Аналого-цифровой преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9S4034

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03.04.81(21) 3300719/18-21

Р М К з с присоединением заявки М

Н 03 К 13/18, Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет 20. 03. 81 (53) УДК 681. 325 (088. 8) Опубликовано 2 12.82. Бюллетень й947

Дата опубликования описания 23. 12. 82

«

Ю.A.Êàäåíêo и О.A. Акаткин . В;" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

20

30

Изобретение относится к преобразователям напряжения в код и может быть использовано в измерительных цифровых устройствах и вычислительной технике.

Известен преобразователь напряжения в код, работающий по принципу одновременного сравнения йзмеряемого напряжения с рядом дискретных значений эталонных напряжений. Кодовое зна чение входного сигнала определяется старшим из сработавших компараторов

L либо определенной комбинацией этих схем (1).

Недостатком этого преобразователя является то, что с ростом точности преобразования значительно увеличивается количество блоков сравнения и, следовательно, снижается надежность °

Известен параллельно-последовательный преобразователь напряжения в код, содержащий ступени грубого и точного преобразования, соединенные с источником измеряемого напряжения,. между управляющим компаратором грубой ступени и входом компаратора точной ступени имеется устройство выделения старшей единицы, переключающий ключ и перационный усилитель (1 1.

Однако наличие этих элементов очень понижает быстродействие преобразователя., При срабатывании компаратора ступени грубого преобразования изме няются величины напряжения порогов срабатывания компараторов ступени точного преобразования. Подобное решение задачи уменьшает количество компараторов, но при этом понижает быстродействие преобразователя за счет наличия ключей и устройства выделения старшей единицы.

Цель изобретения — повышение быстродействия при сохранении точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий блоки грубого и точного преобразований, каждый из которых выполнен на операционном усилителе, делителе и компараторах, первые входы компараторов блоков грубого и точного преобразований соединены с соответствующими выводами соответственно делителей

*блоков грубого и точного преобразований, а первые выходы соединены

984034 с входами выходного ре гистра, введен элемент ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами компараторов блока точного преобразования,а выход соединен с инвертирующим входом операционного усилителя блока точного преобразования, выход которого .соединен с вторыми входами компараторов грубого преобразования, а неинвертирующий вход соединен с ши-i ной входного сигнала и неинвертиру- 10 ющим входом операционного усилителя блока. грубого преобразования, инвер- тирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вто/ рыми входами компараторов блока точйого преобразования.

На чертеже представлена функционнальная схема аналого-цифрового преобразователя.

Он содержит блок 1 грубого преобразования, блок 2 точного преобразо вания, выходной регистр 3, причем блок 1 грубого преобразования включает операционный усилитель 4; компараторы 5 = 1 -. 5 = и с двумя выхо25 дами, делитель б и источник 7 эталонного напряжения, а блок 2 точного преобразования включает операционный усилитель 8, компараторы 9

1 -. 9 = m делитель 10 эталонного напряжения и источник 11 эталонного напряжения, элемент ИЛИ 12 и шину 13 входного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение Uq поступает на неинвертирующие входы операционных усилителей 4 и 5. Усиленное измеряемое напряжение поступает на первые входы компараторов 5 = 1 ". 5. =

= и и 9 = 1 -. 9 = m . B компараторах 40 оно сравнивается с квантовыми значениями эталонных напряжений. В случае равенства компаратор срабатывает и выдает сигнал, напряжение которого через входную логику выходного ре- 45 гистра 3 преобразуется в код. Так как величины квантовых эталонных напряжений блока 2 точного преобразования значительно ниже величин квантования эталонных напряжений блока 1 грубого преобразованиями л0„ ),. то с началом преобразования начинают срабатывать компараторы 9 = 1 -.

9 =m . По мере возрастания измеряемого напряжения О„изменяется количество сработавших компараторов и, следовательно, код в выходном регистре 3. При превышении измеряемого напряжения величины эталонного напряжения, поданного на вход последнего компаратора 9 =ю блока

2 точного преобразования, срабатывает компаратор 5 = 1 блока 1 грубого преобразования. Сигнал срабатывания этого компаратора со второго выхода подается на выходной регистр 65

3, а с первого через элемент ИЛИ 12 на инверсный вход операционного усилителя 8 блока 2 точного преобразования поступает напряжение, равное измеряемому Ц„ . В результате вычитания из измеряемого напряжения

О компенсирующего напряжения на выходе операционного усилителя 8 будет нуль. Компараторы 9 = 1 -. 9 =в снова будут несработавшими и готовыми фиксировать дальнейшее возрастание измеряемого напряжения 0 относительно порогового. В выходном регистре 3 будет лишь код сработавшего компаратора 5 = 1 блока 1 грубого преобразования, так как фиксация результата в момент срабатывания зайрещена, дальнейшее возрастание измеряемого напряжения выше опорного вновь фиксируется компараторами

9 = 1 -. 9 =m блока 2 точного преобразования аналогично изложенному до срабатывания второго компаратора 5 = 2 блока 1 грубого преобразования. При этом на инверсный вход операционного усилителя 8 блоком

1 грубого преобразования через элемент ИЛИ 12 будет подаваться удвоенное напряжение, при срабатывании сле- дующего компаратора 5 = 3 — утроенное и т.д. Одновременно сигналы срабатывания .компараторов 9 = 1 t 9

=rn и 5 = 1 5 =и подаются на выходной регистр 3, где код в результа,те преобразования определится как сумма кодов грубого и точного преобразований, либо по другому закону, предусмотренному пользователем.

Введение практически непосредственной связи выхода блока грубого преобразования с инверсным входом блока точного преобразования позволяет сохранить высокое быстродействие преобразователя и повысить точность преобразования.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий блоки грубого и.точного преобразований, каждый из которых выполнен на операционном усилителе, делителе и компараторах, первые входы компараторов блоков. грубого и точного преобразований соединены с соответствующими выводами соответственно делителей блоков грубого и точного преобразований, а первые выходы соединены с входами выходного регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразования, введен элемент ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами компараторов блока точного преобразования, а выход соединен с инвертирующим входом операционного усилителя

984034

Составитель Л. Беляева

ТехредЖ.Кастелевич Корректор Е. Рошко

Редактор В. Лазаренко

Заказ 9956/75 Тираж 959 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 ! блока точного преобразования, вы-. ход которого соединен с вторыми входами компараторв грубого преобразования, а неинвертирующий вход соединен. с шиной входного сигнала и неинвертирующим входом операционного усилителя блока грубого преобразования, инвертируюший вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вторыми входами компараторов блока точного преобразования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельсво СССР

5 Р 367544, кл. Н 03 К 13/175, 25.01.71.

2. Авторское свидетельство СССР

9 513490, кл. Н 03 К 13/175, 08.12.74.