Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить быстродействие устройства при сохранении широкого динамического диапазона. Это достигается тем, что за счет переключения компараторов 1,. 7 делитель 9 напряжения не переключается , компараторы 1, 7 через элемент ИЛИ 8 управляют регистром 3 последовательных приближений, который через цифроаналоговый .преобразователь 4 соединен с делителем 9 напряжения. Блок 5 определения диапазона преобразования через триггер 6 управляет компараторами I, 7, а регистр 3 тактируется импульсами стартстопного генератора 2. 1 ил. Q (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (1) 4 H 03 N 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3777105/24-24 (22) 09.08.84 (46);15.07.86. Бюл. 1(26 (72) В, Е. Ямный, А. М, Ильянок, А. М. Белов, Н, И. Васильев и M. Д. Раков (53) 681.325(088.8) (56) Бахтияров Г. Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи. - N.: Сов. радио, 1980, с. 175, рис. 7-8.

Коломиец О. М., Прошин Е, N. Автоматический выбор диапазона измерений в цифровых приборах. — Энергия,. 1980, с. 22. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет повысить быстродействие устройства при сохранении широкого динамического диапазона. Это достигается тем, что за счет переключения компараторов 1,.

7 делитель 9 напряжения не переключается, компараторы 1, 7 через элемент

ИЛИ 8 управляют регистром 3 последовательных приближений, который через цифроаналоговый, преобразователь 4 соединен с делителем 9 напряжения. Блок

5 определения диапазона преобразования через триггер 6 управляет компараторами 1, 7, а регистр 3 тактирует- Я ся импульсами стартстопного генератора 2. 1 ил.

С:

1244792.

Изобретение относится к импульсной технике и технике электроизмерений.

Цель изобретения — повьппение быстродействия при сохранении широкого динамического диапазона.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит компаратор 1, стартстопный генератор 2 так- 10 товых импульсов, регистр 3 последо- вательных приближений, цифроаналоговый преобразователь 4 блок 5 определения диапазона преобразования, триггер 6, элемент ИЛИ 8, делитель 15

9 напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии входное преобразуемое напряжение подается на 2О вход блока 5, который представляет собой компаратор с порогом срабатывания U0 . Величина Б,„ определяет два диапазона работы АЦП с разным шагом квантования. Когда U „ U, то квант

АЦП равен h, когда U<„o. Uù, то .квант

АЦП равен Kh где К вЂ” целое число, обычно пропорциональное степени числа 2 для упрощения представления кодов преобразуемых напряжений„ Величи- ЗО на К равна коэффициенту К деления ,целителя 9. По импульсу "Пуск" обнуляется регистр 3, т.е, устанавливается старший разряд цифроаналогового преобразователя 4, выходное напряжение которого прикладывается к второму входу компаратора 7„ а через делитель 9 к второму входу компаратора 1.

Имеется четыре возможных состояния компараторов 1 и 7: входное преобра- @ зуемое напряжение Цх > U,» ; U« (U„- напряжение на выходе ЦАП, соответствующее включенному старшему разряду

UAII, К вЂ” коэффициент деления делите1-1цм Ксу (Пи С "пп > 0 с 1-1ць11 /K

При У„ > Ц,,д„, срабатывает блок 5, так как в этом случае U hn,) Ц,д, По импульсу ",Пуск" установится в "1" триггер 6 и выход компаратора 7 через элемент 8 подключится к второму входу регистра 3, который в с.оответствии с его логикой работы ос.тавит включенным старший разряц ЦАП:.

Если U z (U„(U „„,, то и в этом случае работа регистра 3 не отлича ется от вьппе описанного, за исключением того, что после первого такта

П=2Ь б где m - число разрядов ЦАП; о — относительная среднеквадратическая погрешность преобразования. Если позволяет чувствительность компаратора, то К (D Чувствительность компаратора 1

Ц (Ц ф 3 мин иомп "мс1 сцдп(2

Если известна чувствительность компаратора, то! Ю - маКС о,М 2 1-1м11К, Кобая

Уогда при применении данного устройства динамический диапазон будет равен 11,, так как учитывая {1) и {2) " 1кс цап U„ „„„546

3 макс цап

П

«ии мп

Для обеспечения такого динамического диапазона в прототипе применено масштабирующее устройство, управляемое от блока выбора диапазона. Вре-. мя переключения только масштаба в прототипе при применении современной элементной базы не менее 0,5 мкс, тогда как все время преобразов.=.ния цанного АЦП составляет 500 нс, т.е. по крайней мере быстродействие в 2 раза больше, чем в прототипе. формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок определения диапазоприближений старший разряд ЦАП бу,цет отключен.

Если U,л,1 /К, с U (U, то блок 5 не срабатывает, при этом по импульсу

Пуск триггер 6 установится в состояние 0 и выход компаратора подключится к второму входу регистра

3, Следует отметить, что при U ( (Б„(1,„„ м.„, в работе регистра 3, участвует компаратор 7, а при 0 (U„( (U в работе регистра 3 участвует компаратор 1. Какой из компараторов будет работать — определяет блок 5.

Коэффициент передачи делителя определяется из условия чувствительности компаратора 1 и исходя из динамического диапазона

1244792

Составитель A. Титов

Редактор M. Товтин Техред Н.Бонкало Корректор Л. Луговая

Заказ 3927/58

Тираж 815 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на преобразования, вход которого объединен с первым входом первого компаратора и является входной шиной, второй вход первого компаратора соединен с выходом делителя напряжения, вход которого соединен с .выходом цифроаналогового преобразователя, входы которого соединены с соответствующими первыми выходами регистра последовательных приближений, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении широкого динамического диапазона, введены второй компаратор, стартстопный генератор тактовых импульсов, триггер и элемент ИЛИ, первый вход второго компаратора является входной шиной, второй вход соединен с вьгходом цифроаналогового преобразователя, выходы и"рвогo и второго компараторов через элемент ИЛИ подключены к первому входу регистра последовательных приближений, а третьи входы первого и второго компараторов подключены соответственно к инверсному и прямому выходам триггера, первый вход которого соединен с выходом блока определения диапазона преобразова10 ния, а второй вход объединен с вторым входом регистра последовательных приближений первым входом стартстопного генератора тактовых импульсов и является шиной Пуск", второй вход

1S стартстопного генератора тактовых ,импульсов соединен с выходам регистра последовательных приближений, а выход — с третьим входом регистра последовательных приближений.