Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-вуР 866732 (22) Заявлено 1506 81 (21) 3317308/18-21

Союз Советских

Сецк алнстических

Республик (u>999156

Р М g з

Н 03 K 13/20 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам июбретеннй н открмтнй

Опубликовано 239233. Бюллетень ИЯ 7

)53) УД С618. 325

088.8

Дата опубликования описания 230283 у

H.À. Витковский, А.Ф. Зубович и К.Ю. Лсфпаче -.с..";;„

/i("а,, -. ° „т,з

;;.е;. ;;., Краснодарский ордена Трудового Красного Ъйамац и - -" ::! завод злектроизмерителъных приборов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области измерений характеристик случайных процессов, в частности к аналого-цифро-. вым преобразователям напряжение-код.

По Ьсноэному авт. св. В 866732 известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий преобразователь нап- ряжение-время, выполненный на последовательно соединенных зарядном устройстве и дискриминаторе интервалов времени, выход которого соединен с первым входом элемента пропускания, выход которого соединен с входом счетчика, а второй вход — c выходом генератора кодовых импульсов и с входом генератора случайньи интервалов времени, выход которого соединен с управлякщим входом дискриминатора интервалов времени преобразователя напряжение-время (1).

Недостатком устройства является . . невысокая точность вследствие того, что оно не позволяет выравнить дифференциальную нелинейность, обусловленнув зависимостью порога срабатывания счетчика от зафиксированной в нем информации, так как в реальных

1 стройствах импульсы, генерируемые генератором кодовых импульсов, не прямоугольные, а трапецеидальные вследствие наличия паразитных емкостей в линии передачи, наличия входной нара-. зитной емкости у счетчика и т. и.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь введены генератор случайных чисел и цифровой сумматор, первый вход которого-соединен с выходом счетчика, а второй входс первым выходом генератора случайmk чисел, второй вход которого сое-динен с вторым входом счетчика.

На фиг. 1 приведена блок схема предлагаемого, устройства на фиг. 2 и

3 — графическое пояснение работы известного и предлагаемого устройств (где, и — временные интервалы, .определянщие время срабатывания счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, причем ф Q

Устройство содержит преобразова.тель напряжение-время 1, состоящий из зарядного устройства 2 и дискриминатора 3 интервалов времени, счетчик 4, элемент 5.прэпускания, генератор 6 кодовых импульсов, генератор 7 случайных интервалов времени, генератор

8 случайных чисел н цифровой сумматор 9, причем выход зарядного устрой

999156 ства 2 соединен с первым входом дискриминатора 3 интервалов времени, выход которого соединен с первым входом элемента 5 пропускания, второй вход элемента 5 пропускания соединен с выходом генератора 6 кодовых импульсов и с входом генератора 7 случайных интервалов времени, выход которого соединен с вторым входом "дискриминатора выход элемента 5 пропускания соеинен с первым входом счетчика 4, вы- >О ход которого соединен с первым входом цифрового сумматора 9., а второй вход счетчика 4 соединен с одним выходом генератора 8 случайных чисел,: другой выход которого соединен с вторым вхо- !5 дом цифрового. сумматора 9 .

Преобразователь работает следующим образом.

По команде Начало измерения на зарядном устройстве 2 запоминается >Q входное напряжение 0>, а с генератора 8 случайных чисел в счетчик 4 записывается случайное число N: a прямом коде, а в цифровой cd втор 9 в инверсном коде — И„, кроме этого ге- 25 нератор 7 случайных интервалов времени начинает формировать случайный интервал времени, который формируется из целого числа периодов импульсного сигнала, вырабатываемого генера- ЗО тором 6 кодовых импульсов. В конце случайного интервала времени дискрими/ натор 3 интервалов времени начинает формировать импульс, длительность которого пропорциональна напряжению Uy запомненному на зарядном устройстве

2, причем передний фронт импульса открывает элемент 5 пропускания, а задний фронт — закрывает, в результате чего элемент 5 пропускания пропускает на вход счетчика 4 импульсы с 4О генератора 6 кодовых импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению. В этом случае в счетчике 4 записывается число, равное сум ° ме N. и числа импульсов, пропущенных 45 элементом 5 пропускания, затем данное число переписывается в цифровой сумматор 9, где от данной суммы вычитается число N

В результате этого на выходе цифро50 . вого сумматора 9 присутствует число, равное количеству импульсов, проЪчор-: циональных измеряемому напряжению.

После того, как информация снимается с цифрового сумматора 9, Устройство 5 возвращается в исходное состояние, затем цикл измерения повторяется.

Так как аналого-цифровые преобра- . зователи, предназначенные для IlocTpo» ения гистограмм, работают с постоян« 60 ной частотой измерения, то возникают корреляционные связи между числом, которое записано в счетчике и пропорционально или равно ширине канала, и уровнем срабатывания первого тригге- 5 ра счетчика, что приводит к искажению ширины каналов.

Введение случайного числа в счетчик приводит к тому, что запись импульсов в счетчик начинается каждый раз со случайного порога срабатывания первого триггера счетчика, что при больших количествах измерений приводит к выравниванию ширины каналов аналого-цифрового преобразователя.

Рассмотрим два случая работы аналогоцифрового преобразователя: один беэ генератора случайных чисел и цифрового сумматора, другой с упомянутыми блоками.

При первом варианте для простоты по, яснения предположим, что уровень срабатывания первого триггера счетчика

-зависит только от состояния, в котором находится этот триггер. В этом слу. чае возникает различие в ширине четных и нечетных каналов. Это происходит вследствие того, что заполнение временного интервала, вырабатываемого дискриминатором интервалов времени, происходит при различных уровнях срабатывания первого триггера счетчика для четных и нечетных импульсов, так как уровень срабатывания первого триг гера в нулевом состоянии более высокий, чем при единичном состоянии.

Это приводит к неравенству временных интервалов К, и, определяющих время срабатывания счетчика между передними фронтами нечетных и четных импульсов, что и определяет ширину каналов аналого-цифрового преобразователя (фиг. 2).

При втором варианте работы аналого-цифрового преобразователя запись импульсов, число которых пропорционально измеряемому напряжению, на счетчик начинается, в отличие от первого случая, при каждом новом измере« нии с нового уровня срабатывания nepsoro триггера счетчика, так как каждый раз в счетчик предварительно записываются случайные числа, подчиненные, например, равномерному закону распределения.

При больших количествах измерений это приводит к усреднению ширины каналов аналого-цифрового преобразователя (фиг. 3), при этом ширина каждого канала определяется по формуле где (<,)- ширина канала;

n — количество измерений — время между передними фрон» тами импульсов генератора кодовых импульсов.

Использование дополнительного гене ратора случайных чисел и цифрового сумматора позволяет увеличить точ.999156

Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 1173/77 Тираж 934 Подписное

3 ;Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 ность устройства и качество изделий, в которых оно используется.

Аналого-цифровой преобразователь по авт. св. В 866732, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повмае. ния точности преобразователя, в него ввецены генератор случайных чисел и цифровой сумматор, первый вход которого соединен с выходом счетчика,. а второй вход - с первии выходом генератора случайных чисел, второй, вход которого соединен с вторым входом счетчика.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 9 866732, кл. Н 03 К .l3/20, 1980.