Аналого-цифровий перетворювач

Винахід відноситься до обчислювальної техніки та може використовуватись для побудови аналого-цифрових перетворювачів. Існує електронний пристрій для аналого-цифрового перетворення, який має генератор лінійної напруги, компаратор, імпульсну схему співпадання, стабілізований генератор рахуємих імпульсів, тригерні лічильники, дешифратор та спеціальні індикаторні пристої (Див. Б.И. Швецкий „Электронные измерительные приборы с цифровим отсчетом", г. Киев,1970г., стр. 33-39,138-149) Недоліком цього пристрою є складність конструкції, обумовлена наявністю генератора імпульсів із стабільною частотою, складних високочастотних тригерів у лічильнику при необхідності точного фіксування в малому часі інтервалів, неможливість безпосередньої індикації, а також низька точність, спричинена розкидом параметрів електронних схем, нелінійністю генератора лінійної напруги. Відомий аналого-цифровий перетворювач, який містить: пристрій порівнювання, перетворювач коду у напругу, джерело напруги , що перетворюється, джерело опорної напруги, блок керування, генератор імпульсів, лічильник (див. авт. свід. СРСР № 350160 М кл. Н 03 К ІЗ/ 17 , 1970 р.), який має систему автопідстройки для збільшення точності перетворення напруги в код. Недоліком цього перетворення є те, що в ньому використовується ланцюг зворотнього зв'язку, який перетворює код у напругу, що зменшує швидкодію та призводить до появи перехідного процесу. Більш близьким по технічній суті до даного винаходу є перетворювач, побудований по методу зчитування, який містить дільник опорних напруг, схеми порівняння, фіксуючі тригери, які іменуються в подальшому як блок зчитування, шифратор для перетворення одиничного паралельного коду на виході блоку зчитування в позиційний подвійний код (див. Гитис Э.И. "Преобразователи информации для электронных цифрових вычислительных устройств". М., „Энергия" 1975 г., стр. 314-316, рис. 7-106). Недоліком його є складність конструкції, яка зумовлена наявністю джерела опорної напруги та дільників напруги, недостатня швидкодія , пов'язана з обмеженою швидкістю перемикання електронних схем. В основу винаходу поставлена задача створення АЦП з високою швидкодією яка може бути досягнена введенням оптоелектронного принципу перетворення інформації на основі регенеративних оптронів. При використанні регенеративних оптронів, зв'язок між якими здійснюється оптичними методами та час спрацювання яких обернено пропорційний прикладеній напрузі, збільшується швидкодія та точність перетворювання напруги в код. Поставлена задача вирішується тим, що в аналого-цифровому перетворювачі, який побудований по методу зчитування і містить шифратор, блок зчитування складається з: світло випромінювача, баластного опору та розрядної лінійки, послідовно встановлених та оптично зв'язанних регенеративних оптронів, кожен з яких містить світлодіод та фотоелемент, час спрацювання яких обернено пропорційний прикладеній напрузі, при чому вхід світловипромінювача є входом "пуску" аналого-цифрового перетворювача, вихід світловипромінювача з'єднаний з оптичним входом фотоелемента першого регенеративного оптрона, кожен регенеративний оптрон оптично з'єднаний з слідуючим регенеративним оптроном та обладнаний оптичним виходом, з'єднаний з шифратором, перші електричні входи регенеративних оптронів з'єднані між собою та з входом аналого-цифрового перетворювача і підключені до розв'ячуючих діодів, а виходи розв'язуючих діодів підключені до входу „скидання" аналого-цифрового перетворювача та через баластний опір підключені до джерела напруги фіксації, другі електричні входи всіх регенеративних оптронів підключені до електричного виходу світло випромінювача та до загального вузла, а виходи шифратора є виходами аналого-цифрового перетворювача. На кресленні представлена функціональна схема аналого-цифрового перетворювача, який складається з : розрядної лінійки 1, яка містить послідовно встановленні та оптично зв'язані регенеративні оптрони 2, кожен з яких містить світлодіод 3 та фотоелемент 4, світлодіод 3 кожного регенеративного оптрона оптично з'єднаний з фотоелементами 4 данного та слідуючого регенеративного оптрона і наділений оптичним виходом 5, який підключен до відповідного входу 6 шифратора 7, електричні входи 8 регенеративних оптронів 2, які з'єднані між собою і електричним входом 9 аналого-цифрового перетворювача та підключені до розв'язуючих діодів 10, а виходи розв'язуючих діодів 10 під'єднані до входу "скиду" 11 аналого-цифрового перетворювача та через баластний опір 12 підключені до джерела напруги фіксації, другі електричні входи 13 регенеративних оптронів електричне під'єднані до світловипромінювача 14 та з загальною крапкою, другий електричний вхід 15 світловипромінювача 14, який є входом „пуску" аналого-цифрового перетворювача, вихід 16 світловипромінювача 14 підключен до фотоелементу 4 першого регенеративного оптрона, виходи 17 шифратора 7 є кодовими виходами аналого-цифрового перетворювача. По своїй суті кожен регенеративний оптрон має час спрацювання t3=t1+t2 де t1 - час запуску оптрона по його оптичному входу, at t2 = × 10 5 Ux t2 - час запуску оптрона по його електричному входу та дорівнює 5 де Ux - вхідна обчислювальна напруга. Відмітимо a t × 10 через К. Так як t2>>t1, то можна прийняти, що K t3 = t2 = Ux (1) Тобто час спрацювання оптрону обернено-пропорційний прикладеній напрузі, чим більше прикладена напруга, тим швидше спрацьовує оптрон. Нехай кількість регенеративних оптронів у лінійці дорівнює N, тоді при відомій прикладеній опорній напрузі Uo (де Uo підбирається таким чином, що люба обчислювальна аналогова напруга більше, чим Uo, тобто Ux