Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 599353

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Зайвлено 060177(21) 2439070/18-21 (51) М. Кл.

Н 03 K 13/20 с присоединением заявки ¹

ГоорАврвтввввый вомвтвт

6оввтв Ывиввтров CCCP ио дввва ввоорвтвнив в открытой (23) Приоритет (43) Опубликовано 250378,Бюллетень № 11 (53) УДК 681. 325. (088. B) (45) Дата опубликования описания 250278 (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя В.В.Голушко, А.Г.Лещинский и В.А.Худяков (7l) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электронной измерительной технике, а именно к устройствам для измерения и кодирования электрических сигналов.

Известны быстродействующие анало- 5 го-цифровые преобразователи, работающие по принципу поразрядного взвешивания (1).

Однако такие преобразователи имеют недостаточно высокую надежность. т0

Известен также аналого-цифровой преобразователь (АцП), содержащий управляемый усилитель, подключеный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам циф- 15 ро-аналоговых преобразователей (ЦАП), устройство управления, соединенное с регистрами и управляемым усилителем, цифровое множительное устройство, выходами подключенное цифровому сумма- 20 тору, и последовательно соединенные аьллитудный дискриминатор и шифратор

В известном преобразователе для

25 обеспечения надежности измерений предьявляются высокие требования к стабильности порогов дискриминаторов, которые трудно выполнить без усложнения и анижения быстродействия устройствао

Для повышения надежности измерения аналого-цифрОвой преобразователь (АЦП), содержащий управляемый усилитель, подключенный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), устройство управления, соединенное с регистрами и управляемыми усилителем, цифровое множительное устройство выходами подключенные к цифровому сумматору и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и шифратор дополнительно введены цифроаналоговйй преобраэователь и регистр, а также дискриминатор знака и аналоговый ключ, причем выход дополнительного ЦАП соединен с входом аналогового сумматора, а входы соединены с входами цифрового сумматора и входаьи дополнительного регистра, управляющий вход которого подключен к выходу устройства управления, выход детектора знака соединен с входами всех регистров основной вход детектора знака соединен со входом амплитудных дискриминаторов, стробирующий вход детектора подключен к одному иэ выходов устройства управления, а вход управления порога детектора знака соединен с аналоговым.ключом, управляющий вход ко599353 торого подключен к одному иэ выходов устройства управления.

На чертеже дана структурная электрическая схема предлагаемого ALII.

Он содержит аналоговый сумматор 1, ЦАП 2, 3, 4, устройство 5 управления, управляемый усилитель б, аналоговый ключ 7, детектор 8 знака, амплитудные дискриминаторы 9, шифратор 10, регистры 11, 12, 13, цифровое множитель- Ю кое устройство 14 и цифровой сумматор 15. Выход цифрового сумматора является выходом АЦП.

Преобразование исследуемого сигнала в АЦП осуществляется .за три цикла. 15

Во время первого цикла коэффициент усиления усилителя б равен единице, а уровни дискриминации амплитудных дискриминаторов 9 расположены в середине между уровнями, определяемыми щ

ЦАП 2. Амплитуда сигнала в течение всего времени преобразования остается постоянной.

В первом цикле определяется наибольший уровень дискриминации, ке превышающий входного сигнала. Затем номер этого уровня преобразуется в шифраторе 10 в двоичный код, увеличенный на единицу. Этот код фиксируется в регистре 11 по сигналу с устройства 5 управления и поступает в ЦАП 2. Выходкое напряжение ЦАП 2 вычитается в сумматоре 1 из измеряемого сигнала, а полученная разность через усилитель б поступает ка вход детектора 8 знака.

Состояние детектора знака стробируется импульсом с устройства 5 управления. При превышении уровня ЦАП 2 над амплитудой измеряемого сигнала от детектора 8 знака на декрементный вход регистра 13 поступает сигнал, который уменьшает зафиксированный в нем код на единицу. Соответственно уменьшается ка один уровень и выходное напряжекие IIAII 2. В противном случае в регистре 11 сохраняется прежний код. 46

В результате полученная разность не превышает интервала между соседними уровнями ЦАП 2.

В начале следующего цикла измерений по сигналу с устройства 5 управ- g) лекия коэффициент усиления усилителя б устанавливается таким, что интервал между соседними уровнями ЦАП 2 растягивается на величину, несколько меньшую всей шкалы дискриминаторов 9. Mac-щ штаб преобразования ЦАП 3 уменьшен по сравнению с ЦАП 2 соответственно увеличению коэффициента усиления усилителя б. Дальнейшие операции во втором цикле производятся аналогично первому циклу с той только разницей, что в работе участвует регистр 12. Код в регистре 11, образованный во время первого цикла, сохраняется.

Третий цикл аналогичен второму. Коэффициент усиления усилителя б увеличивается таким образом, чтобы интервал между соседними уровнями ЦАП 3 был растянут на величину, несколько меньшую всей шкалы дискриминаторов 9.

Соответственно уменьшен масштаб преобразования ЦАП 4. В этом цикле в работе участвует регистр 13, а коды на регистрах 11 и 12 сохраняются.

В течение первых двух циклов измерения через нормально-открытый ключ

7 на вход управления порогом детектора 8 знака подается постоянное смещение, которое увеличивает порог детектора знака на величину максимального дрейфа этого порога. Закрывание ключа 7 в третьем цикле производится по сигналу с устройства 5 управления.

Смещение подается- с целью снизить требования к точности детектора знаков.

Величина этого смещения определяет уменьшение растяжки интервалов между соседними уровнями соответствующих

ЦАП во втором и третьем циклах измерения по отношению к полной шкале амплитудных дискриминаторов 9. Дрейф уровней амплитудных дискриминаторов

9 не оказывает влияние на точность измерения, если этот дрейф находится в пределах половины интервала между соседними уровнями дискриминации за вычетом величины постоянного смещения порога детектора 8 знака.

Коды с регистров 11 и 12, в которых хранится результат первых двух циклов измерения, через множительное устройство 14 подаются на цифровой сумматор 15. КОэффициент умножения для регистров 11 и 12 равен коэффициенту усиления усилителя б соответственно во втором и третьем циклах измерения. Код с регистра 13 подается непосредственно на сумматор 15.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий управляемый усилитель, подключенный через аналоговый сумматор к источнику исследуемого сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), устройство управления, соединенное с регистрами и управляемым усилителем, цифровое множительное устройство, выходами подключенное к цифровому сумматору и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и шифратор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительно цифро-аналоговый преобразователь и регистр, а также дискриминатор знака и аналоговый ключ, причем выход дополнительного ЦАП соединен с входом аналогового сумматора; а входы соединены с входами цифрового сумматора и входами дополнительного регистра, управляющий вход которого

599353

86/X.

Составитель Ю. Богданов

Редакто Т.Шагова Тех ед Е.давидович Корректор Н,Ковалева

Заказ 1431/43 Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коми" åòà Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва К-35 Раушакак наа. а. 4 5 фиЛиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключен к выходу устройства управления, выход детектора знака соединен с входами всех регистров, основной вход детектора знака соединен со входом амплитудных дискриминаторов, стробирующий вход детектора подключен к одному из выходов устройства управления, а вход управления порога детектора знака соединен с аналоговым ключом, управляющий вход которого подключен к одному из выходов устройства управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.L.3.Robinson,etaf, Nuclear Jnstrurnents

and Methods, .968, 62, р, 237, 1968.

2. R. Ко,3SPRА. Йос5еаг electronics

s 333pos5vm,Eurato3n gepor t Е м К

4289 1969 р )79