Двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реснублнк (ii) 879767 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13 ° 08. 78 (21) 2661999/21 (51)М. Кл.

Н 03 К 13/02 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1181 бюллвтеиь Йо 41

Дата опубликования oAHcBHNjI 07. 11. 81 (53) УДК 681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

M.E. Глушковский и В.Н. Судариков (71) Заявитель (54 ) ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОКОРРЕКЦИИ

АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области стабилизации характеристик измерительной аппаратуры и предназначено, например. для автокоррекции нуля и крутизны аналого-цифрового преобразователя при проведении прецизионных измерений.

Оно может быть использовано при проведении аналогичной коррекции измерительных тактов в спектрометрии, биологии, медицине и других областях науки и техники.

Известно устройство для стабилизации амплитудных тактов, состоящее из цифрового дискриминатора, ревер- 1з сивного шагового двигателя с редуктором многооборотного потенциометра . с приводом и схемой многофазного управления работой двигателя 11 .

Известно также двухканальное устройство автокоррекции аналогоцифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистр нуля и наклона со старшими и младши- 25 ми разрядами, преобразователь коднапряжение (ПКН).Причем ПКН может быть выполнен как на весовых резисторах, так и построен время-импульс ныл способом(2). 30

Недостатком известных устройств является сложность их реализации.

Цель изобретения — упрощение устройства — достигается тем, что в двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистры нуля и наклона со старшими и младшими разрядами, преобразователь код-напряжение, включающий генератор импульсов, еоединенный со счетчиком числа, ключи, соединенные с фильтрами, триггеры, клемму "сброс", соединенную с шиной установки в "0" триггеров регистров, введены мультиплексор, старший и младший опорные счетчики, коммутатор, причем первые входы триггеров подключены к выходу младшего и к входу старшего опорных счетчиков, вторые входы триггера преобразования и опорного триггера подключены соответственно к выходам счетчика числа и старшего опорного счетчика, выходы триггера каналов подключены к первому адресному входу мультиплексора и управляющему входу коммутатора, информационный вход которого соединен-с выходом триггера преобразователя. а вкход — с ключами

879767

"нуля" и "наклона", выходы опорного триггера подключены к шине сброса старшего опорного счетчика и к второму адресному входу мультиплексора, информационные входы которого соединены со старшими и младшими регистрами "наклона" и "нуля",а выход подключен к установочному входу счетчика числа.

На фиг.1 приведена блок-схема, двухканального устройства автокоррекции аналого-цифрового преобразователяу на фиг . 2 — диаграммы напряжений.

Генератор импульсов 1 через параллельно включенные младший опорный счетчик 2 и счетчик числа 3 соединен ,с триггером преобразования 4. Триггер преобразования через коммутатор 5, ключ "наклона" б. и фильтр наклона 7 соединен с выходом канала "наклона" 8.

Коммутатор 5 соединен также через ключ "нуля" 9, фильтр "нуля" 10 с вы- 20 ходом канала "нуля" 11. Выход младшего опорного счетчика 2 подключен через триггер каналов 12 к управляющему входу коммутатора 5 и соединен со старшим опорным счетчиком 13, 25 с опорным триггером 14, а также с входом стробирования 15 мультиплексора 16. Цифровой дискриминатор 17, имеющий вход информации 18 и вход пуска 19, соединен реверсивной связью с младшими разрядами регистра "наклона" 20, подключенного к старшим регистрам "наклона" 21 и младшим разрядам регистра "нуля" 22, к старшим разрядам "нуля" 23. Причем все и-разрядные регистры 20-23 через мульти35 плексор соединены с входом установки счетчика числа 3. Импульс с клеммы

24 поступает на входы установки "нуля" 25 младших разрядов регистров

22,20 и на входы установки кода 2" " 40

26 старших разрядов регистров 21,23.

Выход опорного триггера 14 соединен с входом сброса старшего опорного счетчика 13 и с входом адреса 27 мультиплексора 16, а триггер кана- 45 лов 12 — с другими входом адреса 28 мультиплексора 16.

На фиг.2 диаграммы напряжений на выходах элементов обозначены теми же цифрами, что и сами элементы. Обоз- g0 начения циклов преобразования сос" тоят из двух знаков: первый — номер цикла в канале, второй — обозначение канала (например, 2,H — второй цикл преобразования в канале наклона). стройство работает следующим образом.

Входные коды с преобразователя поступают на вход информации 18,а пусковые сигналы, соответственно на вход пуска 19 цифрового дискримина- 60 тора 17, который в зависимости от поступающих кодов вырабатывает сигналы "1" и -1" для реверсивных ре.гистров нуля 22,23 и "наклона" 20,21.

Таким образом в процессе набора . 65 спектра на регистрах 20,21 в цифровой форме накапливается сигнал коррекции "наклона", а на регистрах

22,23 — "нуля".

Сигналы с генератора импульсов 1 непрерывно пересчитываются младшим опорным счетчиком 2 и счетчиком числа 3, имеющими 0 разрядов, как все регистры и старший опорный счетчик 13. Импульсы переполнения с

I этих счетчиков формируют на триггере преобразования 4 временные интервалы, пропорциональные содержимому старших регистров 21,23, так как коды этих регистров устанавливаются в счетчике числа 3 через мультиплексор

16 по команде установки, приходящей на вход стробирования 15. Одновременно с переключением мультиплексора 16 триггер канала 12 подключает выход триггера преобразования 4 через коммутатор 5 к соответствующему ключу

6 или 9. Ключ соединяет вход фильтра (несколько RC-цепочек) то с источником напряжения +U, то с источником напряжения -U, и таким образом, на выходе фильтра получается напряжение коррекции Ug или 0„.

За весь период йреобразования цикл преобразования повторяется

2(2 +1) раэ (см. диаграмму на фиг.2), причем 2 " раз преобразуются коды старших разрядов регистра 21, 23 регистров "нуля", и "наклона" и по одному разу коды младших разрядов регистров 20, 22. Переключение старших и младших разрядов регистров в мультиплексоре 16 производится по входу адреса 27 опорным триггером

14, который совместно со старшим опорным счетчиком 13 составляет счетчик с коэффициентом пересчета

2"+1 (в течение 2ч циклов опорный триггер 14 находится в состоянии

"0", в (2 +1)-ом цикле в состоянии

"1"). Для числа уровней коррекции

16 10 равно 7, тактовая частота генератора импульсов составляет 1 МГц и при этом длительность цикла равна 128 мкс, а периода стабилизации

3 мс. Чтобы пульсации на выходе не превышали половины младшего разряда, степень подавления фильтром частоты циклов должна быть не менее 2 (см. диагр. б и 8 или 9 и 10). Это условие легко удовлетворяется двухзвенным фильтром (R 4,7 кОм, С

20 мкФ), причем постоянная фильтра составляет около 0,3 с; что вполне приемлемо для системы стабилизации.

Заявленное устройство, выполненное на интегральных элементах

155 серии, содержит только 22 корпуса (не считая цифрового дискриминатора),что позволило в серийно выпускаемом блоке стабилизации исключить одну плату (60-70 корпусов) иэ трех, а также шаговые двигателя, редуктор) и гелипоты. Проведенные

879767 изменения также значительно повысили надежность иэ-за исключения ряда элементов, особенно механических.

Формула изобретения

Двухканальное устройство автокоррекции аналого-цифрового преобразователя, содержащее цифровой дискриминатор, регистры нуля и наклона со старшими и младшими разрядами, преобразователь код-напряжение, включающий генератор импульсов, соединенный со счетчиком числа, ключи, соединенные с фильтрами, триггеры, клемму

"сброс", соединенную с шиной установки в "0" триггеров регистров, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены мультиплексор, старший и младший опорные счетчики, коммутатор, причем первые входы триггеров подключены к выходу младшего и к входу старшего опорных счетчиков, вторые входы триггера преобразования и опорного триггера подключены соответственно к выходам счетчика числа и старшего опорного счетчика, выходы триггера каналов подключены к первому адресному входу мультиплексора и

5 управляющему входу коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом триггера преобразования, а выход — с ключами "нуля" и "наклона", выходы опорного триггера подключены к шине сброса старшего опорного счетчика и к "второму адресному входу мультиплексора, информационные входы которого соединены со старшими и младшими регистрами "наклона"

1 и "нуля", а выход подключен к уста-. новочному -входу счетчика числа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3538420, кл. 321-5. 03.07 ° 70.

20 2. Гельман М.М. и др. Автоматическая коррекция систематических погрешностей в преобразователях "напряжение — код". M., "Энергия", 1974, с..26 (прототип)