Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республим

Ii (р)ц ),(3

Н 03 К 13/20 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 05.03.79 (21) 2734216/18-21 с присоединением заявки М9— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти й

Опубликовано 300181. Бюллетень Й9 4, (53) УД)(681. 325 .

Дата опубликоваиияописаиия 3о0181 (72) Лвтр изобретения

В. В. Шляхтин и В. E Ямный

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет нм. В. И.. Ленина (71) Заявитель (54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при преобразовании аналоговых сигналов в цифровой код.

Э

Известен преобразователь, содержащий зарядное устройство, выход которого соединен с накопительным элементом-емкостью, первыми входами пер вого и второго элемента сравнения и выходами двух управляемых генераторов тока для быстрого и медленного разряда тока емкости, управляющие входы которых соединены с устройством управления, а вторые входы элементов .сравнения — с двумя источниками опор- 1 ного напряжения, первый и второй входы устройства управления соединены с выходами элементов сравнения, тре» тий вход соединен с генератором импульсов, а третий и четвертый вы- 20 ходы — со счетчиками 1)

Недостатком данного преобразоваФ теля является то, что из-за конечного быстродействия элементов сравнения и ключей возникают погрешности преобразования при переходе от быст рого к медленному разряду емкости.

Цель изобретения — повышение точ ности аналого-цифрового преобразования.

30 (Указанная цель достигается тем, что, в аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый источник опорного напряжения, зарядный блок, выход которого соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора, первыми входами первого и второго элементов сравнения и выходами двух управляеввах генераторов тока, управлякщие входы которых соединены с первым и вторым выходаьы блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого и входом второго счетчиков, при этом выход второго счетчика соединен со вторым входом первого счетчика, а первый и второй входы блока управления соединены с выходами первого и второго элементов сравнения, при этом второй вход второго элемента сравнения соединен со входом второго источника опорного напряжения, третий вход блока управления соединен с выходом генератора импульсов, а вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной, введены дополнительный источник опорного напряжения и аналоговый коммутатор, первый вход которого соединен

801244 с выходом первого источника опорного напряжения второй вход соединен с выходом дополнительного источника, опорного напряжения, управляющий вход соединен с пятым выходом блока управления, а выход соединен со вторым входом первого элемента сравнения.

На фиг. 1 представлен преобразователь, блок-схема, на фиг. 2 — эпюры напряжений на накопительном элементе- конденсаторе.

Преобразователь содержит заряд- 10 ный блок 1, накопительный элементемкость 2, первый 3 и вторбй 4 элементы сравнения„ два генератора 5 и 6 тока для быстрого и медленного разрядов емкости соотвВтственно, пер- 3$ вый 8, второй 7 и дополнительный 9 источники опорного напряжения, аналоговый коммутатор 10, общая .шина 11, блок 12 управления, счетчики 13 и 14, генератор 15 импульсов. 20

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии аналоговый коммутатор 10 подсоединен к элементу

3 сравнекия источника 8 опорного напряжения + . На второй вход элемента 2$

4 сравнения подается опорное напряжение О„от источника 7 опорного напряжекия. По приходу входного сигнала

О „<, аьптлитуда которого не превышает напряжение О <, происходит заряд ем- .З0 кос и 2 через зарядный блок 1. По этому напряжению блок 12 управления включает генератор 6 тока медленного разряда и происходит разряд емкости током 3 до тех пор, пока амплитуда напряжейия на емкости на упадет ниже опорного напряжения О О, Если входной сигнал не пересекает напряжение О„,.то ка выходе элемента 4 сравнения появится нулевое напряжение (логический "0").

Одновременно с включением генератора 6, счетчик 14 начинает подсчет, импульсов генератора 15. При равенстве напряжения на емкости ОС опорному напряжению О0 срабатывает элемент 3 сравнения, который через блок 4>

12 управления отключает генератор 6 и прекращает поступление импульсов на счетчик 14.

Цифровой код, зафиксированный в счетчике, будет соответствовать ам- Ы плитуде входного напряжения О „ . Если же амплитуда входного сигнала превышает напряжение О, то на выходе элемента 4 сравнения появится единичйое напряжение(логическая "l") и 55 по этому уровню, при достижении

-О уровня, блок управления 12 переключает аналоговый коммутатор 10, соединяя дополнительный источник 9 опорного напряжения со вторым входом элемента 3 сравнения. Величина этого дополнительного источника опорного напряжения равна:

a2t 31 g,="o

1 65

-где О 0 — начальное пороговое напряжение, 31 — ток разряда медленного разряда, 0 — скорость изменения медлен,. ного разряда, ц>- скорость изменения быстрого разряда, С вЂ” зарядная емкость, задержка переключения быстрого разряда на медленный разряд.

Одновременно по управляющему сигналу с блока управления включается генератор 5 тока быстрого разряда, который разряжает емкость 2 по линейному закону током Jo, С включением генератора быстрого разряда начинают поступать импульсы генератора 15 на счетчик 13. При достижении напряжения на емкости 2 U срабатывает элемент 4, который своим перепадом через устройство управления 12 выключает генератор тока быстрого разряда и включает генератор медленного разряда, который продолжает разряд емкости током 3< . При этом импульсы генератора 15 прекращают поступать в счетчик 13 и начинают поступать в счетчик 14.

Выражение для длительности преобразования В этом случае

Qq

uÄ- и, а, Количество импульсов для быстрого разряда равно

Оахг Un+ hu овраг 0> ь 0

Oz 0г с" г

Количество импульсов для медленного разряда при отсутствии дополнительного. источника опорного напря-. жения равно а -u — аа аа" аа ьа

<" в1 2

ОИ вЂ” 0 где — . — число импульсов преобразования в случае отсутствия задержки срабатывания компаратора, Ц

- количество импульсов, обусловленное задержкой срабатывания элементов сравнения.

Отсюда видно, что число импульсов, соотввтствующев медленному разряду

Г уменьшается под влиянием задержки срабатывания компаратора.

При наличии дополнительного источника напряжения количество им801244 пульсов для медленного разряда равно э,ast

О Uä Ь V -+jC О Uó ат ar а

Введение дополнительного источника опорного напряжения компенси° рует погрешность b. 0 н повышает точность преобразования, Формула изобретения

Аналого-циФровой преобразователь, содержащий первый источник опорного напряжения, зарядный блок, выход ко торого соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора, первыми входами первого и второго элементов сравнения и выходами двух управляеьых генераторов тока, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого и входом второго счетчиков, при этом выход второго счетчика соединен со вторьва входом первого счетчика, а первый и второй входы блока управ ления соединены с выходами первого и второго элементов сравнения, при этом второй вход второго элемента сравнения соединен со входом второго источника опорного напряжения, тре тий вход блока управления соединен с выходом генератора импульсов, а вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

10 ц ью пов ния точности ан - "ф рового преобразования, введены дополнительный источник опорного напряжения и аналоговый коммутатор, первый вход которого соединен с выходом первого источника опорного напряже15 ния, второй вход соединен с выходом дополнительного источника опорного напряжения, управляющий вход соединен с пятым выходом блока управления, а выход соединен со вторьм входом пер-

Щ вого элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Patyelt R. Fast high preclslon

yg;analog-digital, converter for pulse

spectroscopy - Ицс1еаг Instruments

and methods 10, 1969, р. 61-68.

801244 .7 г

Н 1 I t f I I I I I I I I I I I I I I fit I I I I I I I I I I It I I I I l I I I

-д=

Фиг. 1

Составитель A. КУзнецов

Р акто Л. Пчелинская Тех е N.Ãîëèíêà Ко ектор. "- as акаэ 0

Тираж Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Ноокна 3t-35, Ра окая наб. . 4/5

Фнлкал пПП патент, т. Унюорол, ул. проектная, 4