Нелинейный аналого-цифровой преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республин (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.10.77 (21) 2535624/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет ессеи оо делом изобретений н открытий

Опубликовано 30.12.79. Бюллетень ¹48

Дата опубликования описания 31.12.79 (72) Авторы изобретения 1О. Г. Туманов, В. Д. Циделко и Н. Н. Барышевский

Киевский ордена,.*1енипа политехн 1ческий институт имени

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей.

Известен нелинейный аналого-цифровой преобразователь на основе метода двойного интегрирования, содержащий последовательI но соединенные интеграторы; во втором такте преобразования на интегратор помимо опорного напряжения подается сумма выходных напряжений последовательно включенных интеграторов 11J.

Недостатки данного преобра ователя— влияние нестабильности емкостей вспомогательных интеграторов на точность устройства, необходимость предварительной математической обработки характеристики датчика для настройки, сложность настройки при отсутствии предварительной математической обработки характеристики датчика, Известен нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход через первый ключ — - к входу интегратора, подключенному через второй ключ к входной шине устройствв, выход интегратора подключен к входу компаратора, выход которого подключен к входу логического блока, выходы которого подключены к управляющим входам ключей 12).

5 Однако этот преобразователь не обеспечивает получения независимости регулировок кривизны и наклона характеристики преобразования устройства.

Целью изобретения является упрощение и увеличение быстродействия настройки преобразователя.

Это достигается тем, что в нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий интегратор, компаратор, сумматор, два ключа, логический блок, источник опор ного напряжения, введены источник компенсирующего напряжения, дополнительный сумматор, масштабирующий блок, инвертор, переключатель, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выхо,и дом второго ключа, второй вход соединен с выходом источника компенсирующего напряжения, а выход через масштабирующий блок соединен с входом инвертора и первым входом переключателя., второй вход кото706924 рого соединен с выходом инвертора, а выход — с вторым входом сумматора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит интегратор 1, вход которого через ключ 2 соединен с входной шиной 3, т. е. выходом источника преобразуемого напряжения U», и через ключ 4 с выходом сумматора 5, один вход суммато :ðà 5 подключен к источнику б опорного на--..пряжения 1.4, а второй вход — к выходу . — ....переключателя 7, один вход переключателя

7 подключен к выходу масштабирующего блока 8, а другой — к выходу инвертора 9, вход которого подключен к выходу масштабирующего блока 8, вход масштабирующего блока 8 подключен к выходу сумматора 10, один вход которого подключен к входной шине 3, а другой к выходу источника 11 компенсирующего напряЖения U>, равного по величине максимальному входному напря жению U» и противоположного ему по знаку, выход интегратора 1 подключен ко входу компаратора 12, выход которого подключен ко входу логического блока 13. В течение заданного времени Т на вход ин; тегратора 1 через ключ 2 подается преобразуемое напряжение U». Затем через ключ

4 на вход интегратора 1 подается выходное напряжение сумматора 5, противоположное по знаку напряжению U>. Когда выходное напряжение интегратора 1 уменьшится до нуля, компаратор 12 выдаст на логический блок 13 соответствующий сигнал, означающий конец преобразования. Так как выходное напряжение сумматора 5

= (U» — к)- К> + 1о, где К „— коэффициент передачи масштабирующего блока 8, его знак определяется положенйем переключателя 7.

Выходной код можно запиеать в виде и-к„. и

UO 1 „ Uz-

Uo I где Кк — коэффициент пропорциональности.

При К ":1 " )) 1 с некоторым прибли >о

«ж>еиием можно записать, что

М= Kn — (uxu++Kn.— )" u -

1 ок >. K»

1 о L>p " o

Можно показать, что при К - — - - <3 /о

Ux О» о

<о характеристика преобразования предлагаемого устройства описывается полиномом второй степени. При уменьшении К погреш" ность описания характеристики полиномом второй степени уменьшается пропорциональS

v но квадрату К>„ Нелинейный аналого-цифровой преобразователь позволяет регулировать кривизну характеристики преобразования устройства путем изменения К, и ее знак путем соответствующего выбора положе10 ния переключателя 7, не влияя на положение крайних точек характеристики, т. е. на ее наклон.

Формула изобретения

Нелинейный аналого-цифровой преобразователь, содержащий сумматор, первый вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход — через первый

2 ключ к вхбду интегратора, подключенному через второй ключ к входной шине устроиства„выход интегратора подключен к входу компаратора, выход которого подключен к входу логического блока, выходы которого

2 подключены к управляющим входам ключей, отличающийся тем, что, с целью упрощения и увеличения быстродействия настройки преобразователя, введены источник . компенсирующего напряжения, дополнительный сумматор, масштабирующий блок, инвертор, переключатель, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выходом второго ключа, а второй вход — с выходом источника компенсирующего напряжения, а выход через масштабирующий блок

>s соединен с входом инвертора и первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом инвертора, а выход — с вторым входом сумматора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 513491, кл. H 03 К 13/02, 1975

2. Патент Великобритании № 1355174, кл. G 4 Н>1973 (прототип).

706924

Составитель А. Титов

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Тираж 995 Подписное

Редактор Е. Караулова

Заказ 8243 46

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент>, г, Ужгород, ул. Проектная, 4