АЦП;

- схема корректировки смещения является аналоговой и вносит свою ошибку смещения нуля.

Целью изобретения является снижение погрешности аналого-цифрового преобразования непрерывного сигнала с постоянной составляющей за счет проведения калибровки смещения нуля в реальном времени.

Указанная цель достигается применением двухканального или многоканального АЦП с дифференциальными входами в составе аппаратно-программной измерительной системы, работающих синхронно, в том числе конвейерного и сигма-дельта типов. В состав устройства входят также набор дополнительных электронных аналоговых ключей, управляемых процессором, и управляющий процессор. При этом оба канала АЦП через электронные ключи подключены к одному источнику сигнала.

Устройство имеет два основных рабочих цикла. В первом цикле ввод данных осуществляется вторым каналом АЦП. Первый канал АЦП отключается от входного сигнала разомкнутыми входными ключами, и его дифференциальные входы оказываются замкнутыми между собой шунтирующим ключом, чем достигается нулевой уровень на входе АЦП благодаря равенству потенциалов на прямом и инверсном входах. Процессор ждет, пока данные на выходе первого канала АЦП не установятся, затем производит измерение смещения нуля первого канала и полученное значение сохраняет в памяти для дальнейшего использования при программной корректировке ошибки смещения при измерении полезного сигнала. При этом второй канал АЦП производит непрерывный ввод данных. После получения значения смещения нуля размыкается шунтирующий ключ, а через замкнутые входные ключи на первый канал начинает поступать полезный сигнал. Спустя время восстановления данных АЦП первого канала устройство переходит ко второму циклу и процессор возобновляет ввод данных с первого канала, а во втором канале аналогичным образом производится измерение ошибки смещения,

На чертеже представлена структурная схема устройства. Входной дифференциальный сигнал поступает на входы 1 и 2. Электронные аналоговые ключи 3, 4, 7 и 8 управляются от процессора по линиям 5, 6, 9 и 10 соответственно. Линии 11, 12 и 13, 14 подключены к дифференциальным входам первого и второго каналов АЦП 15. АЦП связан цифровым интерфейсом 16 с процессором 17 для передачи преобразованных в цифровую форму входных аналоговых данных.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый дифференциальный сигнал поступает на входы 1 и 2 и в режиме измерения проходит через замкнутые ключи на входы 11 и 12 первого канала АЦП и на входы 13 и 14 второго канала АЦП.

Во время первого цикла производится измерение смещения нуля первого канала. Ключ 3 размыкается, отключая вход АЦП от источника сигнала, а ключ 7 замыкается, обеспечивая нулевой уровень сигнала на входе АЦП. Спустя время, необходимое для установления действительных данных на выходе первого канала АЦП, которое определяется типом применяемого АЦП, процессор считывает данные и сохраняет их в памяти как ошибку смещения нуля, которая будет использована для коррекции смещения входного сигнала в режиме измерения первым каналом. Далее ключ 7 размыкается, а ключ 3 замыкается, и спустя время установления АЦП процессор начинает вводить входной сигнал через первый канал и вычитать из него при этом сохраненную в памяти ошибку смещения нуля первого канала программно. Процедура повторяется для второго канала, в котором разомкнутый ключ 4 отключает второй капал от источника сигнала, а замкнутый ключ 8 обеспечивает нулевой уровень на входе АЦП.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения электрической энергии постоянного тока и других сигналов с постоянной составляющей за счет проведения калибровки смещения нуля в реальном времени с применением высокоточных АЦП.

Источники информации

1. Патент на изобретение №2265229, 14.10.2003. Схема обработки сигнала с тензодатчика / А.Н.Тявин.

Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля, состоящее из двухканального АЦП, между дифференциальными входами каждого канала которого включены шунтирующие ключи для обеспечения нулевого уровня на входе, а также двух входных двухканальных ключей, обеспечивающих подключение обоих каналов АЦП к одному дифференциальному источнику сигнала поочередно с помощью процессора обработки сигналов с программным обеспечением, отличающееся тем, что позволяет производить измерение смещения пуля АЦП, не прерывая ввода аналоговых сигналов, обеспечивая работу с АЦП любого типа, в том числе и конвейерного и сигма-дельта, и позволяет повысить точность измерения сигналов с постоянной составляющей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для канального перемежения в системе беспроводной связи. .

Изобретение относится к системам последовательного декодирования потоков данных в канале с шумом, в частности к последовательному декодеру Витерби для сверточных перфорированных и неперфорированных кодов со структурой «один вход - несколько выходов» (SIMO).

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для помехоустойчивого кодирования и декодирования информации каскадным кодом в системах передачи данных.

Изобретение относится к измерительной технике, автоматике, а также к технике преобразования цифровых величин в аналоговые и может быть использовано при создании высокоточных аналого-цифровых преобразователей и систем контроля параметров изделий электронной техники.

Изобретение относится к области цифроаналоговых преобразователей и синтезаторов, а также линий передачи аналоговых высокочастотных сигналов. .

Изобретение относится к области техники связи и может быть использовано для декодирования помехоустойчивых каскадных кодов в аппаратуре помехоустойчивой связи. .

Изобретение относится к аналого-цифровому преобразователю и способу аналого-цифрового преобразования для него. .

Изобретение относится к области электроники, а именно к цифроаналоговым преобразователям со встроенным умножителем, и может применяться в цифровых радиопередатчиках.

Изобретение относится к способу предварительного декодирования инструкций переменной длины, например, чтобы идентифицировать неопределенные инструкции. .

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к контролю функционирования цифровых систем передачи данных на базе технологии ATM. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированном комплексе, предназначенном для определения физико-механических свойств материалов методом кинетического индентирования.

Изобретение относится к области вычислительной техники и служит для управления телевизором с использованием мультимодального интерфейса (ММИ). .
Изобретение относится к электронной технике, в частности к способу обозначения на дисплее (мониторе) электронного устройства инфицированных электронных файлов, размещенных в электронном устройстве или в Интернете.

Изобретение относится к указанию, заданию и обнаружению параметров документов, таких как электронные таблицы или книги. .

Изобретение относится к устройствам для представления информации с навигацией в структуре меню. .

Изобретение относится к контролю сервера управления печатью. .

Изобретение относится к портативному электронному оборудованию, в частности к карманному компьютеру, имеющему графический пользовательский интерфейс, а также к различным способам работы с пользовательским интерфейсом.

Изобретение относится к портативному электронному оборудованию, в частности к карманному компьютеру, имеющему графический пользовательский интерфейс, а также к различным способам работы с пользовательским интерфейсом.

Изобретение относится к способу и системе определения позиции контрольной точки в командной области и к способу и системе управления устройством с электронным управлением.

Изобретение относится к устройствам обработки информации, которые позволяют пользователю находить характерные изображения среди изображений, сфотографированных к этому моменту времени.

Изобретение относится к коммуникациям, более конкретно к предсказанию слова на основании пользовательского ввода
Наверх