Аналого-цифровой преобразователь

 

О НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалист имеских

Республик

656206

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 12.77 (21) 2554793/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано05. 04.79.Ьюллетень N. 13

Дата опубликования описания 09,04 —,9 (51) М. Кл

Н 03 К 13/20

Государственный ком»тот

СССР оо делам»зооретеннй н открыт»» (53) УЙК 621.. 317. .73 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Глухов, В. Г. Любимкин и О. П. Скобелев (7l) Заявитель

K "б уй ышевскии ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С. П. Королева (54) АНАЛОГО-БИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к цифровому приборостроению и может быть исполыю вано при построении подсистем сбора информации с ицдуктивньм дифференциалт ньм датчиков.

Известно устройство для преобразования ВЬС -параметров, позволяюшее повысить чувствительность за счет многократного опроса измерительной цепи с суммированием полученных результатов Pj. o

Примыкание опросов измерительной цепи друг к другу приводит к тому, что каждый последуюший опрос начинается с ненулевых начальных условий, значение которых — величина случайная.

К недостаткам устройства относится наличие в измерительной цепи двух ключевых элементов и двух сравииваюших устройств, температурные нестабильности . 20 которьм приводят к снижению точности преобразован и я.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство для преобразования информации с дифференциальньм индуктивных датчиков (2).

При включении на измерительные цепи, состояшие из индуктивностей плеч датчика и образцовых резисторов, напряжения йитания в них одновременно начинается переходный процесс. На измерительном триггере выделяется временной интервал между моментами сравнения напряжений на образцовьм резисторах с заданным опорным уровнем.

К недостаткам этого устройства можно отнести низкую чувствительность при использовании малогабаритных датчиков, а также наличие двух сравнивакииих устройств, что приводит к болыпим (порядка

157 на 10ВС) темтiературным погреигкостям.

Бель изобретения — повышение чувствительности и точности преобразования.

Это достигается тем, что t аналогоцифровой преобразовател ь, содержаший тактовый генератор, блок выбора плеч дифференциального индуктиви->го датчика, 656206 измерительные цепи, состояшие из ключевых элементов, катушек индуктивности датчика, образцового резистора, блок стабилизации параметров измерительных ключей с ключами на входе, счетчик чис- 5 ла опросов плеч датчика, реверсивный счетчик, формирователь временно о интервала, блок сравнения напряжений„селектор, генератор стандартной частоты, вве- . дены линия задержки н блок управления, >6 причем выхon блока сравнения на ряжений соединен с входом линии задержки„ втэрой вход которой соединен с выходом генератора стандартной частоты, выход линии задержки соединен с ее установоч

HbIM входом B входом блока выбора плеч датчика, выход счетчика числа опросов соединен с входом блока уцравления, выход ы которо! о соед ннены со счетч икОм числа опросов, с реверсивным счетчиком, с блоком выбора плеч датчика и с формирователем временного интервала, а оба плеча индуктивного датчика обьединены на одном образцовом резисторе.

На фиг. 1 представлена схема аналого-"5 цифрового преобразователя; на фиг. 2временные дчаграммы, поясняющие его работу, Лналого-цифровой преобразователь содержит тактовый генератор 1, соединенный с блоком 2 выбора тиеч индуктивноt o датчика, счетчиком 3 числа OIIpocoh плеч датчика, реверсивным счетчиком 4 и формирователем 5 временного интервала.

Выходы блока 2 ьыбора плеч соединены с измерительными ключами 6»-д, которые нагружены на апериодические цепи, состояшие из сопротивлений линий связи 7» р и 8, цлеч индуктивного датчика 9» р и

40 образцового резистора 10, и ключами 1 1, которые включают выходы ключей 6» g на вход блока 12 стабилизации параметров измерительных ключей. Выход блока

12 включен на входы ключей 6» . Вход

45, блока 13 сравнения напряжений подключен к образцовому резистору 10, а выход:- к блоку 2 выбора плеч датчика, счетчику 3 числа опросов и линии 14 за держки. Выход счетчика 3 включен на

50 входы формирователя 5 временного интервала и блока 15 упраыцэния. Выход формирователя 5 временного интервала включен на вход селектора 16, 55 выхОд которого на вхОд реверсивного счетчик 4. Выход линии 14 задержки включен на вход блока выбора плеч 2 и установочный вход той же линии 14 задержки. Выходы блока 15 управления включены на входы блока 2 выбора плеч, счетчика 3, реверсивного счетчика 4 и формирователя 5 временного интервала.

Выход генератора 17 стандартной частоты включен на входы селектора 16 и ли нии 14 задержки.

Устройство работает следующим образом, В предлагаемом устройстве осушествляется поочередный опрос плеч индуктивного дифференциального датчика, результаты опросов плеч вычитаются в ре1 версивном счетчике. При этом используется одно сравниваюшее устройство в измерительных цепях обоих плеч датчика, что приводит к снижению температурной погрешности преобразователя. Ця повышения чувствительности превбразования применяется многократный опрос плеч датчика с суммированием результатов опросов, однако без применения отб росов одногок другому. В предлагаемом преобразователе каждый опрос измерительной цеци начинается при нулевых начальных условиях. После опроса плеча индуктивного датчика дается временная выдержка, необходимая для полного разряда энергии, накотиенной в индуктивности во время опроса. Лля обеспечения высокой точнос» ти преобразования временная выдержка формируется с помошью линии задержки, построенной на дискретных элементах (селектор, счетчик), обеспечиваюших большую стабильность по сравнению с аналоговы ми.

В начальный момент времени импульс генератора 1 через блок 2 замыкает ключи 6» и 11», одновременно приводятся в исходное состояние счетчики 3 и 4, счетчик 4 включается на сложение, открываются временные ворота на выходе формирователя 5 временного интервала (фиг. 2). Через замкнутый ключ 6» напряжение питания подается через со» противления линий связи 7» и 8 на соответствуюшее ему плечо индуктивного датчика 9 и в апериодической LR цепи начинается йереходный процесс. Напряжение с выхода ключа 6» подается через ключ 11» на вход блока 12 стабилизации, напряжение с выхода которого подается на вход ключа 6», причем это напряжение меняется в зависимости от напряжения на выходе ключа 6», поддерживая его постоянным.

В следующий момент времени напряжение на образцовом резистопе 10 ста656 206 вения.

Ан.алОГОцифровои преобразователь содержеший тактовый генератор, блок выбора плеч дифференциального индуктивноГо детчика, измерительные цепи, состояшие из ключевых элементов, катушек индуктивностн латинка, образцового резистора, блок стебилнзации параметров измерительных ключей с кл очеми на входе. счетчик числа опросов плеч датчика, реверсивный счет- 1ик, формирователь временного интервала, блок сравнения напряжений, селектор, генератор стандартной аааСТОТЬа О Т Л а1 Ч а K IiL и и С Я тЕМ что, с целью повьллеBvi.ë чувствительности и точности преобразования, в пего введены линия задержки и блОк У правле

ННЯ, ПРИЧЕМ ВьаХО ; ОЛОКа СРаВНЕПНЯ На

ПРЯ .аконпй СОЕДГНаЕ",: С ВХОДОМ ЛИПИН За держки, второй вход которой соединен с

ВЫХОДОМ "iÅBeÐÑiòÇÐà СтааачаРТНОЙ Чаетсти, выход линии задержки соединен с ее ус46 тановочным входом и входом блока выбора плеч датчике, вьг д счетчика числа опросов соединен с входом блока управления, выходы которого соединены со счетчиком числа опросов, с реверсивгым счетчиком, с блоком выбора плеч датчика и с формировал чем временного интервала, а оба плеча к.щуктивного датчика объединены на одном образцовом резисторе.

ИЬ1 Ъ(ТЕЛ+ тз I новится равным заданному опорному уровню, срабатывает блок 13 сравнения напряжений (фиг. 2), которое через блок 2 закрывает ключи 6f и 11f. Одповременно импульс с выхода блока 13 сравнения поступает не входы счетчике 3 и линии задержки 14. Начинается разряд энергии, накопленной в катушке индуктивности датчика 91 за время опроса. Время, выделяемое на разряд, должно быть достаточ- ta ным для полного разряда и определяется с некоторым запасом линией 14 задержки.

Селектор, входяший в ее состав, открывается импульсом с выхода блока 13 f5 сравнения, и на вход счетчика, входяшего в состав линии задержки, начинают поступать импульсы генератора 17. При заполнении этого счетчика импульс с его выхода закрывает селектор на входе и 2й через блок 2 выборе плеч открывает ключи Gg и 11, кроме того этим же импульсом счетчик линии задержки сбрасьавается в начальное состояние. Все прсцессы в измерительной цепи повторяют ся (фиг, 2) .

Число опросов плеча индуктивного датчика 91 определяется счетчиком 3 числа опросов. При его заполнении импульсами блока 13 сравнения сигнал с выхода счетчика 3 поступеет на вход формирователя 5 и закрывает временные ворота на его выходе (фиг. 2). Тем самым прекрашается поступление импульсов генератора 17 через селектор 16 на вход реверсивного счетчика 4.

В реверсивном счетчике сформирован код, который можно представить в виде где f — частота генератора 17, . и) — число опросов плеча датчика, Ту- временной интервал, соответству-. фЯ юший опросу плеча датчика, à — временной интервал, онределяемый линией задержки.

Одновременно сигнал с выхода счеч чика 3 через блок 15 управления переводит реверсивный счетчик 4 в режим вычитания, сбрасывает счетчик 3 в исходное состояние и замыкает через блок 2 ключи 62. и 1 1

Начинается опрос плеча индуктивного датчике 9, который осушествляется аналогично опросу плече (фиг. ). По окончании опросе плече IAT÷èêà 9 в реверсивном счетчике 4 формируется код, пропорциональный разности результатзв опроса плеч дифференалиального индуктивНОГО датчике, умноженной HQ число опрсСО В.

Время, определяемое линией задержки и одинаковое для обоих плеч датчика, не влияет не конечный результат преобразоФормула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автор"кое свидетельство СССР

Yio. 360624, кл, Ср 01 Я 27/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 177167, кл. Я 05 С» 3/20, 1965.

<;5r>2Pn

Фиг. 1

Составитель Л. Сорокина

Редактор И. Марховская Техред Э. мужик Корректор Г1. Макаревич

Заказ 1549/47 Тираж 1059 Подписное

И} ИИГ1И 1осуларствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф ииал llllll Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4