Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>928633

Союз Советскими

Соцмалистмческия

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0906.80 (21) 2935762/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1505,82. Бюллетень ¹18

Дата опубликования описания 150582

Р М К з

Н 03 К 13/08

Государственный комитет

СССР

А0 делам изобретений н открытий (33) УДК 681. 325 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В.Л. Котляров и В. Г. Брандорф

I !

Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола и Львовский лесотехнический институт (71) Заявители (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматйке, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в информационных. измерительных. системах при опросах датчиков с нелинейными характеристиками.

Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП), например АЦП время-импульсного типа, которые решают задачу преобразования напряжения выходного сигнала датчика в число импульсов,а затем в код (1).

Однако эти АЦП не обладают способностью линеаризации,характеристик датчиков, подключенных к их входам.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является

АЦП, содержащий преобразователь выходного сигнала в интервал времени, триггер, генератор, счетчик, дешифратор, источники тока, конденсатор и нуль-орган. АЦП обладает свойством линеаризации характеристик датчиков(2l

Однако этот АЦП можно применить лишь с датчиками с выходным сигналом в виде интервала времени или с выходным сигналом, который можно преобразовать в интервал времени. Существует большое число датчиков с выходным сигналом в виде частоты или числа импульсов. Выходной сигнал этих дат чиков трудно преобразовать .в интервал времени и сделать это без потери точности практически невозможно.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей аналого-цифрового преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий триггер, генератор, источники тока, конденсатор и нульорган, выход которого подключен к перному входу триггера, выход которого подключен к входу генератора и первого источника тока, счетчик, выходы которого подключены к первым входам дешифратора выходы которого соединены с входами остальных источников тока, а выходы всех источников тока объединены и подключены к первому входу нуль-органа и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка соединена с вторым входом нуль-органа и общей шиной, введены преобразователь входного сигнала в число импульсов, формирователь импульсов постоянной длительности и элемент ИЛИ, причем вход преобразователя входного сигнала в число импульсов соединен с входной шинои, первый выход — с вторым входом тригго928633 ник 9 тока и включают второй, ток которого больше (или меньше), чем у первого. Во время наличия импульсов на выходе формирователя 8 скорость роста напряжения на конденсаторе изменяется (фиг.2, участок 5 ); напряжение .на конденсаторе под воздействием токов источников 9 изменяется и повторяет кусочно-линейно-аппроксимированную характеристику, полученную путем вычитания из кусочно-линейноаппроксимированной характеристики датчика линейной характеристики преобразователя 2. Поэтому на конденсаторе в виде напряжения накапливается разность между нелинейной характеристикой датчика и линейной характеристикой преобразователя 2.

По окончании линейного преобразования эту разность необходимс преобразовать в дополнительное число импульсов, Фто происходит следующим образом.

После линейного преобразования с выхода преобразователя 2 на вход триггера 3 поступает импульс, устанавливающий его в 1 . Благодаря этому включается источник тока 10 и генератор 4, с выхода которого импульсы через элемент ИЛИ 5 поступают на вход счетчика 6. Под воздействием тока источника 10 конденсатор 11 разряжается до нуля, в результате чего срабатывает нуль-орган 12 и ставит триггер 3 в исходное положение.

Источник 10 отключается и подача импульсов на счетчик прекращается.

Число импульсов, поданное на счетчик, оказывается пропорциональным величине физического воздействия на входе датчика, так как после линейного преобразования число импульсов увеличено на величину, пропорционально разности между линейной характеристикой преобразователя 2 и нелинейной характеристикой датчика.

Число с выходов счетчика поступает на выходы АЦП.

В отличие от известного предлагаемый AIIII позволяет производить линеаризацию характеристик датчиков не

0 только с преобразователем входных сигналов в интервал времени, но и с преобразователями входных сигналов в число импульсов любого принципа действия(например, с промежуточным преобразователем в частоту или с преобразователями в число импульсов датчиков с чистотным выходом), что позволяет расширить область применения

АЦП.

Формула изобретения.

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий триггер, генератор, источ5 ники тока, конденсатор и нуль-орган, ра, а второй выход — с входом формирователя импульсов постоянной длительности, выход которого подключен ,к второму входу дешифратора и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход — с входом счетчика.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Аналого-цифровой преобразователь 10 содержит входную шину 1, которая соединена с выходом датчика с нелинейной характеристикой (на фиг.1 не показан) .

Выход преобразователя 2 подключен ко входу установки в 1 триггера

3 управления, выход которого подключен ко входу генератора импульсов 4, выход которого через элемент ИЛИ 5 подкЛючен ко входу счетчика 6, выходы которого подключены ко входам де шифратора 7. Ко второму входу элемента ИЛИ 5 подключен выход формирователя 8 импульсов постоянной длительности.

На выходах дешифратора 7 могут появляться 1 только в том случае, если на его вход с выхода формирователя 8 импульсов постоянной длительности поступает 1 . Ко входу формирователя 8 подключен информационный выход преобразователя 2. Выходы дешифратора подключены ко входам ис" точников 9 тока. Для включения источника тока на его вход с выхода дещифратора надо подать 1 .

Ко входу источника тока 10, генериру-35 ющего ток обратного по сравнению с током источников 9 напряжения, подключен выход триггера 3;Выходы источников 9 и 10 подключены к конденсатору

11, вторая обкладка которого заземле-40 на, и ко входу нуль-органа 12, выход которого подключен к установке в 0 триггера управления 3.

Устройство работает следующим образомм. 45

С информационного выхода преобразователя 2 на вход формирователя 8 импульсов постоянной длительности поступают импульсы, число которых пропорционально электрическому сигналу на выходе датчика. Каждый из этих импульсов с выхода формирователя поступает на дешифратор и вызывает включение одного из источников 9 тока, начиная с первого, на время своей длительности. Эадним фронтом каждого импульса добавляется 1 в счетчик 6. Bo время поступления первых импульсов на вход дешифратора напряжение на конденсаторе растет с одной скоростью (фиг.2, участок ).

Через некоторое время, когда под воздействием импульсов, поступающих на счетчик, его старшие разряды увеличивают свое состояние, выходы дешифратора перестают включать первый источ- б

928633 выход которого подключен к первому входу триггера, выход которого подключен к входу генератора и первого источника тока, счетчик, выходы которо го подключены к первым входам дешифратора, выходы которого соединены с 5 входами остальных источников тока, а выходы всех источников тока объедийены и подключены к первому входу нульоргана и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого соединена с вторым входом нуль-органа и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь входного сигнала в число импульсов, формирователь импульсов постоянной длительности и элемент

ИЛИ, причем вход преобразователя входного сигнала в число импульсов соединен с входной шиной, первый выход — с вторым входом триггера, а второй выход - с входом формирователя импульсов постоянной длительности, выход которого подключен к. второму входу дешифратора и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход — с входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом.

К., Наукова думка, 1970, с. 34 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 467462, кл. Н 03 К 13/08, 1973 (прототип) .

928633

Составит ель В. Солодова

Техред М. Надь Корректор Е.Рокко

Редактор T.Веселова

Подписное

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

Заказ 3283/75 Тираж 954

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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