Реверсивный аналого-цифровой преобразователь

Реверсивный аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в интерфейсных устройствах, а также устройствах долговременного хранения аналоговых сигналов в цифровом виде. Изобретение позволяет повысить точность преобразования и расширить область его применения. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь 1, компаратор 2, усилитель 6, ключи 9 и 10, блок 18 управления и коммутаторы 11 и 5, введены Два дополнительных ключа 15 и 16, .позволяющие использовать усилитель совместно с масштабирующим резистором как в процессе аналого-цифрового, так и цифроаналогового преобразования. I з.п. ф-лы, 1 ил. сл 00 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1361710 А1 (51) 4 Н 03 М 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4091274/24-24 (22) 14.07.86 (46) 23.12.87. Бюл. У 47 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Н.Осипов, В.П.Левицкий, И.Н.Белый и Ю.В.10зевич (53) 681.325(088.8) (56) Электроника, М- 15, с. 75-76.

Авторское свидетельство СССР

У 858207, кл. Н 03 М 1/02, 1979. (54) РЕВЕРСИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в интерфейсных устройствах, а также устройствах долговременного хранения аналоговых сигналов в цифровом виде ° Изобретение позволяет повысить точность преобразования и расширить область

его применения. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь 1, компаратор 2, усилитель 6, ключи 9 и 10, блок IS управления и коммутаторы 11 и 5, введены два дополнительных ключа 15 и 16, .позволяющие использовать усилитель совместно с масштабирующим резистором как в про-. цессе аналого-цифрового, так и цифроаналогового преобразования. I з.п. ф-лы, I ил. д

1

136

Изобретение относится к вычисли- тельной и измерительной технике и может быть использовано в интерфейсных устройствах систем с аналоговым . и цифровым представлением информации, а также для долговременного хранения аналоговых сигналов в цифровом виде.Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения реверсивного аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Реверсивный аналого-цифровой преобразователь содержит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 1, компаратор 2, два встречновключенных диода

3.1 и 3.2, регистр 4 последовательных приближений, первый коммутатор 5 кодов, усилитель 6, шину 7 аналогового сигнала, резистор 8, первый 9 и второй 10 ключи, второй коммутатор

11 кодов, шину 12 цифрового входного сигнала, регистр 13, первую выходную шину 14, третий 15 и четвертый 16 ключи, шину 17 аналогового входного сигнала,.блок 18 управления, содержа-. щий шину 19 задания режима, триггер

20, генератор 21 импульсов, инвертор

22, шину 23 "Пуск".

В процессе аналогб-цифрового преобразования на шину 19 задания режима реверсивного аналого-цифрового преобразования поступает сигнал, обеспечивающий подключение выходов регистра последовательных приближений 4 через коммутатор 5 к входам

ЦАП 1 и через коммутатор Il к входам регистра 13. В указанном режиме по сигналам управления с входа и выхода инвертора 22 замыкаются ключи 15 и 9 и размыкаются ключи 10 и 16. Усилитель 6 обращается в повторитель напряжения, поступающего через замкнутый ключ 15 с шины 17. Входное напряжение преобразуется с помощью резистора в ток Т „ = Ц,„/R, где R — сопротивление резистора 8. Этот ток уравновешивается током ЦАП 1, используемого для выработки компенсирующего воздейс гвия.

Процесс аналого-цифрового преобразования начинается по сигналу запуска, поступающему на вход триггера 20 и устанавливающему его в состояние, при котором разрешена работа генератора 21 и регистра 4 последователь1710

2 ных приближений. Генератор 21 начинает генерировать последовательность тактовых импульсов, поступающих на регистр 4 последовательных приближений. Выходные сигналы регистра 4 последовательных приближений в соответствии с алгоритмом поразрядного уравновешивания управляют в каждом такте подключение разрядных токов ЦАП 1.

Сравнение входного и компенсирующего воздействия осуществляется с помощью компаратора 2, причем диоды 3 ограничивают перепады напряжений на его входах. Результат сравнения (логический нуль или единица) заносится в регистр 4 последовательных приближений.

По окончании преобразования выходной ток ЦАП I Tц д с точностью до единицы младшего разряда равен входному току Т „. По завершении и-разрядного преобразования регистр 4 последовательных приближений вырабатывает сигнал, который поступает на вход триггера 20 и на (п+1)-й вход коммутатора 11. Этот сигнал возвращает тригrep 20 в исходное состояние, а также обеспечивает запись кода результата преобразования с информационных выходов регистра 4 последовательных приближений в регистр 13. С изменением состояния триггера 20 его входной сигнал запрещает генерацию тактовых импульсов генератором 21, а также работу регистра 4. Код результата присутствует на выходной шине 14 устройства. Преобразование на этом до поступления следующего сигнала запуска прекращается.

В режиме цифроаналогового преобразования на шину 19 поступает сигнал, имеющий инверсное по отношению к сигналу в режиме аналого-цифрового преобразования значение. При этом ключи

15 и 9 размыкаются, а ключи 10 и 16 замыкаются.. Усилитель 6 начинает выполнять функции преобразователя ток— напряжение, диоды 3 запираются нулевым потенциалом, а компаратор 2 исключается из работы устройства. С помощью коммутатора 5 от входов ЦАП 1 отключаются выходы регистра 4 последовательных приближений и подключаются выходы регистра 13. Коммутатор 11 кодов отключает от входов регистра

13 выходы регистра 4 последовательных приближений и подключает к ним шину 12 устройства, а также вход 21.

13617 !

35

55 о

По сигналу запуска, поступающему на вход 23, входной цифровой код, присутствующий на шине 12, записывается в регистр 13 и через коммутатор

5 поступает на входы ЦАП 1, который преобразует код в ток I „ . Далее

ЦО(1 этот ток преобразуется с помощью усилителя 6 и резистора 8 в напряжение, которое подается на шину 7. Напряже- 1О ние на аналоговом выходе равно U b,„ =

R Iц 2 °

В типичных применениях (например, при использовании предлагаемого уст.— ройства для хранения аналоговых сиг- 15 налов в цифровой форме) вначале производится преобразование входного напряжения в цифровую форму, а затем через некоторый интервал времени— преобразование полученного кода в 20 напряжение. Полагая при этом Iu, „, = — I „, получают, что сигнал на аналоговом выходе определяется как Us

= U „ и не зависит от сопротивления резистора 8.

В этом случае точность сопротивления резисторов не является фактором, ограничивающим точность реверсивного

ЦАП. Использование одного и того же масштабирующего элемента в обоих режимах работы позволяет существенно . уменьшить погрешность коэффициента передачи устройства. При этом его реализация на современной элементной базе упрощается.

Формула изобретения

1 . Реверсивный аналого-цифровой 40 преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первыми выводами первого и второго токоограничивающих элементов, выполненных на диодах, 45 включенных встречно, и первым входом компаратора, второй вход которого объединен с вторыми выводами первого и второго диодов и является шиной ну-, левого потенциала, а выход соединен с первым управляющим входом регистра последовательных приближений, информационные выходы которого соединены с соответствующими п-входами первой группы информационных входов первого и второго коммутаторов кодов, и-входов второй группы информационных вхо; дов первого коммутатора кодов соединены с соответствующими выходами рео 4 гистра и являются первой выходной шиной, и-входов второй группы информационных входов второго коммутатора кодов являются шиной входного цифрового сигнала, п âûõîäîâ соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы первого коммутатора кодов соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, а управляющий вход еое динен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с информационным входом регистра последовательных приближений, третий выход — с управляющими входами второго коммутатора кодов и первого ключа, а четвертый выход соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с входом первого ключа и с инвертирующим входом усилителя, выход которого объединен с выходом первого ключа и первым выводом токоограничивающего элемента, выполненного на резисторе, второй вывод о резистора объединен с входом второго ключа и соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, введены третий и четвертый ключи, выход третьего ключа объединен с входом четвертого ключа и соединен с неинвертирующии входом усилителя, выход которого является второй выходной шиной, вход третьего ключа является шиной входного аналогового сигнала, а выход четвертого ключа является шиной нулевого потенциала, (n+1)-й вход первой группы информационных входов второго коммутатора кодов объединен с первым входом блока управления и соединен с

I1 выходом "Конец преобразования регистра последовательных приближений, (и+1)-й вход второй группы информационных входов второго коммутатора кодов объединен с вторым входом блока

11 1! управления и является шиной Пуск (и+1)-й выход соединен с управляющим входом регистра, третий и четвертый вьгходы блока. управления соединены с управляющими входами третьего и четвертого ключей соответственно, а пятый выход — с вторым управляющим вхо- дом регистра последовательных приближений.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся танк, что блок

Составитель И.Романова

Техред М.Дидык Корр ек тор M.Мак симишинец

Редактор П.Гереши

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6303/56

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1 управления выполнен на генераторе импульсов, триггере и инверторе, вход которого является шиной задания режима и является четвертым и первым выходами блока, выход инвертора является третьим выходом блока, вторым

6 выходом которого является выход генератора импульсов, вход которого соединен с выходом триггера и является пятым выходом блока, первым и вторым входами которого являются установочные входы триггера °