Многоканальный аналого-цифровой преобразователь;

 

ОП И САН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 17 111.1970 (№ 1414503(26-9) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 21.1V.1972. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 28Х11.1972

:1. «.. Н 031;13i04

Комитет по деиам изобретений и открытий при Совете йтииистров

СССР

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения И. А. Бабанов, 3. Г. Баранова, С. Я. Куцаков и Л. М, Лукьянсв

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНЬ1Й АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области техники преобразования а налоговых сигналов в ц|ифровые коды, Известен м ногоканальный аналого-цифровой преобразователь с двойным и нтегрированием, содержащий счетчик импульсов, связанный через устройство управления с операционным усилителем с нелинейной огра ничивающей и диод но-емкостной цепями обратной связи, источник эталонного напряжения и к оммут а то.р.

Цель изобретения — повышение точности п!р ео бр азов а н и я.

Достигается это тем, что преобразователь содержит транзисторный ключ, база которого через резистор соед|инена с выходом операционного усилителя, коллектор — с точкой соеди|нения конденсатора .и диода диодно-емкостной цепи об ратиной овязи операционного усилителя, а эниттер подключен к общей шине базы, У пра вляющая цепь этого ключа соеди няетоя с выходом операционного усилителя, а коммутирующие электроды (коллектор и эмиттер транзистора) включаются последовательно с цепью разряда интегрирующего конденсатора.

На фиг. 1 приведена схема преобразователя; на фиг. 2 — времен ная диаграмма его работы.

Преобразователь содерж|ит входы 1 и 2 для преобразуемых сигналов резистор 8 входной цепи усилителя, ключи коммутации 4, 5 и б, об|разующие коммутатор входных сигна5 лов, операционный усилитель 7, элементы 8—

70 нелиней ной огра н ичивающей цепи обратной связи, конденсатор 11 и диод 12, образующие диодио-ем костную цепь обратной связи, источник о|порного напряжения 18, резистор

1о 14 цепи разряда интегрирующего конденсатора, устройство управления 15, счетчик 1б, вход 17 для си нала начала преобразования, выход 18 для сигнала окончания преобразова н ия, цифровой выход 19 преобразователя, 15 выход 20 операционного усилителя, тра нзпстор ный ключ 21 и ось времени 22.

Перед началом преобразования ключи 5 и б разомкнуты, ключ 4 замкнут, а на вход усилителя 7 подан положительный потенциал

2Q от источника 18, вследствие чего на выходе

20 усилителя 7 имеется напряжение 28 отрицательной полярности величиной 24, определяемой элемента ми 8 и 9; диод 12 и ключ 21 заперты, благодаря чему на конденсаторе 11 сохраняется напряжение 25 величиной 2б, оставшейся после предыдущего преобразова|ния.

По сигналу начала преобразования 27 устройство 15 сигналом 28 подключает один из входов 1 ил и 2, отключив источник опорного

336795 напряжен ия 73. При этом па .входе усилителя

7 действует отрицательный потенциал, а на выходе 20 устанавливается положительное напряжение 29, равное сум,ме напряжений на конденсаторе 11 и диоде 12. Это напряжение открывает ключ 21, подключая резистор 14 к земле. Под действием входного сипнала напряжение 2á на конденсаторе 11 начинает увеличиваться, т. е. происходит процесс BIHTeгрирован ия входного сигнала, называемый также прямым интегрированием 30. Этот п роцесс продолжается в течение фиксирован ного промежутка времени 81, за даваемого устройством 15. К ко нцу прямого интегр ирова н ия напряжение на конденсаторе 11 воз растает на вели пи ну 82.

Далее входной сипнал отключается и после подключения источника 18 начинается обратное интегрирование 88. При этом происходит разряд конденсатора 11 через резистор 14, ключ 21 я дкод 12, пр, одолжа,ющийся до тех пор, пока напряжение 25 на конденсаторе 11 не доспипнет опять величи|ны 2б, равной падению напряжения на резисторе 14 и ключе 21 от тока, определяемого источником 18 и резистором 3. В этосом случае ток через диод 12 равен нулю, обратная связь обрывается и на выходе 20 усилителя 7 возникает скачок напряжен ия 84 от уровня величины 2б к уровню величины 24.

Этот ска чок определяет момент окончания обратного интегрирования и всего преобразования, отмечаемый сигналом 85. В этот момент закрывается ключ 21, цепь р,азряда обрывается и напряжение на конденсаторе П сохраняется до следующего преобразования.

И нтервал времени 86, в течение которопо происходит обратное интегрирование, пропорционален величине измеряемого сигнала. Преобразование а налогового сигяала в цифровой код осуществляется подсчетом заполняющих имлулысов 87 постоя иной частоты, накопленных в счетчяке 1б за время обратного интегрирова ния.

Благодаря тому, что напряжение 2б, имеющееся на;и нтегр ирующем конденсаторе в момент окончания преобразования, сохраняется до начала следующего преобразования, все .прамые интегр ированмя 80 начинаются, а обратные 88 — зака нчива ются при од и ой и той же величине нацряжения 2б. Это означает, что абсолютная величина упомяяутого напряжения, а следователыно, и пара мвтры цепи разряда, оп)ределяющ ие его величину, .на результаты п реобравования не влияют. Последнее важно для устройств, работающих в ш ироком интервале температур. По той же причине переходные процессы на интегрирующем конденсаторе после преобразования отсутствуют, и последующее преобразование начинается непосредственно по окончан и и предыдущего.

Таким образои, предлагаемый преоб разо20 ватель позволяет исключить погрешности, обусловленные нестабильностью интегрирующего конденсатор а и параметров цепи его разряда, а также повысить быстродействие путем устранения переходных процессов по окончаниии преобразования.

Предмет изобретения

30 М ногока1налыный аналого-цифровой преобразователь с дв ой ным и нтепрырованием, содержащий счетчик импулысов, связанный через устройство упра вления с операционным усилителем с нели ней ной ODpalHIHчивающей и

35 диодно-епкост ной цепяии обратной связи, источник эталонного íàпря жен ия, ком мутатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он содержят транзисторный ключ, ба за которого через резис40 тор соединена с выходом операционного усилителя, коллектор — с точк ой соедияейия конденсатора и диода диодно-емкостной цепи обратной связы операционного усилителя, а эмиттер подключен к общей шине.

21

I

I Риг 1

27

j7

2д

22, 22

Фиг 2

Составитель Н. Герасимова

Редактор Л. Мазуронок Техред Т. Курилко Корректор С. Сатагулова

Заказ 224/1064 Изд. № 582 Тираж 448 Подп испо.

Е НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Рачшская наб., a. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патенть