Аналого-цифровой преобразователь
ОПИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ч474937
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 23.05.72 (21) 1787543/26-9 (51) М. Кл. Н 03k 13/175 с присоединением заявки— (23) Приоритет—
Опубликовано 25.06.75. Бюллетень М 23
Дата опубликования описания 10.02.76
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Автор изобретения
Л. Г. Козлов (71) Заявитель
Казахский опытно-экспериментальный завод геофизических приборов (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕ06РАЗОВАТЕЛЪ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в тех ооластях техники, где преобразуемые сигналы имеют большой динамический диапазон и когда на фоне больших сигналов замешаны слабые полезные сигналы, которые при последующей обработке необходимо выделить.
Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП), содержащие устройство для ди скретизации по времени и фиксации уровня сигнала, блок для определения знака сигнала, сравнивающий блок, устройство, управляющее преобразователем, основной и дополнительный регистры, преобразователь код-аналог и источник стабильного напряжения.
Однако известные АЦП при ступенчатом уменьшении коэффициента усиления или уменьшают точность кодирования, или же вообще не позволяют кодировать слабые сигналы на фоне сильных.
Целью изобретения является повышение точности преобразования.
Для этого между устройством для дискретизации по времени и фиксации уровня и сравнивающим блоком последовательно включены усилители постоянного тока, а между дополнительным регистром и усилителями постоянного тока введено устройство, переключающее рабочие точки, источник стабильного напряжения подключен к одному из входов устройства, переключающего рабочие точки.
Изобретение пояснено чертежами.
На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преобразователя; иа фиг. 2, 3, 4 — гр афи ки, поясняющие его р а боту.
Аналого-цифровой преобразователь содержит устройство 1 для дискретизации по врсмени и фиксации уровня сигнала, работающее по сигналам устройства 2, управляющего преобразователем, усилители постоянного тока
3 (УПТ), блок 4 для определения знака сигнала, указывающий, в какую сторону производить переключения рабочей точки того или иного УПТ 8, устройство 5, псреключающсс рабочие точки УПТ 3, сравнивающий блок 6, на один из входов которого поступает измеряемый сигнал, а на второй — сигнал с прсобразователя 7 код-аналог, дополнительный регистр 8, в который зяписывястся информация для переключения рабочих точек УПТ 3 устройством 5, основной регистр 9, в который заносится информация с устройства 2 для преобразования методом поразрядного взвсстабилaноrо р:25 ния Uo, на величину которого производится переключение рабочих точек УПТ 8.
Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.
В первоначальный момент рабочие точки всех УПТ 8 находятся в точке 11 (см. фиг. 2).
474937
В основной регистр 9 преобразователя, имеющего и двоичных разрядов, заносятся все единицы, что соответствует полной шкале преобразователя. На входе блока б будет действовать напряжение
Если блок 6 определит, что U««„)U», то устройство 2 занесет в К-й разряд дополнительного регистра 8 единицу и через устройство 5 установит рабочую точку К-го УПТ, в зависимости от знака сигнала, в точку 12 или
И (см. фиг. 2) на величину Uz, соответствующую полной шкале преобразователя. Сигнал на входе блока 6 уменьшится íà Uo 2 .
Если после этого блок 6 определит, что
U««„ Если после этого блок 6 определит, что U««„)U», то устройство 2 занесет единицу в К вЂ” 2-й разряд дополнительного регистра 8 и через устройство 5 установит рабочую точку К вЂ” 2-ro УПТ в точку 12 или 18 (см. фиг. 2). Сигнал на входе блока 6 уменьшится на величину Уо 2"- +Уо2 т — з и т. д. За К тактов работы преобразователя рабочие точки всех УПТ 8 займут одно из трех положений 11, 12 или И, а сигнал займет оптимальное положение на шкале преобразователя. Далее преобразователь работает и тактов (по числу разрядов основного регистра 9 преобразователя) следующим образом. В старший и-й разряд основного регистра 9 записывается нуль, и, если блок 6 определит, что У,„„„
U,Ä« В качестве УПТ 8 могут использоваться двувходовые дифференциальные усилители постоянного тока, в частности в интегральном исполнении, например 1УТ401, смещение рабочей точки которых будет производиться в ту или иную сторону в зависимости от того, на какой вход коммутируется постоянное напряжение. Ступенчатое переключение усиления в точках 14 и 15 иллюстрировано на фиг. 3. В этом интервале сигнал не входит в шкалу преобра15 зователя. Как видно из графика, масштаб при уменьшении усиления уменьшается и с ним уменьшается амплитуда слабого сигнала на фоне сильного. Соответственно уменьшению коэффициента усиления уменьшается точность 20 кодирования слабого сигнала. Переключение рабочей точки усилителя в точках 16 и 17 (см. фиг. 4) на величину, равную шкале преобразователя, соответствует данному изобретению. При этом масштаб не изменяется и слабый сигнал на фоне сильного кодируется с такой точностью, какую позволяет реализовать преобразователь 7 код-аналог. Предмет изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство для дискретизации по времени и фиксации уровня сигнала, блок для определения знака сигнала, сравнивающий блок, устройство, управляющее преобразователем, основной и дополнительный регистры, преобразователь код-аналог, источник стабильного напряжения, отличающийся тем, что, 4> с целью повышения точности преобразования, между устройством для дискретизации по времени и фиксации уровня и сравнивающим блоком последовательно включены усилители постоянного тока, между дополнительным ре45 гистром и усилителями постоянного тока введено устройство, переключающее рабочие точки, источник стабильного напряжения подключен к одному из входов устройства, переключающего рабочие точки. 474937 Юиг4 Составитель Э. Гилинская Текред М. Семенов Редактор А. Зиньковский Корректор И. Симкина Тип. Харьк. фпл, пред. «Патент» Заказ 1289/1848 Изд. № 812 Тира>к 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5
