Аналого-цифровой преобразователь

 

О и и-6"- -м +Г и — е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

305580

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹ 205375

Заявлено ОЗ.XI.1969 (№ 1372533118-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 04.И.1971. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 19ХП.1971.ЧПК Н 03k 13118

G 06j 3/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД1 681.325(088.8) Автор изобретения

В. М. Тр етья к о в

Заявитель

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

В основном авт. св. ¹ 205375 описано устройство для преобразования напряжения в код, содержащее нуль-органы по числу квантов грубого отсчета, резисторный делитель, шифратор, усилитель, переключатель, преобра- 5 зователь код — напряжение, счетчик-регистр, генератор импульсов, вентили и линии задержки. При этом указанные элементы в схеме преобразователя включены таким образом, что позволяют вначале получить гру- 10 бый отсчет, затем произвести коррекцию грубого отсчета, а в дальнейшем обеспечить получение точного отсчета.

Цель предлагаемого преобразователя, представляющего собой дальнейшее усовершенст- 15 вование устройства по авт. св. № 205375— расширение полосы пропускания преобразуемых напряжений U„(t). Это достигается за счет применения блока изменения динамического диапазона точной шкалы, дифференци- 20 ального усилителя, триггера знака кода младших разрядов и логического элемента «И».

При этом выход указанного блока связан, с одной стороны, с дифференциальным усилителем (ДУ), обеспечивая ступенчатое изме- 25 пение проводимости íà его входе, а с другой стороны, — с преобразователем напряжсние— код параллельного кодирования, обеспечивая необходимое переключение нуль-органов коррекции кода старших разрядов. Вход триггера 30 знака кода младших разрядов через логический элемент «И» связан со знакопеременным выходом ДУ. В результате выходной код определяется алгебраической суммой кода старших и младших разрядов, а сочленение указанных отсчетов осуществляется в соответствии с кодом, снимаемым с выхода блока изменения динамического диапазона точной шкалы.

На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 — приведена временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 изображена функциональная схема блока изменения динамического диапазона системы точного отсчета; на фиг. 4 приведена схема формирования сдвигов и сложения кодов.

Процесс нахожде грубого значения кода старших разрядов X z (момент времени см. фиг. 2) производится преобразователем 1 напряжение — код параллельного кодирования, состоящим из нуль-органов по числу квантов грубого отсчета, резисторного делителя, шифратора, вентилей и регистра. Переключатель 2 в этом случае находится в положегпш, при котором с его выхода снимается напряжение U,.(t). Этот процесс практически ничем не отличается от способа получения кода Л"q изложенном в авт. св. ¹ 205375.

Процесс коррекции кода Л" (момент време305580

55 нп t, см. фпг. 2) в принципе преследует ту же цель, что и в структуре преобразователя 1 (получение точного значения кода A 2íà,ëoстаточно грубых нуль-orðàíàõ преобразователя 1), однако имеет ряд существенных особенностей. Эти особенности заключаются в том, что ранее коэффициент передачи папря/кения

ЛЬ вЂ” U,— U„, на вход преобра" îâàòåëÿ l, а также порядковый номер нуль-органа коррекции кода Л"2 определялись величиной 5, U (t)moi где S = — динамический диапазон груф бого отсчета, q — значение кванта грубого отсчета, U„— напряжение обр атной связи, формируемое преобразователем 8, то теперь коэффициент передачи напряжения ЛЬ, а соответственно и номер нуль-органа коррекции кода Л" будет определяться значением

S"= — S К, где S" — динамический диапазон системы точного отсчета, Й вЂ” коэффициент изменения динамического диапазона системы точного отсчета, принимающий значения, равные 1, 412, /4, и т. д.

Установка требуемого значения коэффициента Й осуществляется блоком 4. Изменения динамического диапазона системы точного отсчета. Если переключатель П находится в положении а, то вход дифференциального усилителя будет полностью отключен от блока 4 и тогда /А=1, à S" — S . Прп другой ситуации, например когда переключатель находится в положении Ь, ко входу дифференциального усилителя 5 будет подключено сопрогивление R- . Если величина сопротивления R выбрана такой, что R =2 — R (где 1х— сопротивление старшего разряда преобразователя 8), то в этом случае k=4/, и соответственно S" — S /2. При дальнейшем программном или ручном перемещении персключателя П величина S" будет уменьшаться по двоичному закону.

Определение кода младших разрядов Ж" (момент времени t3, см. фиг. 2) неразрывно связан с выполнением условия, при котором

AU S" (U„(t),„

Если за время полного цикла преобразования

T (см. фиг, 2) величина U,(t) нс изменится больше, чем на один квант точной шкалы, то в этом случае AU„-((су ).

Расширение частного диапазона U,.(t) без существенной потери в точности в предлагаемой структуре преобразователя достигается, с

35 одной стороны, за счет уменьшения динамического диапазона системы точного отсчета, а с другой — за счет ввода автоматической коррекции динамической погрешности.

Уменьшение динамического диапазона S" практически реализуется блоком 4.

Автоматическая коррекция динамической погрешности связана с необходимостью определения знака кода Л ", сдвигом мантиссы кода Л "> влево на один пли несколько разрядов и алгебраическим суммировании кодов N и

Г //

2.

В тех случаях, когда ЛЬ )О (момент времении tz на J-вом цикле) логический элемент («U») 6 будет заперт положительным уровнем напряжения, снимаемым с выхода усилителя 5. В результате триггер 7 знака кода младших разрядов будет находиться в исходном состоянии, например в состоянии кода «0», что соответствует положительным значениям кода Л ">. В случае, когда ЛУ(О (момент времени t3 па j — 1-м цикле ), элемент 6 будет открыт отрицательным уровнем напряжения, снимаемым с выхода усилителя 5. В результате за счет сигнала, снимаемого с выхода генератора 8, триггер 7 перейдет в инверсное состояние, т. е. в состояние кода «1», что будет соответствовать отрицательным значениям кода A " .

Сдвиг мантиссы кода Л "2 и алгебраическое сложение кода Л"q с кодом Л "2 осуществляется с помощью ЦВМ, если преобразователь включен в ее контур, или с помощью специального цифрового сумматора. Количество разрядов, па которое необходимо произвести сдвиг кода Ли/q по отношению к коду iV определяется кодом Л",-, (см. фиг. 4).

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь по авт. св. ¹ 205375, отличаюшийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания преобразуемых напряжений, он содержит блок изменения динамического диапазона системы точного отсчета, дифференциальный усилитель, триггер знака кода младших разрядов и логический элемент «И», через который вход триггера знака кода младших разрядов соединен с выходом дифференциального усилителя, вход последнего подключен к одному выходу блока изменения динамического диапазона системы точного отсчета, другой выход которого соединен с преобразователем напряжение — код параллельного кодирования.