Аналого-цифровой преобразователь на приборах с зарядовой связью

Аналого-цифровой преобразователь на приборах с зарядовой связью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>947959 н . ь

9-4@ г (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0 2.04. 80 (2!) 2903289/18-21 с присоединением заявки ¹вЂ”(23) Приоритет—

Опубликовано 3007,82, Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания Зц0782 (51!М. Кл з

Н 03 К 13/17

Госуларственный комитет

СССР по лелам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325

{088. 8) (72) Автор изобретения

О.Г. Сморыго

/ т

Проектно-технологический и научно-исследовательский институт (71) Заявитель

{54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРВОБРАЗОВАТБдт, НА ПРИБОРАХ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЫО

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в цифровых измерительных приборах, устройствах автоматического управления, системах сбора и обработки данных.

Известен аналого-цифровой преобразователь последовательного счета, содержащий устройство сравнения, на один иэ входов которого подается входной сигнал, а выход подключается к первому входу триггера, выходкоторого соединен с первым входом вентиля, второй вход вентиля соединен с первым выходом устройства уп равления, второй выход которого соединен с входом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом триггера, а третий выход подключен к первому входу счетчика, к второму вхо- . ду которого подсоединен выход вентиля, причем выход цифро-аналогового преобразователя подсоединен ко второму входу устройства сравнения P1).

Недостатком известного устройства является значительная потребляемая мощность, которая равна мощности, потребляемой устройством сравнения и цифро-аналоговым преобразователем.

Известен также аналого-цифровой преобразователь на приборах с за-. рядовой связью, содержащий источник входного сигнала, выход которого соединен со входом устройства выборки входного сигнала,(т. -w) усти ройств задержки и запоминания сигнала, где n — число двоичных разрядов преобразователя, все устройства задержки и запоминания сигнала имеют по два выхода, причем первый выход каждого соединен со вхоцом последующего устройства задержки

15 и запоминания сигнала, выход устройства выборки входного сигнала соединен со входом первого устройства задержки и запоминания сигнала, выход ("-1)-го устройства задержки и запоминания сигнала и вторые выходы остальных устройств задержки и. запоми нания сигнала соединены со входами ("-!) устройств выборки выходного кода (2), 25

Недостатком устройства является низкое быстродействие, обусловленное большим периодом времени выравнивания заряда между последовательно соединенными устройствами задержки и запоминания сигнала.

947959

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразова. тель на приборах с зарядовой связью, содержащий источник входного сигна- 5 ла, выход которого через блок выборки входного сигнала соединен с входом первого из (2 -1) блоков задержки и

Р/Д запоминания сигнала, соединенных последовательно„ где П вЂ” число раз- IO рядов устройства, дополнительные (2"12-1) блоков задержки и запоминания сигнала, соединенные последовательно, введены -1 инверторов, цифро-аналоговый преобразователь и многовходовый блок задержки и запоминания сигнала, причем вторые выходы (2 -1) блоков задержки и и/ запоминания сигнала соединены с входами многовходового блока задержки и запоминания сигнала и через (2 -1) инверторов соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с аналоговым входом многовходового блока задержки и запоминания сигнала, выход которого соединен с входом первого иэ дополнительных (2 -1) блоков задержки и запоминания сигнала.

На чертеже показана структурэлектрическая схема устройства, 0 О< 40, И,Я 4 ВХ.МОкс 1

10, И,41

ЧО,И,И 4 "вх.макс ( 4х - Ьх-4 6х. макс

0< «<—

4 вх.макс 4- ех.макc "вх.-4 4х.макс.

Ь ЬХ. 4 SX.Макс "Ьх. "ВХ.мОКс.1

0 О«

1 ех 4 ех, макс

Л Ф (Я ВХ. 4 ВХ. МОКС 4 %ВХ.МОКС. ЪВХ 1 8Х.МакС (< с2

4 с ах.макс Вх.юаКс &х 4 "ВХ.макс з

3 ВХ 4 4Х.Макс вх вх.ИОкс

- "ВХ t 4Х.МаКс 1 4 3 ВХ Q "8Х.МОКС 9. ВХ.МОАС ЕХ. 4 ЬХ.МОКС (g ЭХ 4 6Х.МаКс Âõ 8Х.йакС поступает на входы цифро-аналогового преобразователя 13. В момент времени

t=T происходит следующая выборка входного заряда 48x(T). В это же время сигналы (заряды ) с вторых выходов

65 блоков 3 — 9 и выхода цифро-аналоговогде р, — максимальный входной бx-МОКС сигнал (заряд).

Инверторы 10 — 12 осуществляют считывание сигналов и преобразование считанных сигналов.а -а„ в инверсный код а =1-О „,, который

Устройство содержит источник 1 входного сигнала, блок 2 выборки входного сигнала, блоки 3 — 9 задержки и запоминания сигнала, инверторы

10 — 12, цифро-аналоговый преобразователь 13.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени =0 блок 2 осуществляет временную выборку входного сигнала (заряда )

О, „(О), пропорционального сигналу

08„(0) с выхода источника 1, В момент времени Ф =Т/2,.где Т вЂ” период тактовых импульсов питания, сигнал (заряд ) с выхода блока 2 с, = О,ех (О ) поступает на вход блока 3, с выхода которого поступает на вход блока 4, и далее — на вход блока 5. Емкость хранения С блока 2 входного сигнала и емкости хранения С;, где i =3,4,.

9, блоков 3 - 9 равнй следующим величинам: С =16 Ср, С = C4= С = 4Ср, С вЂ” — 12 Ср, С = СВ= Cg= Cp где Сремкость хранения, соответствующая младшему разряду аналого-цифрового преобразователя. На входах инверторов в зависимости от величины входного сигнала Овхпоявляются сигналы соответствующие логическим сигналам О„ - <3 "0" или "1". Величины логических сигналов с — а, определяются из следующих соотношений:

947959 сигнал !заряд) цифро-аналогового преобразователя 1б определяется иэ сле дующего соотношения: го преобразователя 13 поступают на входы блока б, имеющего емкость хранения СЬ, равную СЬ= 12СО. Выходной

< <и

4 Ех. Макс Вх ех акс

<а„й- а„

4 Чех,макс 2× Вх.ìàêc вх. 4 вх.макс !

2 ВХ.Макс 4 ВХ.Макс ех 2 Вх Макс

Q« 3

q%gx макс > - < вх 4» Вх.макс.

О 0< 4— ! Ь fe ВХ макс !

« "ь fe sx.макс К "вх.макс ь 9 4х.макс ! .(3 я их.макс âg<вх.макс ь f6 âõ.макс

Ф 3 у 4 !Ь 4Х. МакС <+6 4 ВХ.МаКС с о- 4- в Чвх. макс !

WЬ 6фwá,õx .ìñ êc, Ьх.мо с Ъ ц, ех.макс

<а <Х

-nf2 щ!2 С=< вх +

1Следовательно, в аналого-цифровом преобразователе преобразование вы-. входного сигнала в код осуществляется в течение двух аналогичных цик50 лов. При этом одновременно происхс4 дит преобразование двух временных выборок входного сигнала. Вслецствие этого период квантования входного сигнала равен периоду тактовых импульсов питания.

В аналого-цифровом преобразователе происходит сложение выборки входного сигнала (заряда)

I величина которой определяется инверсным кодом, полученным эа первый цикл 65

1 пР2+1

-пй) 4х.макс= 1ЧЭх.макс+ а %

;«2ЯИ

< 4- Ч вх. Макс

Уменьшенйе квантования аналогоцифрового преобразователя по сравнению с прототипом достигается за счет сокращения в (2"- 1) ./ (2 " -1) раэ числа блоков задержки и запоминания сигналов на одном этапе разло«

С выхода блока б сигнал (заряд) мости от величины входного сигнала поступает на вход блока 7. Выходной q „(01 появляются логические сигнасигнал (заряд)<, с выхода блока б 15 лй а„— а, соответствующие заряравен дам< » -Ч,ц, хранимым соответственно (Ь Вх %6 4 В . акс.

3 в блоках 7 — 9. Величины логических сигналов а„ определяются из следующих !

6 4 вх.макс

На выходах блоков 7 — 9 в эависи- соотношений:

0, Oi<

f6 +Bx. Макс

1Ф -fo > — о„. %1 /f6%ÂÕ.мак

"Ь "6 Я Ъх.макс t (< Л с = 16 вх.макс f6+&x.ì÷êñ ь- ь<"вх.Hакс ! 3

7е 4! «!6 Ч вх.макс <6 4 а ех.мсяс, 947959

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5668/78 Тираж 959 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 с жения входного сигнала (заряда) на составляющие. Отношение периода квантования Т известного аналогоиЭВ цифрового преобразователя к периоду квантования Т предлагаемого анало

"и 6» У 1)

Т Зп ч 0 (@+1)gnQ

3l D где д L — точ ность воспроизведения размера на фотошаблоне.

Отношение мощности „З потребляе- 15 мой известным аналого-цифровым преобразователем, к мощности Рпр, потреб,ляемой предлагаемым аналого-цифровым преобразователем при заданном периоде квантования практически равно отношению площадей узлов преобра- 20 эователей, выполненных на приборах с зарядовой связью, и определяется иэ выражения иэв 1 " ". и

РПР 13 н7 Ы

Таким образом, аналого-цифровой преобразователь имеет меньший период квантования, что приводит к повышению его быстродействия более чем на порядок. Кроме того, имеется выигрыш по мощности.

Устройство может быть использовано при изготовлении интегральных аналого-цифровых преобразователей, которые находят примевение в цифровых измерительных приборах с точностью до 7-8 двоичных разрядов.

Аналого-цифровой преобразователь на приборах с зарядовой связью, содержащий источник входного сигнала, выход которого через блок выборки входного сигнала соединен с входом .первого из (2" -1) блоков задержки и запоминания сигнала, соединенных последовательно, где и - число разрядов устройства, дополнительные (2"@-1) блоков задержки и запоминания сигнала, соединенные последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены (2 -1) инверторов, nl цифро-аналоговый преобразователь и многовходовый блок задержки и запоминания сигнала, причем вторые выходы (2" - 1) блоков задержки и запоминания сигнала соединены с входами многовходового блока задержки и запоминания сигнала и через (2п -1) инверторов соединены с входами цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с аналоговым входом многовходового блока задержки и запоминания сигнала, выход которого соединен с входом первого из дополнительных (2 -1) блоков задержки и запоминания сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пухов Г.E. Справочник по аналоговой вычислительной технике. Киев, "Техника:, 1975, с.250.

2. Moh Т,D., Salocmoic А.Т. А. Charge

transterdevice logic cell. — Solid -

Stafe Electronics", 1974, у 17, И 11,. р.1147-1154 (п ютотип) .