Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

 

1. АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-тЦИФРОВОЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛБ, содержащий ге-. Bepatbp, регистр, выход которого через цифрраналоговый преобразователь соединен с первым входом компаратора, второй юсод которого соединен через дифференциатор с входом блока управления адаптацией,о тли ч а ю Ы и йс я тем, что, с пвлъю повьяаения вХ. t и, быстродействия, введен , уйравлй{вщий вход которого соединен с выходом компаратора, .первый вход подключен и выходу блока управления адаптацией, второй вход соединен с выходом регистра,. а ЁВСОД подключен к входу регистра,. синировход которого соединен с выходом1генератора. 2. Аналого-цифровой преобразователь , о т л и ч а ю | и и с я тем, что блок управления адаптацией выполнен на дешифраторе и трех компаpaTojpax , первые входы которых соединены с входом блока управления адаптацией , вторые входы подключены к соответствукмцимшинам опорного напряжения, а выходы через дешиф атор -5 к выходу блока управления адаптагшей Ф сь ho фиг.1

СО08 СОВЕТСНИХ

В ИЬ»5 И

РЕСПУБЛИК

3Щ) Н 03 К 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

° t. р:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

Я

Ф (21) 3227000/18-21 (22) .29. 12:. 80 (46) 23.05 ° 83 . Нюл. 9 19 (72) В.В. Сумароков и Ю. В. Веселов (53) 681..325(088. 8) (56) 1. Бахтиаров Г.Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи. М., 1980, с. 158. (54) (57) 1 АДАП ГИВНЦЙ АНАЛОГО-.ЦИФРОВОЙ ПРЕОВРАВОВАТЕЛБ, содержащий ге-. нератор, регистр, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен через дифференциатор с входом блока управления адаптацией,о т л и ч а ю g и йс я тем, что, с целью повышения,SU„„0 А быстроДЕйствия, ВВеДен сумматор, Управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход подключен и. выходу блока управления адаптацией, второй вход соединен с выходом регистра, а рд подключен к входу регистра,,син ровход которого соединен с выходом генератора.

2. Аналого-.цифровой преобразователь, отличающийся тем,,что блок управления адаптацией выполнен на дешифраторе и трех компараторах, первые входы которых соединены с входом блока управления адаптацией, вторые входы подключены к соответствующим шинам опорного напряжения, а выходы через дешифратор -i к выходу блока управления адаптацией.1019620

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для осуществления преобразования аналогового сигнала в цифровой вид.

Иэвестен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) следящего типа. Вход 5

АЦП подключен к входу компаратора, выход которого через блок управления, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) подключен к другому входу компаратора, а на так- >Q товый вход .реверсивного счетчика подключен выход тактового генератора.

Выходом АЦП является выход логики передачи данных, которая входом соединена с другим выходом блока управления, а другой вход подключен к входу установки начальных условий реверсивного счетчика (1g.

Такой преобразователь обладает малым временем одного преобразования, Но время лереходного процесса достаточно велико, что снижает в целом быстродействие всего АЦП.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор, регисФР, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен через дифференциатор с входом блока управления адаптацией, введен сумматор, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход подключен к выходу блока управления адаптацией, второй вход соединен с выходом регистра, а выход подключен к входу регистра, синхровход которого соединен с выходом генератора. 40

Причем. блок управления адаптацией выполнен на дешифраторе и трех компараторах, первые входы которых соединены с входом блока управления адаптацией, вторые BxoztH подключены 45 к соответствующим шинам опорного напряжения, а выходы через дешифраторк выходу блока управления адаптацией.

На фиг. 1 представлена структурная схема адаптивного аналого-цифрового преобразователя, на фиг.2 — временная диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство содержит компараторы .1-4, дифференциатор 5, дешифратор б, сумматор 7, регистр 8, тактовый генератор 9„ цифроаналоговый преобраэо- 55 ватель (ЦАП) 10, причем вход устройства связан с входом дифференциатора и через компаратор 1 с управляющим входом сумматора 7, выход которого . через регистр 8 подключен к входу бО сумматора 7, к входу всего АЦП и через ЦАП к другому входу компаратора 1, кроме того, выход дифференциатора 5 соединен через компараторы 2,3,4, дешифратор б с дру- б5 гим входом сумматора 7, к другим входам компараторов 2,3,4 подключены: соответственно опорные напряжения рую входу регистра 8 подключен выход тактового генератора 9.

АЦП работает следующим образом.

При возрастании входного сигнала

11 (фиг.2) выше сигнала на выходе

ЦАП 10, на выходе компаратора 1 появляется логическая единица, которая переводит сумматор 7 в режим сложения входных сигналов. Сумматор 7 совместно с регистром 8 образуют интегратор, вход которого соединен с выходом дешифратора б. При поступлении с тактового генератора 9 импульсов интегратор производит прибавление входного сигнала к выходному сигналу регистра 8. Данный сигнал начинает возрастать по величине и после преобразования с помощью ЦАП 10 в ана— логовый вид этот сигнал сравнивается с входным на входах компаратора 1.

Если сигнал с выхода ЦАП 10 превысит входной сигнал устройства, то на выходе компаратора 1 появляется логический ноль, которнй переводит сумматор 7 в режим вычитания, z» сигнал на выходе регистра 8 уменьиается. Таким образом, выходной циАровой сигнал Allll отслеживает свой входной аналоговый сигнал. Причем информация о новом преобразовании появляется на выходе АЦП после каждого тактового сигнала генератора 9. Дифференциатор 5 обеспечивает дифференцирование входного сигнала и на его выходе имеет место сигнал, пропорциональный скорости изменения входного сигнала. При обычной работе

АЦП входной сигнал имеет малую скорость изменения. В этом случае на вход сумматора 7 с деиифратора б по— дается код,. равный единице. При этом на выходе регистра 8 информация при каждом новом такте изменяется на единицу младшего разряда, что обеспечивает максимальную точность преобразования (сигнал 12 на .верхнем пологом участке фиг.2). Однако, если входной сигнал имеет большую скорость изменения, когда единичные положительные приращения сигйала на выходе регистра 8 не успевают отслеживать входной сигнал АЦП, то срабатывает цепь формирования сумматора 7. При этом сигнал на выходе дифференциатора начинает превышать один из уровней U„,U 2,U, на выходе компараторов 2, 3, 4 появляются логические единицы, что обеспечивает появление на выходе деиифратора б числа, больше единицы. При этом возрастает величина приращения сигнала на выходе регистра. 9, т.е. возрастает скорость отслеживания входного аналогового сигнала АЦП. Причем, чем выше скорость изменения входного сиг1019620

Составитель Л. Беляева

Редактор В.Лазаренко Техред С.Мигунова Корректор A,Ëçÿòêî

Заказ 3725/52 . Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 7(-35, Раушская наб., д;4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 нала, тем больше по величине сигнал на выходе дифференцнатора 5, тем с большим опорным напряжением И„,II,Ц сравняется дифФеренцированный сигнал, тем больше число на входе и выходе дешифратора 6, тем больше скорость 5 изменения информации на выходе регистра 8. Так входной сигнал 11 РЦП имеет в начальный момент самую высокую скорость изменения, поэтому выходной сигнал 12 АЦП отслеживает его 30 с помощью больших приращений. При возрастании входного сигнала до уровня Aего скорость изменения падает и приращения. выходного сигнала ЛЦП такжЕ падают в два раза. При возрас- 15 танин входного сигнала выше.уровня В приращения выходного сигнала AIIII становятся минимальными.

Таким образом, предлагаемый преобразователь имеет повышенное быстродействие, при этом он получает воэможность эффективно преобразовывать входные сигналы, скорость изменения которых превышает в К раэ максимальную скорость изменения входного сиг-, нала известного AIIIT. Число К равно максимальному числу на выходе дешифратора 6. При этом соответственно в

К раз уменьшается точность преобразования, однако общая точность отслеживания входного сигнала значительно возрастает, так как известный AIIII срезает передний фронт сигнала 11 (фнг.2), а в предлагаемом АЦП передний фронт сигнала отслеживает сигнал

12 (фиг.2). Вершину сигнала оба ЛЦП отслеживают с одинаковой точностью.