Устройство время-импульсного преобразования напряжения постоянного тока в число

 

ОЮЗНАу( -"" :- . «)(85

"б "отб (Ч

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

О П-И—

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<н773912

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. сеид-ву

{22) Заявлено 27. 04 .79 (21) 2758674/18-21 (51)pA з с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР но делам нзобретеннй н открытн й

Опубликовано 23,10.80., бюллетень 1чо 39 (53) УДК6 21.

317(088.8) Дата опубликования описания 23. 10. 80 (72) Авторы изобретения

В. В. Баймалух, Б. Л. Бородин и А. И. Заев (71) Заявитель (5 4) УСТРОИСТВО ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА В ЧИСЛО

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, а точнее к аналого-дискретным преобразователям сигналов, Известны аналого-цифровые преобра- 5 зователи с двойным интегрированием, позволяющие существенно уменьшить влияние неточности интегрирования, повысить помехоустойчивость, содержащие источник эталонного напряжения,1О входные ключи, интегрирующее устройкомпаратор, блок управления

Недостатком известных устройств 15 является то, что эталонное напряжение, подключаемое входными ключами к интегрирующему устройству во втором такте интегрирования, имеет полярность, противоположную измеряемому 20 напряжению, в результате чего дрейф нуля, приведенный ко входу интегрирующего устройства, суммируется дважды (в первый и второй такты интегрирования), что приводит к появлению существенной погрешности преобразователя и снижению точности .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 30 устройство время-импульсного преобразования напряжения постоянного тока в число, содержащее источник эталонного напряжения, входные ключи, соединяющие источник эталонного и измеряемое напряжение с интегратором, выход которого соединен с компаратором, у которого выходы подключены ко входу преобразователя интервала времени в код и к одному из входов блока управления, а выход преобразователя интервала времени в код соединен с другим входом устройства управления, выходы которого управляют входными ключами и интегратором (2 ).

Недостатком подобных аналого-цифровых преобразователей двухтактного интегрирования является то, что эталонное напряжение, подключаемое входными ключами к интегрирующему устройству во втором такте интегрирования, имеет полярность, противоположную измеряемому напряжению, в результате чего дрейф нуля, приведенный ко входу интегрирующего устройства, суммируется дважды (в первый и второй такты интегрирования), что приводит к появлению существенной аддитивной погрешности преобразователя и снижению точности, 773912

Цель изобретения — повышение точности без увеличения времени преобразования.

Указанная цель достигается тем, что

s предлагаемом устройстве время-импульсного преобразования напряжения постоянного тока в число, содержащем источник эталонного напряжения, входные ключи, соединяющие источник эталонного напряжения и измеряемое напряжение с интегратором, выполненным в виде управляемого источника тока с конденсатором, выход которого соединен с компаратором, у которого выходы подключены ко входу преобразователя интервала времени в код и к первому входу блока управления, а вы- i5 ход преобразователя интервала времени в код соединен со вторым входом блока управления„ выходы которого соединены с входными ключами и входами интегратора, источник эта- 2О лонного напряжения включен однополярно с измеряемым напряжением, а интегратор снабжен дополнительно двумя парами ключей коммутации конденсатора, соединенных в мостовую схему в одной диагонали которой находится интегрирующий конденсатор, а другая диагональ первой своей вермлной -оединена с управляемым источником тоха, а второй вершиной подключена к источнику питающего на30 пряжений .

На фиг. 1 представлена схема предлагаемогоо устрой ст ва; на фиг. 2 диаграмма заряда емкости. 35

Устройство содержит источник 1 эталонного напряжения, входные ключи 2, источник 3 измеряемого напряжения, интегратор 4, компаратор 5, преобразователь 6 интервала времени в . код, блок 7 управления . Интегратор

4 состоит из управляемого источника

8 тока, интегрирующего конденсатора

9, первой пары ключей 10, второй пары ключей 11. Интегратор 4 питается источником 12 напряжения. 45

Устройство работает следующим образом.

Какая-либо пара ключей 10 или 11 всегда замкнута, поэтому в любой момент работы преобразователя сущест- Я) вует электрическая цепь заряда-разряда емкости 9; управляемый источник тока 8, ключи 10 или 11, емкость 9, источник 12 питающего напряжения., Интегрирующая емкость 9 соединена с компаратором 5 напряжения, который подключен к преобразователю б интервала времени в код и к одному из входов блока 7 управления. Выход преобразователя интервала времени в код соединен с другим входом блока 40 управления, соединенного с ключами

2, 10, 11, Измеряемое напряжение U„ ÷åðåç ключи 2 управляет источником 8 тока, .который через замкнутую в первый такт 65 интегрирования первую пару ключей 10 заряжает током 1, пропорциональным

U„ интегрирующую емкость 9 в течение фйксированного промежутка времени Т, Во время второго такта интегрирования блок 7 управления через ключи 2 подключает к источнику 8 тока эталонное напряжение 1, размыкает ключи 10 и замыкает ключи 11, в результате чего ток заряда интегрирующей емкости 9 изменяется на противоположный и емкость 9 начинает разряжаться током пропорциональным Е . В этот момент компаратор 5 вырабатывает им- . пульс, длительность которого Т равх на длительности полного разряда интегрирующей емкости 9. Интервал времени Т„, пропорциональный измеряемому напряжению 1 „, преобразуется преобразователем б интервала времени в код A< .

Дрейф нуля, приведенный ко входу источника 8 тока, в первый такт интегрирования суммируется с измеряемым напряжением 0„, что приводит к изменению напряжения 0 на емкости 9 в

Конце первого такта интегрирования на величину aU (см. фиг. 2) . Ho втором такте интегрирования дрейф нуля, приведенный ко входу источника 8 тока, суммируется с эталонным напряжением Е и изменяет время разряда емкости 9 на величину 6 Т, тем самым компенсируя влияние дрейфа нуля, приведенного ко входу источника 8 тока, до величины временного интервала Т„, пропорционального измеряемому напряжению U На фиг. 2 во втором такте пунктиром показана Линия, по которой разряжалась бы емкость 9, если бы не было компенсации.

Использование в предлагаемом устройстве времй-импульсного преобразования напряжения постоянного тока в число двойного интегрирования, подключение источника эталонного напряжения однополярно с измеряемым напряжением и выполнение интегрирующего устройства в виде управляемого источника тока с интегрирующей емкостью при снабжении его двумя парами ключей коммутации емкости, позволяют повысить точность преобразования без увеличения при этом времени преобразования.

Формула изобретения

Устройство время-импульсного преобразования напряжения поатоянного тока в число, содержащее источник эталонного напряжения, выход которого через входные ключи соединен с источником измеряемого напряжения и со входом интегратора, выполненного в виде управляемого источника тока с конденсатором, выход которого соединен со входом компаратора, выход

773912. /Г которого подключен ко входу преобразователя интервала времени в код и к первому входу блока управления, а выход преобразователя интервала времени в код соединен со вторым входом блока управления, выходы .которого соединены с входными ключами и входами интегратора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности без увеличения времени преобразования, источник эталонного напряжения включен однополярно с источником измеряемого напряжения, а интегратор снабжен дополнительно двумя парами ключей коммутации конденсатора, соединенных в мостовую схему, в одной диагонали которой находится интегрирующий конденсатор, а другая диагональ первой своей вершиной соединена с унравляеьым источником тока, 5 а второй веной подк .чена к источ нику питаннаего напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии Р- 49-39647, кл. 98 (5) Г 1.

2. Авторское свидетельство СССР

М 132863 кл,.Н 03 К 13/20 1960.

77 912

Составитель В, фуляр техред н.Барацулина корректор В. синицкая

Редактор Е. Лушникова

Заказ 7531/79 Тираж 995 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП . Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4