Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 (51) М. Кл."Н 03 К 13/08

l (53) УДК 681.325

1 (088.8)

1 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 30.06.75 (21) 21496 74/2 1 с присоединением заявки № (23) I1PHOPHI eI (43) Опубликовано 30.09.76,Б Оллетень М36 (45) Дата опубликования Описания01.12.76

f 0I. óNI1ñòèi.Hûì П0имтгт

Йватп Miiiiii."Ipas ЫЮ

il9 дилан иг06ратиниЙ к Бткытн (72) Авторы изобретения

А. B. Тарасенко, B. A. Королев, М. И. Гойса и A. Я. Мазалов (71) заявитель (5 1) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобрел ние Относится к иъшуль"ной технике и может использоваться для кодирОВания знакопеременных аналОГОвых сиг палов, Обнаружения и ВыбОрки кОдОВ Нх экстремальных значений.

Известны аналого-цифровые преобразователи, в которых для определения знака сигнала на входе униполярного аналого-цифроIiGI G преобразователя HGIIGH KYI аналого вую схему„состоящую из усилителя-инвергора, компаратора и ключей f 1).

Однако такие преобразователи не позВоляют обнаруживать экстремальные значения аналоговых сигналов.

Наиболее близким по технической сугднасти к изобретению является преобразователь, содержаший компаратор, вход которого подключен к шине аналогового сигнала и выходам цифро-аналоговых преобразователей отрицательной полярности, а О, -выход компйратора — к К - входами К-триггеров, в которых Q — выходы младших

И разрядов соединены через элемент- И с С— входами смежных старших разрядов, Q,— выходы старших разрядов этих же триггеров саед..::; ены с J -Входами смежных младших разрядов, R -входы =,îäêòïî÷åíû к шине и . G i-,танк,—. Н=Hp. а c6pGcp H Q Выходы к Входам цифрo аналоговых преобразователей, Я вЂ” зь ход триГГера управления через геНератор импульсов соединен со своим С- входом, первым Входс., . элемента "И" и непосредственно с

Вторым ьходом этога же элемента "И".

Такой преобразователь не позволяет коlO дировать з::-акопеременные аналоговые сигналы.

Е1ель изобретенпя — обеспечение кодирования знакопереме-mrх сигналов и их экстремальных значений. !

5 Это достигается Введением в предлагаемый преобразователь Т вЂ” триггера, однс разрядного цифро-аналогового преобразователя положительной полярности, 3 — триг// гера, элементов И-ИЛИ, формирователей

20 импульсов по фронту и по спаду, причем входы первого элемента "И-ИЛИ" соединен соответствешо с U -Выходами и Q -выходами компаратора и Т -триггера, а выход его подключен к 2 — Входу 3 -триггера, 25 С -вход которого подключен к шине сиг530449 налов запуска и через формирователь импульсов по спаду — к R -входам всех JK — триггеров, à Q -выход — к формирователю импульсов по фронту, входы двух других эле// // ментов И-ИЛИ соединены соответственно с Q — выходами и Q -выходами Т- триггера и 1 (-триггеров, С -вход Т- триггера чеI рез элемент И соединен с 0, — выходом и

С,— входом 3К- триггера страшего разряда, Q-выход Т -триггера подключен к входу 1О цифро-аналогового преобразователя положительной полярности, Q -выход — к 3-авходу 3K -rpnrrepa старшего разряда, а Т— вход T-триггера - к Q -выходу компара гора. 15

На чертеже представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя на 3 разряда, включая знаковый.

Преобразователь содержит компаратор 1, вход которого подключен к выходу источни- 20 ка аналогового сигнала, генератор импульI/ // сов 2, элементы И 3, 4, 5 T-триггер 6, JK-триггер старшего разряда 7,/К-триггер младшего разряда 8,JK-триггер управления

9, Ч- входы которых подключены к клемме 25

10 источника сигналов сброса, а 0-выход триггера 6 подключен к входу 11 приемника кодового сигнала знака, одноразрядный цифро-аналоговый преобразователь положительной полярности 12 с весовым то- ЗО ком очередного старшего разряда +4, двухразрядные цифрс аналоговые преобразователи отрицательной полярности 13 с весовыИ II ми токами — 2 /,-3, элемент И-ИЛИ 14, элементы "И-ИЛИ 15, выходы которых под- З5 ключены к шинам 16 приемника кодовых сигналов, D-триггер 17, С, -вход которого подключен к выходу 18 источника сигналов запуска и через формирователь импульсов по спаду 19 — к К-входам триггеров

6 - 9, а Q -выход соединен через формирователь импульсов по фронту 20 с входом

21 приемника сигнала экстремума. Входом устройства является клемма 22.

Аналого-цифровой преобразователь рабо- 45 тает следующим образом.

Знакопеременный ток Э аналогового сигнала с клеммы 22 поступает на вход компаратора 1, где поразрядно сравнивается с токами +4 З, -2 3,- ./ цифро-аналоговых

55 преобразователей 12,13. Это происходит всякий раз, когда на )(-входы триггеров

6-9 подают сигналы сброса с клеммы 10 источника или сигналы запуска с выхода формирователя 19, причем сигналы сброса

55 подают только для установки устройства в исходное состояние, а сигналы запускапериодически с частотой, определяемой числом выборок, отражающих форму аналогового сигнала.

При поступлении импульсного сигнала на 2-входы триггеров 6-9 они устанавливаются в "0" и отключают токи + 4 /, - 2J-3 преобразователей 12, 13, а единичный сигнал с 5-выхода триггера 9 включает генератор импульсов 2. Первый тактовый импульс генератора 2 беспрепятственно проходит через все элементы "И" 3-5 (так кж íà Q-выходах триггеров 7-9 действует единичный сигнал) и достигает С-входа триггера 6. Спадом каждого тактового импульса осуществляют кодирование триггера текущего разряда и включение триггера последующего разряда, причем нулевым сигналом G -выхода включенного триггера запрещается прохождение тактовых импульсов на С -входы закодированных триггеров.

Рассмотрим случай, когда ток аналогового сигнала 3g>O. Тогда после сброса триггеров 6-9на Я выходе компаратора 1 формируется нулевой сигнал, и при поступлении первого тактового импульса в момент его спада состояние триггера 6 не изменяется.

На фход 11 приемника передается кодовый сигнал знака "0". Одновременно спадом первого тактового импульса устанавливается триггер 7 в "1", при этом включается ток

- 23 преобразователя 13. В результате сравнения токов „- 2 / на () -выходе компара/ тора 1 фиксируется кодовый сигнал "О" х -2 3) ) или "1" Г J „(-2 3)), При поступлении второго тактового импульс са в момент его спада в первом случае триггер 7 остается в единичном состоянии, а во втором случае переходит в состояние нуля, но в обоих случаях триггер 8 переключается в "1" и включает ток 3 преобразователя 13, Кодирование триггера 8 осуществляют при поступлении третьего тактового импульса в момент его спада в результате сравнения токов,1в„,— 2:/, — J или ) „- Э,причем одновременно триггер 9 переключается в "1" и нулевым сигналом

Q - выхода отключает генератор 2.

На шины 16 приемника сигналов пере// Il дается через элементы И-ИЛИ 15 прямой код, отражающий величину выборки аналогового сигнала положительной полярности.

Во втором случае, когда ток аналогового сигнала Jg (Oпосле сброса триггеров 6-9 на О»выходе компаратора 1 формируется единичный сигнал,и при подаче первого тактового импульса в момент его спада триггеры 6,7 переключаются-в 1", включая токи + 43, -2 / преобразователей 12, 13.

В результате сравнения токов - / „, + 43,—

-2 J, на выходе компаратора 1 формируется кодовый сигнал "0" (+4)-Л „, (-23)или "1"

Г+ 4./-./ (-23)j, При поступлении втс

3Х рого тактового импульса в момент его cna530449

5 да в первом случае триггер 7 остается в единичном состоянии, а во втором случае переходит в состояние нуля, но в обоих случаях триггер 8 переключается в "1" и вклю. чает ток-3 преобразователя 1 3. Кодир ование триггера 8 осуществляют при поступлении третьего тактового импульса в момент егс спада в результате сравнения токов - 3 4,, 43 23,-3 или — 3g +43, причем, одновременно триггер 9 переключа- 10 ется в "1" и нулевым сигналом Я - выхода отклочает генератор 2. На шины 16 приемника сигналов передается через элементы И-ИЛИ" обратный код выборки, отражающей величину выборки аналогового сиг- !5 нала отрицательной полярности.

Обнаружение и выборка экстремаль— ных значений аналогового сигнала осуществляется при помощи импульсов периодического запуска аналого-цифрового преобразо- 20 вателя импульсными сигналами с выхода

18 источника. Частота импульсов запуска определяется числом выборки, отражающим форму аналогового сигнала. При нарастании тока аналогового сигнала (5 > О) значе- 5 вх ние его в момент очередного запуска по модулю превышает ток, включенный в преобразователе 13 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, íà Q - выходе ком-З0 паратора 1 фиксируется "О", à íà Q - выходе — "1, и поскольку триггер 6 при 0 находится в состоянии нуля, то на вх

3 - вход триггера 17 через элемент "ИИЛИ" 14 передается нулевой сигнал. Тогда очередной импульс запуска своим фронтом переводит в состояние нуля триггер 17, проходит через формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-цифровой преобразователь. При переходе через мак- 40 симум ток аналогового сигнала (3 О) вх спадает, и значение его в момент очередного запуска становится по модулю меньше тока, включенного в преобразователе 13 45 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, aaQ - выходе компаратора 1 фиксируется "1", а на Q.-выходе — "О" и поскольку триггер 6 при J 0 находится в состоянии нуля, то на 3- вход триггера 17 через 50 элемент И-ИЛИ 14 передается единичный

fl ll сигнал. Тогда очередной имлульс запуска своим фронтом переключает триггер 17 в

"1, проходит через формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-циф- 55 ровой преобразователь. Предварительно, в момент переключения триггера 17 в "1", на выходе формирователя импульсов по фронту

20 формируется импульс, который передается на вход приемника сигнала экстремума. 60

Импульс экстремума используют для считывания кода выборки, cooTaeTcтвующего экстремальному значению аналогового сиг» нала перед очередным запуском устройства.

При спадающем токе аналогового сигнала (2 СО) значение его в сумме с тс вх ком +4 5 в момент очередного запуска по модулю меньше тока, включенного в преобразователе 13 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, на Q - выходе компаратора 1 фиксируется "1", а на Q - выходе — "0", и поскольку триггер 6 при «J < вх 0 переключен в "1", то на D — вход трит гера 17 через элемент "И-ИЛИ" 14 передается нулевой сигнал. Тогда очередной импульс запуска своим фронтом переводит в состояние нуля триггер 17, проходит через формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-ш фровой преобразователь. При переходе через минимум ток аналогового сигнала (3 „< О ) нарастает и значение его в сумме с током + 4Эв момент очередного запуска по модулю больше тока включенного в преобразователе 13 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, на С - выходе компаратора 1 фиксируется "0", на Q — выходе — "1", и поскольку триггер 6 при 3 „, 0 переключен в 1", то на D -вход триггера 17 передается единичный сигнал. Тогда очередной импульс запуска своим фронтом переключает триггер 17 в "1", проходит формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-цифровой преобразователь, Предварительно, в момент переключения триггера 17 в "1", на входе формирователя импульсов по фронту 20 формируется импульс, который передается на вход приемника сигналов экстремума.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь поразрядного кодирования, содержащий компаратор, вход которого подключен к шине аналогового сигнала и выходам цифрс -аналоговых преобразователей отрицательной полярности, а Q, -выход компаратора к К -входам ЭК— триггеров, в которых Q — выходы младших н разрядов соединены через элементы И с Cвходами смежных старших разрядов, 0 -выходы старших разрядов этих же триггеров соединены с 3 -входами смежных младших разрядов, 2- входы подключены к шине источника сигнала сброса и Q-выходы — к входам цифро-аналоговых преобразователей, Q - выход триггера управления через генератор импульсов соединен со своим и и входом, первым входом элемента И и непосредственно с вторым входом з :"О1-

Я элемента И, О т и и ч =; ю д и =: %TOg С ЦЕПЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИИ КОДИВОВЯ2 i i И ЗИ, " переменных BBQJIorGBbIx сиГ 1&лОЗ .": их з:.:с -. ремальных значений„он соде, ж;-. : тр =,г:, =р. одноразрядный пифрО-6нялоговый Г.::-; ВО5в а.--, ватель полоя(ительнои полнон(и:"1;

„ il

Гер, елементы И-ИЛИ, .фэрмиреяатели и,:л.пульсов ПО фронту и по спад;, ир%г-".Ом В/.(>

rÃ,, J У ды перВОГО злемеита Й-ЛЛИ ",=,"-;q иены сa -.

0T33B TC TBeBHo C Q выходами E G, ВЫ„< -,;1 с1„; и компаратора H Т триГГера, и ВыхОд его подключен к 2-входу 3-триггера -ВХО: торохчь подключен к цхине .-,иг;-!.а;:.ОВ зя:.—:.у-;;с,.а и через формирователь импульс.";В ло с -,.-.и "

:3 к И-входам 3К --триггеров, а Q-вь,.:. :..;:„а=:.:. r, ; t(1

)-:- -"-.=,- С ги."ЛОГОВ-::: О it,IÅO< "}аЗОВ:-, —: irр —,, - —:Оя-,.=