SU790295A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и, в частности, к аналого-цифровым преобразовател м с промежуточным преобразованием в длительность импульсов с последующим под-5 счетом.

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором запускаемый генератор пилообразного сигнала соединен через компаратор и триггер с ло- tO гическим элементом.И, пропускающим импульсы с выхода генератора импульсов на счетный вход счетчика, на вы- ходах которого образуетс  код результата преобразовани 

Недостатком этого АЦП  вл етс  низка  точность преобразовани  из-за вли ни  .нелинейности начального уча- сти  выходного сигнала запускаемого генератора.20

Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий генератор пилообразного сигнала, первый и второй компараторы, генератор импульсов, счетчик, источник опорного напр же- 25 им , триггер, первый элемент И, элемент ИЛИ и блок управлени , при этом вход генератора пилообразного сигнала соединен с первьм выходом блока управлени , .выход и.сточника опорного 30

напр жени  соединен с неинвертирующим вхрдом первого компаратора, инвертирующий вход второго компаратора соединен с шиной входного сигнала, счетный вход счетчика через первый элемент И соединен с выходом генератора импульсов,, который входом сброса соединен со вторым выходом блока управлени , со входом гашени  счетчика и с первым входом элемента ИЛИ, выходом соединенного с нулевым входом триггера/ выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и ,со входом блока управлени , вторые. ;входы обоих компараторов соединены с выходом генератора пилообразного сигнала, запускающий вход генератора ,импульсов соединен .с первым выходом блока управлени , а второй триггер служит триггером знака преобразующего сигнала 2.

(В этом АЦП устранен недостаток, присущий ранее указанному преобразователюр путем использовани  второго компаратора. Однако и в нем точность преобразовани  недостаточна из-за отрицательного вли ни  теплового эффекта , присущего быстродействующим аналоговьал компараторам дифференци:ального типа, которые  вл ютс  наиболее распространенными среди ин- тегральных компараторов и в технике аналого-цифрового преобразовани . При работе АЦП на входе компаратора леизбежно присутствует значительный дифференциальный сигнал, выэвшающий разогрев одного из входных его транзисторов и соответствующее изменение остаточного входного напр жени  компаратора . Это приводит к потере нсэ минальной чувствительности компаратора , к дополнительной ошибке при выполнении преобразовани , величину которой не удаетс  учесть, так как врем  воздействи  дифференциального сигнала зависит от величины неизвест ного входного сигнала, т.е.  вл етс  случайным.: ; Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Поставленна  цель достигатес  тем что в аналого Цифровой преобразоваТель , содержащий .генератор: пилообраз ного сигнала, первый вход которого соединен с первым выходом блока упра лени , при этом выкод источника опор ного напр жени  соединен с первым входом первого компаратора, а первый вход второго компаратора соединен с шиной входного сигнала, причем счетный вход счетчика через перв-ый элеме И соединен с выходом генератора импу сов, который входом сброса соединен со вторым выходом блока управлени , со входом гашени  счетчика и с первы входом элемента ИЛИ, выходом соединенного с нулевым входом триггера, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и со входо блока управлени , в него введены третий компаратор, первый и второй аналоговые переключатели.,, блок смещени  аналогового сигнала, превый и второй одновибраторы,первый и второй формирователи импульсов и второй и третий элементы И, причем выход генератора пилообразного сигнала соединен с. первыми входами первого и; второго аналоговых переключателей 1 и через блок смещени  аналогового си нала - с первым входом третьего, компаратора , второй вход которого соединен , с первым входом второго компаратора и со вторьЛм входом второго аналогового переключател , а его выход .соединен со входом первого одновибратора , выходом, соединенного с третьим входом второго аналогового п рек1 п чател , с. первым входом второго элемента И и через первый формирователь ;1мпульсов - со вторым входом этого элемента И, третьим входом и выходом соединенного соответственно с выходом чторогр компаратора и со вторьм входом элемента ИЛИ, при этом первый выход блока управлени  соединен через второй одновибратор со вто рым входом первого аналогового перек пoчaтeл , с первым входом третьегр элемента И и через второй формирователь импульсов - со вторым входом этого элемента И, третьим входом соединенного с выходе первого компарат, тора и выходом - с запускающим входом;, генератора импульсов ис единичным входом триггера, при этом второй вход первого компаратора соединен с выходом первого аналогового переключател , третьим входом соединенного с выходом источника опорного напр жени , а второй вход второго компаратора соединен с выходом второго аналогового переключател . , На фиг. 1 представлена структурна  схема аналого-цифрового преобразовател ,- на фиг. 2 - временна  диаграмма работы преобразовател . Устройство содержит генератор 1 пилообразного сигнала, первый и второй компараторы 2 и 3, генератор 4 импульсов , счетчик 5, источник 6 опорного напр жени , триггер 7, первый элемент И 8,элемент ИЛИ 9,блок 10 управлени , шину входного сигнала 11,третий ком- i паратор 12, первый И второй аналоговые переключатели 13 и 14, блок 15 смещени  аналогового сигнала, первый и второй одновибраторы 16 и 17, первый и второй формирователи 18 и 19 импуль СОВ, второй и третий элементы И 20 и 21, интерфейсные шины 22 управлени  и выходные информационные шины 23, На фиг. 2 даны следующие обозначени : 24- выходной сигнал генератора 1, 25- выходной сигнал блока 15, 26 сигнал на шине входного сигнала, 27- импульс начала преобразовани , 28- импульс запуска генератора 1, 29- выходной сигнал второго одновибратора 17, 30 - выходной сигнал первого переключател  13, 31 - выходной сигнал второго формировател  19, 32 выходной сигнал первого компаратора 2, 33- выходной сигнал триггера 7, 34- выходные импульсы первого элемента И 8, 35;- выходной сигнал третьего компаратора 12, 36 - выходной сигнал первого .одновибратора 16, 37 - выходной сигнал второго переключател  14,38 - выходной сигнал первого фор ,мировател  18,39 - выходной сигнал второго компаратора 3, 40 -. импульс окончани  преобразовани  на выходе шины 22 блока 10. Устройство работает следующим образом. При поступлении внешнего импульса 27 начала преобразовани  на вход шины 22 блока,10 управлени  последний вырабатывает сигнал исходного состо ни , поступающий на вход сброса генератора 4, на вход гашени  счетч:нка 5 и на нулевой вход триггера 7 через элемент 9, Затем блок 10 вырабатывает импульс 28 по которому генератор 1 формирует пилообразный сигнал 24. Этот сигнал проходит через переключатель 13 на вход кс 1паратора 2, так как импульс 28 запускает также и одновибратор 17, по сигналу которого переключатв;1ь 13 отсоедин ет инвертирующий; вход компаратора 2 от выхода источника 6 опорного напр жени  и подключает его к выходу генератора 1. Компаратор 2 вырабатывает сигналы 32 при превышении сигналом 24 уровн  опорного напр жени . Выбросы в сигнале 30 от переходных процессов в переключателе 13 могут вызвать ложное срабатьшание компаратора 2 (первый импульс 32). Поэтому с помощью формировател  19, вырабатывающего сиг- . .нал 31 стробировани , и элемента 21 это ложное срабатывание запрещаетс .. Запуск генератора 4 импульсов и трчггера 7 осуществл етс  только от второ го импульса сигналов 32,после чего начинаетс  подсчет импульсов в счетчи;ке 5. Окончание подсчета, импульсов осуществл етс  при помощи компаратора 3. При этом включение его в режим сравнени  сигналов 24 и 26 происходит с помощью переключател  .14, одновибратбра 16 и компаратора 12, Компаратор непрерывно сравнивает сигналы 26 и 25 последний из которых сформирован из сигнала 24 с помощью блока 15, и с момента.их равенства вырабатывает сигнал 35, Этот :сигнал запускает одновибратор 16, выходным сигналом 36 от которого упрал етс  переключатель 14,отсоедин ющий неинвертирующий вход компаратора 3 от шины 11 и подключающий его к выходу генератора 1 пилообразного сигнала .Исключение вли ни  выбросов сигнал 37 на работу преобразовател  осуществл етс  так же,как и дл  сигнала 30, но с помощью формировател  18 и элемента 20 (сигналы-38,39) .По выходному сигналу элемента И 20 триггер 7 уста ,навливаетс  в нулевое состо ние, подсчет импульсов в счетчике 5 заканчиваетс , и блок 10 управлени  вырабатывает импульс Окончани  преобразовани  по которому с выходных шин 23 снимаетс  результат преобразовани .

Таким образом, компараторы 2 и 3, определ ющие точность преобразовани  входного аналогйэого сигнала в код, включаютс  в режим сравнени  сигналов 26 и 24 только на короткие интервалы времени в соответствии с сигналами 29 и 36, Остальное врем  их инверти ,рукщкЛ и неинвертирующий входы закорочены и дифференциальные входные сигналы отсутствуют. Такое управление функционированием преобразовател  позвол ет обеспечивать режии основных измерительных компараторов 2 и 3 практически без наличи  значительного дифференциального сигнала, вызывающего потерю чувствительности от теплового дифференциального эффекта, и тем самым повысить точность преобрааагэани ,

Claims (2)

1. .Гитис Э.И. Преобразователи информации дл ;электронных цифровых

вычислительных устройств, м,, ЭнерГИЯ ,-1975, с. 292, рис. 7-5 в.

2. Преобразование информации в аналого-цифровых вычислительных ус .тройствах и системах. Под ред. Г.М.Петрова. М., Машиностроение 1973, с. 234, рис. 90 /прототип ) .

Ы

-ГТ

JUL

t i

t

i

i

JiniM

t

и:

fPue.2