Устройство аналого-цифрового преобразования

 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных системах, в частности в аналого-цифровых преобразователях (АЦП). Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит два АЦП, цифроаналоговый преобразователь, блок управления, сумматор кодов, блок выборки-хранения и блок вычитания. Положительный эффект достигается за счет того, что благодаря введению переключателя , запоминающего регистра и вычитателя кодов удается устранить погрешность , вносимую блоком выборки-хранения путем подачи на его вход тестового сигнала близкого ко входному. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК (s>)s Н 03 М 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4941730/24 (22) 03,06,91 (46) l5.08.93. Бюл. ¹ 30 (71) Московский энергетический институт (72) В,И.Диденко, В.М.Капустин, А.А,Бахметьев и Р.Э,Капиев (56) Бахтиаров Г,Д., Малинин В.В., Школин

В.П. Аналого-цифровые преобразователи/под ред. Г,Д. Бахтиарова. М„Советское радио, 1980, 280 с.

Comparing АОС-Architecture is a

designer s best bet. Коеп М„"ED", 1987, 35, ¹ 1, р, 119 — 122. (54) УСТРОЙСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к цифровой электроизMåðèтельной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 представлена схема устройства аналого-цифрового преобразования; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы; на фиг. 3 — вариант схемы блока управления, Схема устройства аналого-цифрового преобразования содержит; 1 — переключатель (П); 2 — блок выборки-хранения (БВХ);

3 — первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП1); 4 — цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); 5 — блок вычитания (БВ);

6 — второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП2); 7 — запоминающий регистр АХ 1833965 А1 (57) Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных системах, в частности в аналого-цифровых преобразователях (АЦП). Целью изобретения является повышение точности.

Устройство содержит два АЦП, цифроаналоговый преобразователь, блок управления. сумматор кодов, блок выборки-хранения и блок вычитания. Положительный эффект достигается за счет того, что благодаря введению переключателя, запоминающего регистра и вычитателя кодов удается устранить погрешность, вносимую блоком выборки-хранения путем подачи на его вход тестового сигнала близкого ко входному. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (3P); 8 — вычитатель кодов (В К); 9 — сумматор кодов (СК); 10 — блок управления (БУ), Элементы схемы соединены следующим образом, первый вход П является входом всего устройства, второй вход П соединен с выходом ЦАП и инверсным входом БВ, выход П соединен со входом БВХ, выход БВХ соединен со входом АЦП1 и прямым входом БВ, выход АЦП1 соединен со входом управления ЦАП и первым входом

СК, выход БВ соединен со входом АЦП2, выход АЦП2 соединен со входом 3Р и прямым входом ВК, выход 3Р соединен с инверсным входом ВК, выход ВК соединен со вторым входом СК, выход СК является выходом всего устройства, второй, третий и четвертый выходы БУ соединены со входами управления БВХ, АЦП1 и АЦП2 соответственно, дополнительные выходы БУ 1 и 5

183396Ь

02 = 01,+ Л1, 03 = 02+ Л2, (2) 04 =- 02+ h,1, соединены со входами управления П и ЗР, шестой ьход БУ является шиной "пуск" всего устройства, Нумерация диаграмм на фиг, 2 соответствует нумерации выходов БУ. Схема BY, показанная на фиг. 3, выполнена на 10 однавибратарах (блоки 10,1 — 10,9 и 10.12) и двух схемах ИЛИ (блоки 10.10 и 10.11), Схема устройства аналого-цифрового преобразования работает следующим образом: после подачи на вход БУ команды

"пуск" П подает на вход БВХ входной сигнал (01). Через промежуток времени t1 (здесь и далее смотри фиг. 2) входной сигнал им запоминается (БВХ переходит из режима слежения в режим хранения), Далее, через промежуток времени t2, определяемый окончанием переходных процессов в БВХ

АЦП1 преобразует его выходное напря>кение (02) в код (N1), который поступает на вход управления ЦАП и преобразуется им в напряжение 03. Затем, через промежуток времени сЗ, определяемый быстродействием ЦАП и БВ, выходное напряжение БВ, равное 02 — 03, АЦП2 преобразует в код (N2), который запоминается в ЗР. После этого по команде BY П подает на вход БВХ напря>кение 02, которое им запоминается (при этом на выходе БВХ образуется напряжение 04).

БВ вычитает из 04 напряжение 03, полученное при этом напряжение 05 после окончания переходного процесса на выходе БВ (t4) преобразуется в кад NÇ. Далее ВК вычитает из кода N2 код ЙЗ, результат СК суммирует с кодом N1. В результате на выходе СК образуется код N4, который является выходным кодом устройства.

Рассмотрим получение положительного эффекта более подробно. Обозначим погрешность Б ВХ вЂ” Л 1, а погрешность

АЦП1 — h,2. При этом: погрешностью ЦАП пренебрегаем, Как видно иэ выражений 1 и 2 код N2 пропорционален Л2. Так как та 05 = Л 1, В результате выходной код

N4 =- N1+ N2 — МЗ свободен от погрешностей АЦП1 и БВХ, В прототипе же выходной код свободен только ат погрешности АЦП1 (3). За счет этого существенно повышается точность, так как погрешности БВХ обычно

cocòàâëëþò 0,1% — 0,03%. чта препятствует

55 их применению на входе многоразрядных

АЦП (порядка 15 — 16 двоичных разрядов).

Преобразователи без БВХ имеют бал-шую динамическую погрешность.

Устройство аналого-цифрового преобразования может быть выполнено на следующих элементах; ЛЦП1 и АЦП2

К1108П В1А, ЦАП вЂ” М2 ПА Ц4171, Б ВХ—

К1100СК2, П вЂ” К590КНЗ, Б — на операционном усилителе типа К140УД17 с резисторами (по стандартной схеме), BY — на микросхемах типа К155АГЗ и К561ЛЛ1, СК и

ВК вЂ” на микросхемах типа К561ИМ1, Формула изобретения

1, Устройство аналого-цифрового преобразования, содержащее первый и второй аналого-цифровые преобразователи, цифроаналоговый преобразователь, блок вычитания, сумматор кодов. блок уг равления и блок выборки-хранения, выхац которого соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выходы первого аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и первыми входами сумматора кодов. выход цифроаналогового преобразователя соединен с инверсным входам блока вычитания, прямой вход которого соединен о выходом блока выборки-хранения, а выход соединен с входом второго аналога-цифрового преобразователя, выход сум IBTop3 кодов является выходной шиной, первый, в арой v. третий выходы блока управления саадиIIQHLI с входами управления блока выборки-хранения, первого аналого-цифрового преобразователя и второго аналого-цифрового преобразователя соответственно, а ега вход является шиной "Пуск", а тл и ч а iа щ е е с я .ем, ITo, с целью повышения точности, в него введены переключатель, запсмина ащий регистр и вычитатель кодов, причем первый вход переключателя является ьхаднай шиной, второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен с входом блока выборки-хранения, прямые входы вычитателя кодов обьединенного входами запоминающего регистра соединены с соответствующими выходами второго аналога-цифрового преобразователя, выходы вычитателя кодов соединены с соответствующими вторыми входами сумматора кодов, а его инверсные входы соединены с выходом запоминающего регистра, соответственно четвертый и пятый выходы блока управления соединены с входами управления переключателя и запоминающего регистра соответственно, 1833965

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления выполнен на десяти одновибраторах и двух элементах

ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и третьим выходами бло- 5 ка, выходы с первого по пятый одновибратора объединены и являются входом блока. выход первого одновибратора является четвертым выходом блока и через шестой одновибратор соединен с 10 первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго одновибратора, выход третьего одновибратора через седьмой одновибратор является вторым выходом блока, выходы четвертого и пятого одновибраторов соответственно через восьмой и десятый одновибраторы соединены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, вход десятого одновибратора подключен к выходу первого одновибратора, а его выход является пятым выходом блока.

1833965

Составитель В. Капустин

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор И. Шулла

Редактор Л. Павлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2691 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5