Аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания

 

iii 959275

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсимк, Соцмапмстмчесимк

Республик

Ф

«.м (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 06. 01. 81 (21) 3230465/18-21 (5! )М. Кл . с присоединением заявки М(23)П ио итет

H 03 K 13/175 ВвударетжнкМ квинтет

CCCP

° о делан изобретений н отерыткй р р

Опубликовано, 15. 09. 82. Бюллетень J% 3"

Г (53) УДК681. 325 (088.8) Дата опублккования описания 23 . 09. 82 (72) Авторы изобретения

В. Г. Беляков, С. М. Комаров и Г. И. Т

ВНЕС()ВЗВАР

ПЛТЕНТНО т хр*цес а (71) Заявитель

БИБЛч" ОТ .:КА (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НЕПОСРЕДСТВЕННОГО СЧИТЫВАНИЯ

Изобретение относится к аналогоциФровой вычислительной технике и предназначено для использования, в частности, в устройствах. воспроизведения нелинейных зависимостей с ав5 томатическим вводом инФормации; комбинированных блоках переменожения и др, Известен аналого-циФровой преобразователь (АЦП) непосредственного о считывания, входная величина в ко" тором сравнивается с набором оди- наковых эталонов, образующих измерительную шкалу. В электронных АЦП эта шкала чаще всего задается от общего эталонного источника посред" ством многоотводных делителей напряжения, самопреобразование произ" водится компараторами, сравнивающими входной сигнал с напряжениями в точ- 20 ках отвода, а результат преобразования отображается состояниями компараторов в виде нормального единичного кода f 1 j.

К недостаткам такого АЦП следует отнести невысокую точность при возрастании нагрузки на делитель напряжения.

Известен также АЦП, содержащий компараторы первые. входы которых соединены с соответствующими выводами. делителя эталонного напряжения, вторые входы соединены с источником входного .сигнала, а выход - с входами дешиФратора, выполненного на элементах НЕ, И, ИЛИ. Достоинство . такого преобразователя - высокое .быстродействие, равное времени срабатывания одного отдельного компаратора и недостижимое для преобразователей другого типа (поразрядных, последовательного счета и т.п.)1 2 .

Недостатки устройства - черезмерно большое количество (21 -1) прецизионных резисторов, где n - число разрядов АЦП в эталонном делителе, и значительная нагрузка со стороны компараторов на источник сигнала. 3 95927

Целью изобретения является увеличение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что ЯЦП непосредственного считывания содержащий две группы компараторов первые входы обеих групп подключены к соответствующим выводам делителя . эталонного напряжения, а вторые вхо- . ды - компараторов первой группы к источнику входнОго сигнала, введены 10 дифференциальный усилитель с резистором обратной связи, источник смещения, делитель напряжения, выполненный на двух последовательно соединенных резисторах, и третий резистор, !5 при этом первые входы компараторов первой группы соединены с первыми входами соответствующих компараторбв второй группы, а вторые - входы компараторов первой группы подключены к источнику входного сигнала непосредственно и к шине нулевого потенциала через делитель напряжения, общая точка резисторов которого соединена с неинвертируюцим входом диф- р5 ференциального усилителя, к инверти" рующему входу которого подключен третий резистор, вторым выводом соединенный с источником смец ения, и резистор обратной связи, вторым выводом соединенный с выходом дифференциального усилителя и со вторыми входами компараторов второй группы, На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

АЦП содержит две группы 1 и 2 компараторов, делитель эталонного напряжения 3, дифференциальный усилитель

4 с резистором 5 в цепи обратной связи, входной резистор 6, резистор смещения 7 и симметрирующий резистор 8.

Режим работы компараторов в схеме выбирается так, чтобы эталонное напряжение на входе старшего m-ro ком" паратора не превышало максимального синфазного напряжения, и равнялось половине входной шкалы. Срабатывание компараторов происходит в момент равенства входного и опорного напряжений одинаковой полярности.

5О

Устройство работает следующим образом.

При X=O все компараторы в группах 1, и 2 находятся в исходном состоянии, т.е. на их выходах действуют напряжения, соответствующие логическому нулю. При этом напряжение на выходе усилителя 4 благодаря на5 4 пряжению смещения Е способствует поддержанию этого состояния у .группы 2 компараторов.

С увеличением по абсолютной величине входного напряжения Х поочередно, начиная с первого, включаются компараторы группы 1, образуя парал » лельный единичный код в виде сигналов на своих выходах, одновременно при этом напряжение на выходе усилителя 4 уменьшается. После того> как сработал последний (старший компаратор первой группы, напряжение на выходе усилителя 4 стало равным нулю, а поскольку входное напряжение Х подключено к неинвертирующему входу, то при дальнейшем уве" личении Х на входах компараторов второй группы действует напряжение той же полярности, что и на входах ком-, параторов первой группы, и тогда порядок срабатывания компараторов второй группы аналогичен порядку срабатывания компараторов первой группы.

Таким образом, в преобразователе благодаря включению дифференциального усилителя 4 уменьшается вдвое нагрузка на источник сигнала и во стольр ко же раз количество резисторов в эталонном делителе. формула .изобретения

Аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания, содер" жащий две группы компараторов, первые входы обеих групп подключены к соответствующим выводам делителя эталонного напряжения, а вторые входы компараторов первой группы подключены к источнику входного сигнала, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности преобразования, в него введены дифференциальный усилитель с резистором обратной связи, источник смещения, делитель напряжения, выполнен-. ный на двух последовательно соединенных резисторах, и третий резистор, при этом. первые входы компараторов первой группы соединены с первыми входами соответствующих компараторов второй группы, а вторые входы компараторов первой группы подключены к источнику входного сигнала непосредственно и к шине нулевого потенциала через делитель напряжения, общая точка резисторов ко1. Патент США М 3611350, з кп. 340-347, 1980.

2. Преобразование информации s аналого-цифровых вычислительных устройствах и системах. Под. ред, T. И. Петрова. И., 1973, с. 180, рис. 67 (прототип ) .

0ИИИПК Заказ 7025/75 ТиРаж 959 Подписное

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

S 959275 торого соединена с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, к иняертирующему входу которого подключены третий резистор, вторым выводом соединенный с иоточником смещения, и резистор обратной связи, вторым выводом соединенный с выходом дифференциального усилителя и со вторыми входами компараторов второй группы.

Источники информации, приня гые во внимание при экспертизе