Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,7 ки цс, е ... тие . 479 а ЧВЛ

Союз Советскик

Со иалистичесиик

Реслублии

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 39733

1 г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлеио06.02.78 (2) ) 2575294/18-21 (5 l ) M. Кл.

Н 03 К 13/02 с присоединением заявки J%— (23) Приоритет.—

Ibcyaapctaee4 квинтет

СССР

11о девам изобретений и вткрыткй

Опубликовано 05,06,80,Бюллетень М 21 (53) УДК 681. . 325 (088.8) Дата опубликования описания 08.06.80

B. П, Блинкова, В, А, Блохин, 10. В. Полубабкин, В. П. Сафронов, В. П. Шевченко и В. Ni. Шляндин (72) Авторы изобретения

Пензенский политехнический институт (7! ) Заявитель (54) АНАЛОГО-11ИФРОВОЙ П РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий усилитель разности, выход которого через набор пороговых элементов (включая пороговое устройст-,, во знака), регистр памяти состояния пороговых .элементов, устройство выбора старшего иэ сработавших пороговых элементов, реверсивный счетчик-сумматор подк

10 лючен ко входу преобразователя код-напряжение, выход которого подсоединен к одному пэ входов усилителя разности (11.

Однако устройство имеет низкое быстродействиее, 15

Известен аналого-цифровой преобразо-. ватель, содержащий усилитель разности, выходы которого подключены ко входам набора пороговых элементов, выход последнего каскада усилителя разности подключен ко входу порогового устройства знака и через первый логический блок и регистр пороговые элементы оценки модуля и знака разности подключены

2 соответственно ко входам сумматора и его шинам сложения и вычитания, вы/ ходы сумматора через второй логический блок и регистр соединены со входами преобразователя код-напряжение, а выход последнего соединен со входом усилителя разности, Устройство управления .через шины установки соединено со входами логических блоков, а через шины сброса с регистрами и сумматором (2J .

Однако устройство имеет низкое бысч роде йствие.

Бель изобретения — повышение быст-45 родействия, а также повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий усилитель разности, набор синхронных пороговых элементов, синхронное пороговое устройство знака логичес1 кий блок, сумматор, стробируемый регистр выходного кода, основной токовый преобразователь код-напряжение, устройство управления, введены дополнительный пре73973

3 образователь код-напряжение, дополнительный логический блок, аналоговый сумматор, причем выходы набора синхронных по-роговых элементов, а также выходы синхронного порогового устройства соединены соответственно с информационными входами и знаковыми входами дополнительного логического блока, выходы которого соединены

eî входами дополнительного преобразова" " теля код-напряжение, причем выход пос- 10 леднего соединен с первым входом анало гового сумматора, ко второму входу которого подключен выход основного преобразбвателя код-напряжение, а выход аналогового сумматора подключен ко входу 15 усилителя разности,. при этом в аналогоцифровой преобразователь для повышения надежности введены аналоговый ключ полярлярности, опорный источник тока поляр-. ности, источник постоянного смещения

-шкалы разности по значению равного, а по зйаку противоположного току опорного источника, причем к выходу сетки резисторов основного преобразователя код-напряжение подключен аналоговый ключ по25 лярности, цифровой вход которого соединен с выходом синхронного порогового устройства, аналоговый вход аналогового ключа подключен к выходу опорного ис\ точника тока полярности, к сетке ре30 зисторов основного токового преобразователя ."код-напряже ние подсоединен .своим выходом источник постоянного смещения шкалы разности, выходы аналоговых ключей основного и дополнительного преобра35 зователей код-напряжение поразрядно объединены между собой и подключены к соответствующим узлам общей сетки резисторов основного преобразователя код40 напряжение.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг, 2 — структурная электрическая схема выполнения двух преобразователей код-йапряжение; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства.

Аналого-цифровой преобразователь содержит усилитель 1 разности, содержа 50

° щий несколько каскадов, набор синхронных пороговых элементов 2 (для оценки модуля разносчи измеряемого и уравновешивающего напряжений), синхронное пороговое устройство 3 (для оценки

55 зйака разности напряжений), логический блок 4 асинхронного типа, устройство

5 управления, сумматор 6, регистр 7 выходного кода, основной преобразователь

8 код-напряжение, логический блок 9 асинхронного типа, преобразователь 10 код-напряжение, аналоговый сумматор 11, Преобразователи 8 и 10 содержат соответственно ключи 8, 1, источник 8.2 опорного тока, резистор 8.3, ключи 10,1 источники 10.2 опорного тока, аналоговый ключ 12 полярности, опорный источник 13 тока полярности, источник 14 постоянного смещения шкалы разности, В исходном состоянии (до подключения напряжения 0, ® ко входу прибора) в ре- гистрах нулевой код, Длительность каждого такта равна Т = Ь + (при усло 4 Ъ 2)

В момент 1 (фиг. 3) происходит оценка величины и знака разности Ъ4, т.е. получение кода Нд4, Код И 4 по команде с устройства 5 управления подается с выходов синхронных пороговых элементов на входы логического блока 9, а также с выходов синхронных пороговых элементов 2 через логический блок 4 на входы сумматора 6. За время 1 происходит, установление на выходе преобразователя

10, компенсирующего напряжения 0 пропорционального коду N „. Так как за время 4 на выходе осйовного преобразователя 8 напряжение отсутствует (U --О),:то на вход усилителя разности с выхода аналогового сумматора 11 подается О = 0 .. За то же время протекают цйфровые операции в сумма- торе 6 суммирование кода регистра 7 с кодом Nд4(в данном случае код регистра 7 нулевой). К концу интервала ф, на выходе сумматора 6 имеется код являющийся результатом измерения, В следующем такте в момент 3 происходит оценка разности U<-0<=@2 m ne1 репись кода К 4 в регистр 7 и одновременная выдача кода N g на входы преобразователя 10 через логический блок 9 и. на входы сумматора 6 через логический блок 4(3а время 4> происходит установле11 ние компенсирующего напряжения О, „, пропорционального коду N 4 код N<4 содержится в регистре- 7) на выходе пре образователя 8 (О,".,= 0 ) и компенсирующего напряжения 0 ", пропорциональногокоду М исумме U <„„+ u 2 = U выходе аналогового сумматора 11 .

За промежуток времени Ь3 в сумматоре 6 происходит суммирование кодов

N и Йj,, К моменту 5 íà выходе сум7397

5 матора bимеется код,,являющийся ре-. зультатом . измерения.

В следующих тактах операции анапогичны. В момент 5 осуществпяется оценка разности Ug — 0, а затем в течение интервала .Ь осуществляется одновременное формирование напряжений H& выходах обоих преобразователей 9, 10 и суммирование кодов результатов- предыдущего и текущего тактов в сумматоре 6. 10

Преобразователь 10 вырабатывает напряжение обеих полярностей. В обычном исполнении такой- преобразователь содержит равное число источников обеих полярностей. причем, в зависимости от знака разности 0 -0к, логический блок

9 включает ипи отключает отрицатепьные или положительные источники тока, При обычном исполнении преобразователь напряжение-код содержит источники токов и ключи на транзисторах с различным типом проводимости и удвоенное чиспо элементов, Упрощение схемы достигается за счет введения источника 14 положительной йопярности постоянного тока, который смешает выходное напряжение на значение, равное пределу преобразователя: 10.

Кроме того, введен опорный источник 13 отрицательного тока по значению равный источнику 14, причем первый подключается аналоговым ключом 12 к выходу преобразователя 8.

Когда замкнут аналоговый ключ 12, токи источников 13 и 14 взаимно скомпенсированы, смешения шкалы нет, а с выхода преобразователя 10 выдается отрицательное. напряжение, соответствую- . щее прямому коду N<< (с выходов синхронных пороговых элементов,входяших 40 в состав синхронного порогового устройства 3 через логический блок 9), Если же требуется получить на вь:ходе преоб,разователя 10 положительное напряжение, аналоговый ключ 12 размыкается, : шкапа смещается источником 14, и на выходе преобразователя 10 вырабатывается отрицательное напряжение, пропорциональное инверсному коду N<<, Положительное напряжение, соответствующее пря5$ мому коду К ., получается как сумма положительного напряжения, образуемого источником 14, и отрицательного напряжения преобразователя 10, соответствующего инверсному коду N

За счет этого удается почти в 2 раза сократить число источников тока, анапоовых ключей, причем оставшиеся ключи

33 и источники одинаковы по схемному ис,полнению, исключить сетку резисторов йреобразователя 10 и повысить быстродействие, Формула изобретения

1, Аналого-цифровой цреобразоватепь, ;содержаший усилитель разности, выходы ! ,которого подключены ко входам набора синхронных пороговых эпемейтов, выход последнего каскада усилителя разности подключен ко входу синхронного порогового устройства, выходы которого подкпючены к шинам сложения и вычитанияя сумматора, выходы набора синхронных ( пороговых элементов через логический блок подкпючены к информационным входам сумматора, выходы сумматора через регистр выходного кода соединены со входами основного преобразователя код напряжение, а выход последнего соединен со входом усилителя разности, усг.ройство управления соединено с синхронизируемыми входами набора пороговых элементов и синхронного порогового устройства, со стробируемым входом ре гистра выходного кода и с управляющим входом сумматора, о т л и ч а ю щ и йс .я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены допопнительный преобразователь код-напряжение, дололнитепьный логический блок, аналоговый сумматор, причем вь.ходы набора сийхронных пороговых элементов, а также выходы синхронного порогового устройства соединены соответственно с информационными входами и знаковыми входами дополнительного логического бпока, выходы которого соединены со входами дополнительного преобразователя код-напряжения, причем выход последнего соединен с первым входом аналогового сумматора, ко второму входу которого подключен выход основного преобразователя код-напря жение а выход аналогового сумматора подключен ко входу усилителя разности.

2. А налого-цифровой преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю ш и и с я . тем, что, с целью повышения надежности устройства, введены аналоговый кнюч полярности, опорный источник тока полярности источник постоянного смешения шкалы разности по значению равного, а по знаку противоположного току опорного источника, причем к выходу сетки резисторов основного. преобразователя коднапряжение подключен аналоговый ключ

1. Шляндйн В, М, Устройство быстроде йствуюшего аналого-цифрового преобразователя на интегральных схемах. Приборы и системы управления, № S, 1972. о 2. Преобразователь напряжения в код.

Экспресс-информапия, Вычислительная техника», Л 43, 1964 (прототип).

-7 73973 полярности, цифровой вход . которого соединен с выходом синхронного порогового устройства, аналоговый вход ключа подключен к выходу опорного источнчка тока полярности, к сетке резисторов основного преобразователя код-напряжение подсоединен своим выходом источйик: постоянного смешения шкалы разности выходы аналоговых ключей основного и дополнительного нреобраэователей код-напряжение поразрядно объединены между собой и подключены к соответствуюшим

3 8 узлам обшей сетки резисторов основного преобразователя код-напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

739733

Составитель А, Титов

Рецактор Н. Кравцова Техрец М. Петко Корректор И, Муска

Заказ 3056/10 . Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4