Устройство для аналого-цифрового преобразования

 

Г.Г. Живилов, Н.М. Сметанин и А.А. Фремке

{22) Авторы изобретения (76 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к электроиэмерительной н вычислительной технике и предназначено для преобразования широкополосных аналоговых сигналов в цифровой код.

Известно устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее усилитель с переменньм коэффициентом усиления, аналоговый сумматор, аналогоцифровой преобразователь и цифро-аналото говый преобразователь. На первый вход аналогового сумматора подается вхоцной сигнал, второй вход соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя, выход аналогового сумматора соединен

1S с входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, выход которого соя динен с входом аналого-цифрового преобразователя (13 и j2)

Недостатком известного устройства

20 является низкая точность аналого-цифрового преобразования широкополосных сигналов, возникаюшая из а большой погреш ности при кодировании высокочастотных составляющих.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее аналоговый сумматор, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход — с вы ходом первого цифро-аналогового преобразователя, а выход - с входом усилите»ля с переменным коэффициентом передачи, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, дополнительно введены сумматор, блок управления, второй цифро-аналоговый преобразователь, реверсивный счетчик и .сравнивающее устройство, причем выход блока управления соединен с управляющими входами усилителя с переменным коэффициентом усиления, аналого-цифрового преобразователя, реверсивного счетчика и сумматора, первый вход которого со минеи с выходом аналого:-цифрового прееВ930685 разователя, второй вход — с выходом реверсивного счетчика и через второй пи ро-аналоговый преобразоватлль — с трет ро-аналоговый преобразователь — с третьим входом аналогового сумматора, первый выход — с выходной шиной, второй выход — с входом первого цифре-аналогового преобразователя, при этом первый вход сравнивающего устройства соединен с входной шиной, второй вход — 1о с выходом первого цифрэ-аналогового преобразователя, а выход - с входом реверсивного счетчика.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для аналого-цифров го преобразования.

Устройство содержит аналоговый сумматор 1, усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, сумматор 4, первый цифро-аналоговый преобразователь 5, ре- 2й версивный счетчик 6, второй цифро-аналоговый преобразователь 7, сравнивающее устройство 8, блок управления 9.

Первый вход сумматора 1 соединен с входом устройства, второй вход - с выходом цифро-аналогового преобразователя 7, выход — с входом усилителя 2, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого зо соединен с первым входом сумматора 4, первый выход которого соединен с выходом устройства, второй выход - с входом первого цифроаналогового преобразователя 5, второй вход - с выходом

35 реверсивного счетчика 6, и с входом второго цифроаналогового преобразователя 7, вход реверсивного счетчика 6 соединен с выходом сравнивающего устройства 8, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход — с выходом первого цифро-аналогового преобразователя 5, управляющий вход реверсивного счетчи.ка 6 соединен с выходом блока управления 9, который, кроме того, соединен с

45 управляющими входами сумматора 4, аналого-цифрового преобразователя 3 и усилителя 2.

Устройство работает следующим образ Омб

При кодировании входного сигнала в

50 двоичном коде весь цикл преобразования разделен на К тактов. На каждом такте происходит определение МХ разрядов двоичного кода. Полная разрядность выходного кода устройства зависит от числа разрядов Му блока аналого-цифрового преобразователя 3 и числа тактов К и в общем случае будет равно К Ny.

В начале работы импульсом "Пуск" в усилителе 2 устанавливается коэффициент передачи равный 1, регистры сумматора 4 и реверсивный счетчик 6 сбрасывается в

0, запускается аналого-цифровой преобразователь 3, который кодирует входной сигнал с числом разрядов Мх . Код записывается в сумматор 4 и поступает на вход цифрз-аналогового преобразователя 5, с выхода которого аналоговый сигнал, соответствующий коду НХ, поступает на вход аналогового сумматора 1, где вычитается из входного сигнала. По команде с блока управления 9 в усилителе 2 устанавливается коэффициент передачи К„=2"", и начинается следующий такт преобразования.

Во втором такте преобразования на вход аналого-цифрового преобразователя 3 поступает усиленная в 2 " раз сумма трех напряжений b и> + Ь ин+ b, где

b р — статическая погрешность аналогоцифрового преобразователя 3, равная погрешности первого такта преобразования, и - его динамическая погрешность, д — напряжение, равное приращению входного сигнала за время коммутации аналоговых элементов устройства. Усиленное в 2 " раз напряжение йпр+ 6дин а при

t1 некоторых значениях Ь„„„и а может превышать предел измеренйя аналог -цифрового преобразователя 3 и в работе устройства произойдет сбой. Для компенсации возникающей погрешности в структуру введены сравнивающее устройство 8, реверсивный счетчик 6 и второй цифро-аналоговый преобразователь 7, которые работают следующим образом.

По окончании работы аналого-цифрового преобразователя 3 на первом такте преобразования по команде с блока управления 9 начинает работать реверсивный счетчик 6, который управляет цифро-аналоговым преобразователем 7. В начальный момент времени напряжение с выхода второго цифро-аналогового преобразователя

7 равно 0 и на входе сравнивающего ycr ройства 8 поступает изменяющийся вход= ной сигнал и постоянное напряжение с выхода первого цифро-аналогового преобразователя 5. При увеличении разницы между напряжением с выхода первого цифро-аналогового преобразователя 5 и входным сигналом второй цифрс аналогового преобра» зователь 7 начинает компенсировать это приращение, причем дискретность его равна дискретности аналого-цифрового преобразователя 3.

9306

Формула изобретения

Устройство для аналого-цифрового преобразования, содержащее аналоговый сумматор, первый вход которого соеди- 2 нен с входной шиной второй вход - с выходом первого цифро- налогового преобразователя. а выход - с входом усилителя с переменным коэффициентом передачи, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, о тл и ч а ю щ е е с я,тем, что, с целью

На втором такте преобразования анелого-цифровой преобразователь 3 кодирует напряжение с выхода усилителя 2, равное " (а р, „. ) — ™" Ьк) — компенсирующее напряжение с выхода .второго цифро-аналогового преобразовате-. ля 7. Полученный код делится на 2 " и записывается в сумматор 4, одновременно с этим в сумматор 4 записывается код с реверсивного счетчика 6. Коррекция 10 возникающей погрешности происходит на всех тактах работы преобразователя, аналогично, как и на первом такте, вследствии чего погрешность предлагаемого устройства при кодировании высокочастотных составляющих широкополосных сигналов существенно меньше и точность пре-, образования повышается. повышения точности, в него дополнитель но введены сумматор, блок управления, второй цифре-аналоговый преобразователь, реверсивный счетчик и сравнивающее уст ройство, црнчем выход блока управления соединен с управляющими входами усилителя с переменным коэффициентом усиления, аналого-цифрового преобразователя, реверсивного счетчика и сумматора, первый вход которого соединен с выходом а налого-цифрового преобразователя, второй вход - с выходом реверсивного счетчика и через второй цнфро-аналоговый преобразователь - с третьим входом аналогового сумматора, первый выход - с выходной шиной, второй выход - с входом первого цифро-аналогового преобразователя, при атом первый вход сравнивакяцего устройства соединен с входной шиной, второй вход - с выходом первого цифра аналогового преобразователя, а выходс выходом реверсивного счетчика. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Островерхов B. В. Динамические погрешности аналогоцифровых преобразователей. М., Энергия, l975, с. 5163, 2. Шляндин В.М. цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., "Высшая школа, 1973, с.. 239«240.(прото тнп) 9 30655

Составитель А. Кузнецов

Редактор М. Данканич Техреду. Харитончик Корректор M. Г1ожо

Заказ 3527/82 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., a. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4