Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение может быть использовано в многоканальных анализаторах, где требуется высокая относительная точность измерения амплитуды импульсов в Епироком динамическом диапазоне. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит ключевой элемент 1, вход которого является входной шиной, зарядно-раэрядный блок 2,. вьшолненный на дифференциальном усилителе 3, диоде 4, повторителе напряжения 5, формирователе импульсов 6, генераторе тока 7, конденсаторе 8, первая обкладка которого соединена с общей шиной, выход дифференциального усилителя 3 через диод 4 объединен с выходом генератора тока 7 и непосредственно подключен к входу формирователя импульсов 6, выход генератора тока 7 соединен с второй обкладкой ко1зденсатора 8 и входом повторителя напряжения 6, вьгход которого является первым выходом зарядно-разрядного блока 2, первый вход которого подключен к выходу ключевого элемента i и является неинвертирующим входом дифференциального усилителя 3, а второй вход зарядно-разрядного блока 2 соединен с первым его выходом и является инверти

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„12349 2 (.51) 4 Н 03 Г1 I/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3816588/24-24 (22) 22. 11.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) А.Н.Кузнецов (53) 68 1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 984035, кл. Н 03 К 13/02, 1982.

Крашенинников Н.С.идр.Современная ядерная электроника. 1974, Ч.1. с.181-182, рис. 2.19.В. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть испольэо— вано в многоканальных анализаторах, где требуется высокая относительная точность измерения амплитуды импульсов в широком динамическом диапазоне.

Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит ключевой элемент 1, вход которого является входной шиной, зарядно-разрядный блок 2, выполненный на дифференциальном усилителе 3, диоде 4, повторителе напряжения 5, формирователе импульсов 6, генераторе тока 7, конденсаторе 8, первая обкладка которого соединена с общей шиной, выход дифференциального усилителя 3 через диод 4 объединен с выходом генератора тока 7 и непосредственно подключен к входу формирователя импульсов 6, выход генератора тока 7 соединен с второй обкладкой конденсатора 8 и входом повторителя напряжения 6, выход которого является первым выходом зарядно-разрядного блока 2, пер- Я вый вход которого подключен к выходу ключевого элемента и является неинвертирующим входом дифференциального усилителя 3, а второй вход зарядно-разрядного блока 2 соединен с пер- Я вым его выходом и является инверти12349 рующим входом дифференциального усилителя 3 третий вход. является управляющим входом генератора тока, выход которого является выходной шиной, преобразователь время — код 9. В устройство введены дополнительный зарядно-разрядный блок 10, Выполненный аиалогично основному, источник опорного напряжения 11, элемент задержки 12, компаратор 13, D-триггер 14, ключ 15, два токоограничиваюших элемента на первом 16 и втором 17 резисторах, первый из которых включен меж- ду первым выходом и вторым входом дополнительного зарядно-разрядного блока 10, второй вход которого через второй резистор 17 и ключ 15 подключен к общей шине, первый выход основного зарядно-разрядного блока 2 сое72 динен с первым входом дополнительного зарядно-разрядного блока 10 и первым входом компаратора 13, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения 11, а выход — к D-входу D-триггера 14, С-вход которого соединен с „вторым выходом основного зарядно-разрядного блока 2 непосредственно и через элемент задержки 12 с третьим входом основного зарядно-разрядного блока 2, а выход

D-триггера 14 соединен с управляющим входом ключа 15 и является дополнительной выходной шиной, а второй выход дополнительного зарядно-разрядного блока 10 подключен к его третьему входу и входу преобразователя время код 9. 1 ил. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в многоканальных анализаторах, где требуется высокая относительная точс ность измерения амплитуды импульсов в широком динамическом диапазоне.

Цель изобретения — повышение точности, На чертеже изображена функциональная,схема устройства ° 10

Устройство содержит ключевой элемент 1, вход которого является входной шиной, эарядно-разрядный блок 2, выполненный на,цифференциальном усилителе 3, диоде 4, повторителе напря,жения 5, формирователе импульсов 6, генераторе тока 7, конденсаторе 8. первая обкладка которого соединена с общей шиной, выход дифференциального усилителя 3 через диод 4 объединен 2О с выходом генератора тока 7 и непосредственно подключен к входу формирователя импульсов 6, выход генератора тока 7 соединен с второй обкладкой конденсатора 8 и входом повторителя напряжения 5, выход которого является первым выходом зарядно-разрядного блока 2, первый вход которого подключен к выходу ключевого элемента 1 и является неинвертирующим входом дифферен- ЗО циального усилителя 3, а второй вход зарядно-разрядного блока 2 соединен с первым его выходом и является инвертирующим .входом дифференциального усилителя 3, третий вход является управляющим входом генератора тока 7, преобразователь время — код 9, дополнительный зарядно-.разрядный блок 10 выполненный аналогично основному, источник опорного напряжения 11, элемент задержки 12, компаратор 13, D-триггер 14, ключ 15, два токоограничивающих элемента на первом 16 и втором 17 резисторах, первый.из которых включен между первым выхоцом и вторым входом цополнительного зарядно-разрядного блока 10, второй вход которого через второй резистор 17 и ключ 15 подключен к общей. шине, первый выход основного зарядно-разрядногп блока 2 с.оединен с первым входом дополнительного -зарядно-разрядного блока 10 и первым входом ком— паратора 13, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения 11, а выход — к D-ВхоДу D-триггера 14, С-вход которого сОединен с ВТОрым ВыхОдОм Основного зарядно-разрядного блока 2 непосредственно и через элемент задержки 12 с третьим входом Основного зарядноразрядного блока„ выход D òðèããåðà 14

3 1234 соединен с управляющим нходом ключа 15 и является дополнительной выходной шиной, а второй выход дополнительнога зарядно-разрядного блока 10 подключен к его третьему нхоцу и входу преобразователя время — код 9.

Устройство работает следующим образом.

В блоки 2 и 10 через замкнутый ключ линейного прапускателя 1 заряжаются до максимальной амплитуды входного сигнала. В начале спада последнего на выходе состояния блока 2 появляется сигнал "1", который синхронизирует запись состояния кампара- 15 тора 13 в D-триггер 14. Если амплитуда входного сигнала -Ч оказалась ! больше напряжения опорного источника 11, -.о н D-триггер 14 записывается "0", если меньше — "1". В послед- 20 нем случае .замыкается ключ 15 и блок 10 "дозаряжается" до напряжения Кх U;., где К >1 — коэффициент передачи напряжения с неинверсного входа на аналоговый выход блока 10 при 25 включении делителя из первого 16 и второго 17 резисторов в цепи отрицательной обратной связи. Через время задержки элемента задержки 12, необходимого для установления hBiIpH ЗО жения на аналоговом выходе блока 10 с достаточной точностью, "1" с выхода состояния блока 2 поступает на его вход управления током разряда.

Напряжение на аналоговом выходе бла. 35 ка 2 начинает спадать, что вызывает

"1" на выходе состояния блока 10, которая и поступает на преобразователь время . — кад 9. Скорость разряда блока 2 должна быть больше, чем блока 10. Длительность сигнала "1" на выходе состояния блока 10 пропорциональна К Ч, и н этом случае ошибка дискретизации равна h/KU;, где h

mar квантования, т.е. уменьшается н К раз. Благодаря этому схемнаму решению точность измерения входных импульсов малой амплитуды повышается в К раз.

Формула изабретени я с

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий ключевой элемент, вход которого является входной шиной, зарядна-разрядный блок, выполнен972

4 ный н» дифференциальном усилителс, диоде, повторителе напряжения, формирователе импульсов, генераторе г тока, конденсаторе, первая обкладка которого соединена с общей шиной, выход дифференциального усилителя через диод объединен с выходом генератора тока и непосредственно подключен к входу формирователя импульсов, выход генератора тока соединен с вто.рой обкладкой конденсатора и входом повторителя напряжения, выход которого является первым выходом зарядноразрядного блока, первый вход которого подключен к выходу ключевого элемента и является неинвертирующим входом дифференциального усилителя, второй вход зарядно †разрядно блока соединен с первым его выходом и является инвертирующим входом дифференциального усилителя, а третий вход является управляющим входом генератора тока, преобразователь время — код, выход которого является выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный зарядно-разрядныО блок, выполненный аналогично основному, источник опорного напряжения, элемент задержки, компаратрр, D-триггер, ключ, два токоограничиваюших элемента на первом и втором резисторах, первый из .которых включен между первым выходом и вторым входом дополнительного зарядно-разрядного блока, второй вха„ которого через второй резистор,и ключ подключен к общей шине, первый выход основного зарядка-разрядного блока соединен с первым входом дополнительного зарядна-разрядного блока и первым входом камнаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход — к Рвходу D-триггера, С вЂ вх которого соединен с вторым выходом оснонного зарядно-разрядного блока непосредственна и через элемент задержки с третьим входом основного зарядно. разрядного блока, а выход D-триггера соединен с управляющим входом ключа и является дополнительной выходной шиной, а второй выход дополнительного зарядно †разрядно блока подключен к его третьему входу и входу преобразователя время — код.

ВНИИПО Заказ 2990/58 Тираж 816 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4