Аналого-цифровой преобразователь

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержапщй П каскадов, где П- число разрядов, казкдый из которых выполнен на двух операционных усилителях , неинвертирующий вход первого ,из которых соединен с первым вьшодом первого резистора и с первым вьтодом второго резистора, второй вывод которого через первьй диод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым вьгеодом третьего резистора , второй вывод которого соединен с базой транзистора данного каскада, коллектор которого является выходной шиной данного разряда и соединенчерез четвертый резистор с общей шиной, второй вывод первого резистора первого каскада является входной шиной, отличают е еся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в каждьй к&ркад дополнительно введены второй диод, пятый и шестой резисторы, первьй выводукоторого соединен с общей щиной,. а второй вывод объединен с первым выводом пятого резистора и соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирукиций вход которого объединен с вторым выводом i первого резистора данного каскада (Л и является входом каскада, а выход операционного усилителя через второй диод соединен с вторым выводом пятого резистора, которьй объединен с вторым выводом второго резистора и является выводом каскада, при этом выход предыдущего каскада соединен с входом последующего каскада и чесо рез седьмой резистор - с шиной источника положительного напряжения, прио чем эмиттеры транзисторов всех кас- . кадов объединены и являются шиной 4ikk источника положительного напряжения, инвертирующие входы первых операционных усилителей объединены и являются шиной опорного напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК, (19) (И) (51) ф H 03 М 1/00 (g l

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3766001/24-24 (22) 29.06.84 (46) 07.12.85. Бюл,. N - 45 (71) Специализированное проектноконструкторское бюро автоматизирован ных систем управления Узбекского научно-производственного объединения

".Кибернетика" и Институт кибернетики с вычислительным центром Узбекского научно-производственного объединения

"Кибернетика" AH УЗССР (72) Ф.К. Турсунбаев (53) 681.325(088-8) (56) Гитис Э.И., Пискунов Е.Д. Аналого-цифровые преобразователи. - М.:

Энергоиздат, 1981.

Electronic Design. Ч. 16, М 26,,1968, р. 71. (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий Л каскадов, где

)) — число разрядов, каждый из которых выполнен на двух операционных усилителях, неинвертирующий вход первого из которых соединен с первым выводом первого резистора и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого через первый диод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой транзистора данного каскада, коллектор которого является выходной шиной данного разряда и соединен через четвертый резистор с общей шиной, второй вывод первого резистора первого каскада является входной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в каждый каскад дополнительно введены второй диод-, пятый и шестой резисторы, первый вывод(которогр соединен с общей Шиной,. а второй вывод объединен с первым выводом пятого резистора и соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого объединен с вторым выводом первого резистора данного каскада и является входом каскада, а выход операционного усилителя через второй диод соединен с вторым выводом пятого резистора, который объединен с вторым выводом второго резистора и является выводом каскада, при этом выход предыдущего каскада соединен с входом последующего каскада и через седьмой резистор — с шиной источника. положительного напряжения, причем эмиттеры транзисторов всех каскадов объединены и являются шиной источника положительного напряжения, инвертирующие входы первых операционных усилителей объединены и являются шиной опорного напряжения.

74 г 1. 11970

Изобретенйе относится к области автоматике и вычислительной технике и может быть иснольэовано в аналогоцифровых устройствах различного назначения. S

Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия и повышение надежности аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1 приведена электрическая 10 схема устройства,; ма фиг. 2 и 3. - . временные диаграммы, поясняющие принцип работы каскада с Ч-образной передаточной характеристикой и преобразователя в целом. 13

Аналого-цифровой преобразователь содержйт а-каскадов, каждый. иэ которых содержит операционные, усилители первые 11,...,1=n, вторые 2=1,..., 2 и, резисторы первые 3 1,...,3 и, 20 вторые 4 1 « ° °,4=п.«Tp8TsH 5-1, ° . °, 5ц«. четвертые 6=1,...,6 и, пятые

7=1 7=п, шестые 8 1,...,8 и« седьмой 9, -диоды первые 10 1...,, 10п«вторые 11 1„°...11=п, транзис- 25. торы 12-1, 12 2,...,12-"а.

Дня соблюдения идентичности кас-. кадов и получения в каждом каскаде

U-образную передаточную характеристику, необходимо, чтобы 30

Когда У 0,75 U„, диод 10-1 переходит в проводящее состояние« обратная связь замыкается и напряжение на выходе операционного усилителя скачком изменяется до величины

1,5 U „ и дальше линейно уменьшается до нуля по мере увеличения входHol"o напряжения до Uqy+n=„ 1«5 Под

При этом транзистор 12-1 открыт и на ..коллекторе имеет место напряжение, соответствующее логическому состоя" нию»1»

Работа остальных каскадов идентич-на работе первого каскада. Выходное напряжение первого каскада представляет собоч.входной сигнал для первогс каскада поэтому напряжение U< на выходе второго каскала дважды изменится от нуля до 1,5 UoÄ и опять до нуля, т.е. последующее добавление каскадов приводит к удвоению числа изломов передаточной характеристики (фиг. 3).

К =К =2;

U U „ /1.5., On ВК„,„, где К и К соответственно коэф д

I фицыенты усиления по сигнальным входам первого и второго операционного . усилителя. Г à K< = 1+,Ф; К; = R4/ 4

To R) К = К и К4 2К 4О

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Линейно нарастающий участок -o6разной характеристики формирует опе.рационный усилитель (фиг. 1). При

Uö„ О, напряжение U на выходе первого каскада также равно нулю. По мере увеличения входного напряжения до величины 0,75 0 „ напряжение О« также. увеличивается линейно (фиг.2). SO . Когда напряжение Бе достигает .величины, равной 0,75 О«„, диод 11-1,переходит в непроводящее состояние, обратная связь операционного устройства СУ 1-1 разрывается, что приводит к. скачкообразному изменению выходкого напряжения операционного усилителя 1-1 до величины напряжения наснцения U< усилителя.

Линейно падающий участок формируется операционным усилителем 2-1 (фиг. 1) ° на инвертирующий вход которого .подается опорное. напряжение

0 . Поэтому напряжение на выходе операционного усилителя 2-1 при Юэ„= 0 должно быть сдвинуто в область положительных значений на величину

3 U - hU (где а 0 ".падение напряоп жения на диоде), но гак как диод

10-1 при входном напряжении Uo„<0,75U находится в. непроводящем состоянии, обратная связь разомкнута и напряжение на выходе операционного усилителя 2-1 равно напряжению насыщения (фиг. 2). При этом транзистор 12-1 заперт, так как Uq ) Е. Следовательно, на коллекторе транзистора 12-1, который является выходом старшего разряда, нулевой потенциал, соответ» » ствующий логическому состоянию 0

1197074 м с

1197074

1197074

Составитель А. Кузнецов

Техред З.Палий Корректор И. Муска.Редактор Л. Зайцева

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7576/58 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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