Аналого-цифровой преобразователь

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1 783979

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (51)М. Кл.

Н 03 К 13/02 (22) Заявлено14.02.79 (21) 2725082/21 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытии (23) Приоритет

Опубликовано 30,1180, Бюллетень ¹44 (53) УДК 681.325 (088.8) Датаопубликоваиияописаиия 30.11.80 (72) Авторы изобретения

А. П. Стахов, A. П. Азаров и В. И. Моисеев

° ° ° ° °

Винницкий поли ехнический институт (71) Заявитель (54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной и цифровой измерительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговых величин в цифровые. 5

Из вестен аналого-цифровой преобра зОватель, содержащий компаратор, реверсив ный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и блок управления(11 .

Этот преобразователь имеет спож- 10 ный метрологический контроль.

Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, логическое устройство, блок управления, элемент сравнения, первый вход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом циф- 2{) роаналогового преобразователя, выход элемента сравнения соединен с первым входом логического устройства, первый выход которого соединен с первым информационным входом реверсивного 25 счетчика импульсов, второй выход логического устройства соединен с управляющим входом реверсивного счет.:чика импульсов, выход реверсивного счетчика импульсов соединен со входом3Л

2 цифроан алогов oro преобразов ателя, первый выход блока управления соединен со вторым входом логического устройства $2) .

Недостатком этого преобразователя является сложный метрологический контроль линейности выходной характеристики, который осуществляется вручную.

Целью изобретения является автоматизация метрологического контроля..

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-gq@posoA преобразователь, содержащий реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, логическое устройство, блок управления, элемент сравнения, первый вход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, выход элемента сравнения соединен с первым входом логического устройства, первый выход ко-, торого соединен с первым информационным входом реверсивного счетчика импульсон, второй выход логического устройства соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импуль.сов, выход которого соединен со вхо7839

79 дом цифроаналогового, преобразователя, первый выход блока управления соединен со вторым входом логического устройств а, в в еде ны счетчик импульсов, блок анализа кода и блок приведения кода к минимальной форме, причем выход реверсивного счетчика импульсов соединен со входом блока приведения кода к минимальной форме и информационным входом блока анализа кода, выход которого соединен со вторый информационным входом реверсивного счетчика импульсов, выход блока приведения кода к минимальной форме подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, третий выход логического устройства соединен с 3$ информационным входом счетчика импульсов, выход которого подключен ко второму выходу аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы. счетчика импульсов и блока анализа 26 кода соединены соответственно со вторым и третьим восходами блока управле ния.

Сущность изобрете ния поясйяе тся" чертежом, где представлена функциональная электрическая схема аналогоцифрового преобразователя.

Вход 1 цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом элемента сравнения 2, второй выход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 3. Выход .элемента сравнения 2 соединен с первым входом логического устройства 4, обеспечивающего переключЕние режимов счета в реверсивном счетчике импульсов 5 и функционирование счетчика импульсов б. Первый выход логического -устройства 4 соединен с первым информационным входом реверсивного счетчика импульсов 5, предназначен- 4О ного для прямого и обратного счета импульсов, а также для выполнения операций свертки и развертки кода.

Второй выход логического устройства 4 соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов 5.

Выход реверсивного счетчика 5 соединен со входом цифроаналогового преобразователя 3, входом блока приведе-, ния кода к минимальной форме 7 и с информативным входом блока анализа ® кода &, предназначенного для вьщеления старшего значащего разряда кода.

Выход блока приведения кода к минимальной форме 7, выполняюШего операцию приведения кода к .минимальной 5$ форме, является первым выходом 9 аналого-цифрового преобразователя.

° Выход блока анализа кода 8 соединен со вторым информационным входом реверсивного счетчика импульсов 5.

Третий вход логического устройства

4 соединен с информационным входом счетчика импульсов б, предназначенного для счета импульсов . Выход счетчика импульсов б является вторым вы- 65 ходом 10 аналого-цифрового преббразов ателя . Работу преобразов ателя в режиме кодирования и метрологического контроля обеспечИвает блок управления 11.

Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь (АЦп) работает в двух режимах: режиме непосредствен.ного преобразования аналоговой величины в цифровую и режиме метрологического контроля линейности выходной характеристики.

Процесс преобразования входной аналоговой величины в Р --код происходит по методу следящего уравновешивания.

В режиме непосредственного преобразования входной аналоговой величи"Ны в р-код АЦП работает следующим образом.

Входная аналоговая величина поступает со входа 1 преобразователя на первый вход элемента сравнения 2, который осуществляет сравнение входной аналоговой величины с величиной сигнала обратной связи, поступающего с выхода ЦАПЗ . Разность вышеуказанных величин преобразуется в цифровой ркод с помощью логического устройства 4, реверсивного счетчика импульсов 5 и блока управления 11. Результат преобразования, формируемый в реверсивном счетчике импульсов 5, в случае прямого счета представлен в минимальной форме, а обратного в неминимальной.

Прямой счет импульсов в реверсивном счетчике 5 осуществляется с помощью проведения операции свертки кода, а обратный — с помощью операции развертки. для приведения результата преобразования к минимальной форме служит блок приведения кода.к минимальной форме 7.

МетрологиЧеский контроль линейности выходной характеристики преобразователя начинается с проверки соответствия своим метрологическим характеристикам (р+2)-го разряда АЦП.

При этом предполагается, что (р+1) младших разрядов настроены. на вход

АЦП подается ступенчато нарастающая величина, . -я ступень которой используется для проверки 1 -го разряда.

Процесс контроля состоит из двух этапов . На первом этапе производится преобразование величины ь ступени в код описанным выше способом. На втором этапе происходит исключение проверяемого (старшего значащего) разряда полученного кода .,:путем выполнения операций сверткй и развертки кода в реверсивном счетчике импульсов 5.

Например, кодов ая комбинация

010001000, содержащая единицу s седьмом (старшем) разряде, заменится комбинацией 00101111 Затем процесс кодирдвания продолжается, причем если

783979

Заказ 8569/61

Подписное состояние элемента сравнения 2 пос;ле исключения старшего значащего, разряда кода остается неизменным, то реверсивный счетчик импульсов 5 под воздействием управляющего сигнала из логического устройства 4 приводится в режим обратного счета импульсов . 5

Если же состояние элемента сравнения.

2 изменяется, то реверсивный счетчик импульсов 5 работает в режиме прямого счета импульсов. В процессе кодирования блок анализа кода 8 запрещает 10 проведение операции свертки в проверяемый разряд в реверсивном счетчике импульсов 5. Кодирование прекращается при изменении состояния элемента срав- нения 2. Подсчет количества импульсов, поступивших в реверсивный счет чик импульсов 5 на данном этапе, ведется также счетчиком импульсов б.

Если веса разрядов АЦП полностью соответствуют своим метрологическим xa- yo рактеристикам, то на втором этапе в процессе кодирования элемент сравнения 2 изменит свое состояние при поступлении первого же импульса в реверсивный счетчик импульсов 5. Счетчик импульсов б зафиксирует при этом нулевое количес-.ао импульсов . В случае расстройки i-го разряда,по окон-чании преобразования входной аналоговой величины в код в счетчике импульсов б будет записан код погрешности 30 этого разряда, причем если реверсивный счетчик импульсов 5 работал в режиме обратного счета, то погрешность

-го разряда будет положительна, а ,если в режиме прямого счета, то по- Я грешность отрицательна.

На этом процесс метрологического контроля а. †.го разряда заканчивается.

Формула изобретения 4О

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий реверсивнь!й счетчик им пульсов, цифроаналогового преобразовательь, логическое устройство, блок управления, элемент сравнения, первый вход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифуо- аналогового преобразователя, выход элемента сравнения соединен с первым входом логического устройства, первый выход которого соединен с первым информационным входом реверсивного счетчика импульсов, второй выход логического устройства соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, первый выход блока управления соединен со вторым входом логического устройства, отличающийся тем, что, с целью автоматизации метрологического контроля, в него введены счетчик импульсов, блок анализа кода и блок приведения коца к минимальной форме, причем выход реверсивного счетчика импульсов соединен со входом блока приведения кода к минимальной форме и информационным входом блока анализа кода, выход которого соединен со вторым информационным входом реверсивного счетчика импульсов, выход блока приведения кода к минимальной форме подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, третий выход логического устройства соединен с информационным входом счетчика импульсов, выход которого подключен ко второму выходу аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы счетчика импульсов и блока анализа кода соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Преобразование информации в вй . числительных аналого-цифровых уст- " ройствах и системах, Под ред.

Г. N. Петрова. М.,"Машиностроение", 1973, с. 184.

2. Стахов A. П. и Вишняков Ю. М.

О повышении информационной надежности аналого-цифровых преобразователей следящего типа сборник "Проблемы создания преобразователей формы информации, часть 2, Материалы !!! всесоюзного симпозиума, Киев, "Наукова думка", 1976, с . 16.

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