Аналого-цифровой преобразователь

 

Союз Советских

Социалнстических

Республик пн788372

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

J г

) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 180179 (21) 2715967/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 151280 Бюглетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15,1280 (51)М. Клз

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.П. Стахов, А.Д. Азаров и В.И. Моисеев (71) Заявитель

Винницкий политехнический институт (54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

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

Известен преобразователь напряжения в код с системой самоконтроля и автокоррекции нуля, содержащий нульорган, преобразователь код-напряжение, регистр, ключи, триггеры, элементы И, ИЛИ, НЕ $1) .

Недостаток преобразователя заключается в том, что метрологический контроль выходной характеристики отличается сложностью.

И з вест е н также ан ало го-цифр ов ой преобразователь, содержащий блок управления, цифроаналоговый преобразователь, элемент сравнения, первый вход которого подключен к входной ши- 26 не аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом блока управления (21 . 2з

Недостатки такого преобразователя — значительные затраты времени при определении линейности выходной характеристики и невозможность использования результатов метрологичес-30 кого контроля для коррекции, так как знак погрешности не определяется.

Цель изобретения — повышение эффективности метрологического контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок управления,цифроана- логовый преобразователь и элемент

=равнения, первый вход которого подключен к входной шине аналого-цифрового преобразователя, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя,а выход соединен с первым входом блока управления,дополнительно введены первый блок развертки кода, блок элементов И по числу разрядов кода, блок элементов

ИЛИ по числу разрядов кода, второй блок развертки кода, блок определения знака, блок приведения кода к минимальной форме, причем первый выход блока управления соединен с первым входом первого блока развертки кода, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, входом блока определения знака, первым входом блока элементов И, первым входом блока элементов ИЛИ и первым входом второго блока развертки кОда, вто708372 рой выход блока управления соединен со вторым входом второго блока развертки кода, выход которого соединен со вторим входом блока элементов ИЛИ и вторым вхоцом блока элементов И, Ьыход которого соединен с третьим вхоцом второго блока развертки кода, вторым входом первого блока развертки кода и вторым входом блока.управления, выход блока элементов ИЛИ соединен с информационным входом блока приведения кода к минимальной форгле, третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока приведения к минимальной форме, выход которого соединен с первой выходной шиной, выход блока определения зна- 15 ка подключен к второй выхоцной шине.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема аналогоцифрового преобразователя.

Он содержит входную шину 1 преоб- 2О разователя, элемент 2 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 3, первый блок 4 развертки кода, блок 5 управления, блок б определения знака, блок 7 схем И, блок 8 схем ИЛИ, второй блок 9 развертки кода, блок 10 приведения кода к минимальной форме, первый выход 11 аналого-цифрового преобразователя, второй выход 12 аналого-цифрового преобразователя.

Входная шина 1 аналого-цифрового преобразователя соединена с первым входом элемента 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 3.

Выход элемента 2 сравнения соединен с первым входом блока 5 управления, обеспечивающего функционирование предлагаемого устройства. Первый выход блока 5 управления соединен с первым входом первого блока 4 развертки ко- 4О да, осуществляющего операцию развертки кода. Выход первого блока 4 развертки кода соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 3, входом блока б определения знака, g$ первым входом блока 7 элементов И, первым входом блока 8 элементов ИЛИ, и первым входом второго блока 9 развертки кода. Выход второго блока 9 развертки кода, выполняющего опера- gg цию развертки кода, соединен со вторым входом блока 8 элементов ИЛИ и вторым входом блока 7 элементов И, осуществляющего функцию выделения совпадений единичных состояний разрядов первого блока 4 развертки кода и второго блока 9 развертки кода. Выход блока 7 элементов И соединен с третьим входом второго блока 9 развертки кода, вторым входом первого блока 4 развертки кода и вторым 40 входом блока управления. Выход блока 8 элементов ИЛИ, служащего для объединения выходов первого блока 4 развертки кода и второго блока 9 развертки кода, подсоединен к информаци- 65 онному входу блока 10 приведения кода к минимальной форме, осуществляющего операцию приведения кода к минимальной форме. Третий выход блока 5 управления соединен с управляющим входом блока 10 приведения кода

1 к минимальной форме, выход которого является первым выходом 11 аналогоцифрового преобразователя. Выход блока б определения знака, определяющего знак кода погрешности аналого-цифрового преобразователя, является вторым выходом 12 аналого-цифрового преобразователя.

Работа аналого-цифрового преобразователя происходит в режиме метрологического контроля и в режиме непосредственного преобразования аналоговой величины в цифровой код.

Метрологический контроль аналогоцифрового преобразователя осуществляется на основании сравнения различных кодовых представлений, соответствующих одному и тому же значению входной аналоговой величины. Такое представление возможно в кодах с иррациональным основанием. К кодам с иррациональным основанием (р-кодам) относится р-код Фибьначчи. Метрологический контроль устройства производится для определения линейности выходной характеристики РЦП и осуществляется путем подачи на вход " ступенчато-нарастающей аналоговой величины, число ступеней которой должно соответствовать.числу разрядов выходного кода, причем < -я ступень используется для контроля 1 -го разряда

АЦП.

Необходимым условием достоверности метрологического контроля являет-ся соответствие весов младших (р+1) разрядов UAII 3 требуемым значениям.

Метрологический контроль осущес гвляется за четыре цикла.

В первом цикле происходит поразрядное преобразование входной аналоговой величины, подаваемой на вход 1, в цифровой код. Номер старшего значащего разряда кодовой комбинации, сформированной в процессе поразрядного преобразования в первом блоке 1 развертки кода, совпадает с номером про веряемого разряда АЦП.

Во втором цикле происходит перепись кодовой комбинации из первого блока 4 развертки кода во второй блок 9 развертки кода, который функционирует в данном случае как регистр, и установка в нулевое состояние первого блока 4 развертки кода.

Затем происходит процесс поразрядного преобразования входной аналоговой величины, подаваемой на вход 1, до момента совпадения старшего значащего разряда кода, формируемого в первом блоке 4 развертки кода, и старшего значащего разряда кода, сформированного в первом цикле. При наличии

788372

Формула изобретения

Составитель Ю. Богданов

Техред М. Кузьма Корректор О. Ковинская

Редактор М.Ткач

Заказ 8377/69 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.

Ужгород, ул. Проектная, 4 такого совпадения блок 7 элементов И вырабатывает сигнал, по которому старший разряд кода, формируемого в первом блоке 4 развертки кода, устанавливается E нулевое состояние. Дальнейшее кодирование входной аналоговой величины происходит при помощи оставшихся младших разрядов, причем установка в нулевое состояние совпадающих значащих разрядов не производится.

В третьем цикле обеспечивается получение разности этих кодовых ком— бинаций. В случае, отклонения веса проверяемого разряда АЦП от требуемого значения эта разность представляет собой код погрешности этого разряда.

При полном соответствии весов разря— дов АЦП своим метрологическим характеристикам разность кодовых комбинаций будет нулевая. Признаком появления нулевой кодовой комбинации является отсутствие сигналов совпадений значащих разрядов кодов, поступающих с выхода блока 7 элементов И.

В режиме непосредственного преобразования аналоговой величины в цифровой код участвуют элемент 2 сравнения, ЦАП 3, блок 5 управления, первый блок 4 развертки кода, функционирующий как регистр, блок 8 эле— ментов ИЛИ и блок 10 приведения кода, к минимальной форме, также функционирующий как регистр, обеспечивающие в совокупности процесс поразрядного кодирования.

Аналого — цифровой преобразователь, содержащий блок управления, цифро— аналоговый преобразователь и элемент щ сравнения, первый вход которого подключен к входной шине, второй вход элемента сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с первым входом блока управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыаения эффективности метрологического контроля, в него введены первый блок развертки кода, блок элементов И по числу разрядов кода, блок элементов

ИЛИ по числу разрядов кода, второй блок развертки кода„ блок определения знака, блок приведения кода к минимальной форме, причем первый выход блока управления соединен с первым входом первого блока развертки кода, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, входом блока определения знака, первым входом блока элементов И, первым входом блока элементов ИЛИ и первым входом второго блока развертки кода, второй выход блока управления соединен со вторым входом второго блока развертки кода, выход которого соединен со вторым входом блока элементов ИЛИ и вторым входом блока элементов И, выход которого соединен с третьим входом второго блока развертки кода, вторым входом первого блока развертки кода и вторым входом блока управления, выход блока элементов

ИЛИ соединен с информационным входом блока приведения кода к минимальной форме, третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока приведения к минимальной форме, выход которого соединен с первой выходной шиной, а выход блока определения знака подключен к второй выходной шине.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 379979, кл. H 03 К 13/17, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2462466/18-21, 19.10.77 (прототип).