Интегратор дельта-модулятора

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование в интегральных адаптивных дельта-модуляторах позволяет повысить точность интегратора за счет расширения его динамического диапазона. Интегратор дельта-модулятора содержит генераторы 1,2 тока (токовые зеркала), анализатор 3 дельта-модулированного сигнала, интегрирующий элемент 4 и источник питания . Благодаря введению ключевых элементов 5-7 уменьшается величина сигнала, проникающего на.выход 12. 1 ил. с в (Л оо СП to О5 сл ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 M 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К A ВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4063819/24-24 (22) 28.01.86 (46) 15.11.87. Бюл. В 42 (71) Московский инженерно-физический институт (72) А.В. Алюшин и М.В. Алюшин (53) 621.376.56(088.8) (56) Теория и проектирование электронной аппаратуры физического эксперимента/Под ред. Т.M. Агаханяна.

М.: Энергоиздат, с. 61-62, рис. 1,2.

Патент США У 3754234, кл. Н 03 К 13/22, 1973.

Авторское свидетельство СССР

11 563679, кл. Н 03 М 3/02, 1975.

Заявка Франции Ф 2!26131, кл. Н 04 В 1/00, 1972..80 1352655 А1 (54) ИНТЕГРАТОР ДЕЛЬТА †МОДУЛЯТО (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование в интегральных адаптивных дельта-модуляторах позволяет повысить точность интегратора за счет расширения его динамического диапазона. Интегратор дельта-модулятора содержит генераторы 1,2 тока (токовые зеркала), анализатор 3 дельта-модулированного сигнала, интегрирующий элемент 4 и источник питания. Благодаря введению ключевых элементов 5-7 уменьшается величина сигнала, проникающего на выход 12.

1 ил.

Интегратор дельта-модулятора работает следующим образом.

Когда число следующих подряд импульсов одного знака во входной по.) следовательности Е() превысит наперед заданное число (3-4), анализатор 3 начинает увеличивать задаваемый на выход ток I .,„ от значения

1О I„„„ no значения I.„„„, с постоянной времени =2-20 мС. При отсутствии таких пачек импульсов ток на выходе анализатора 3 монотонно спадает с постоянной времени i pо значения

15 I M„H. Токое зеркало генератора 1 отражае г выходной ток анализатора 3, причем величина тока на выходах (коллекторах) транзисторов 14 и 15 определяется соответственно:

20 I<+ Т компр

К15 комкор К 5 > где К,,К, — коэффициенты передачи токового зеркала соответственно по выходам

?6 транзисторов 14 и 15.

При L(t)=0 (низкий потенциал) транзисторы ключевого элемента 7 и генератора 2 открыты, а транзисторы ключевых элементов 5 и 6 закрыты.

3p To<< коллектора транзистора 17 равен

I„,, S 1, /S„, где S u S „ — отношение площадей эмиттерных переходов транзисторов 17 и 16 соответственно. Тогда ток перезаряда емкости интегрирую 5 щего элемента 4 равен

17/ °

При L(t)=) (высокий потенциал} транзисторы элементов 5 и 6 открыты, транзисторы 17,16 и 7 закрыты. Ток

40 перезаряда емкости равен I 6ь Т15

Для точного функционирования интегратора дельта-модулятора токи заряда и разряда емкости в элементе 4 должны быть равны Т,,„, при различных

45 значениях L(t) . Тогда должно выполHHTbcH следующее соотношение: S „„Sgg=

=2K „

S и S„, но также и за счет других технологических и конструктивных приемов.

Введение ключевых элементов 5-7 обеспечивает снижение величины логического перепада на базах транзисторов 17 и 16 генератора 2 в 50200 раз по сравнению с прототипом, благодаря чему пролезание цифровой

1 )352655

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении интегральных адаптивных дельта-модуляторов.

Цель изобретения — повышение точности интегратора за счет расширения его динамического диапазона.

На чертеже изображена функциональная схема интегратора дельтамодулятора с примером выполнения отдельных его частей.

Интегратор дельта-модулятора содержит первый и второй генераторы

1,2 тока, анализатор 3 дельта-модулированного сигнала, интегрирующий элемент 4, первый — третий ключевые элементы 5-7, первую и вторую шины 8, 9 питания. На чертеже .обозначены первый и второй парафазные входы 10 и 11 и выход 12.

Первый генератор 1 тока может быть реализован как токовое зеркало на транзисторах 13-15 первого типа проводимости, например р-н-р типа. При этом эмиттеры транзисторов 13-15 объединены в общий вывод, база и коллектор транзистора 13 и базы транзисторов 14 и 15 объединены и являются входом, а коллекторы транзис— торов 14, 15 — первым и вторым выходами генератора 1.

Генератор 2 тока также выполнен в виде токового зеркала, но на транзисторах 16 и 17 второго типа проводимости (п-р-п), эмиттеры которых также объединены в общий вывод, база и коллектор транзистора 16 и база транзистора 17 объединены и являются входом,. а коллектор транзистора 17 выходом генератора 2.

Анализатор 3 дельта-модулированного сигнала реагирует на пачки импульсов одного знака во входном сигнале и может быть выполнен, например, на регистре сдвига, элементе равнозначности и интегрирующем усилителе.

Интегрирующий элемент 4 может быть реализован в виде емкости.

Ключевые элементы 5-7 выполнены на транзисторах второго типа проводимости, базы, эмиттеры и коллекторы которых являются соответственно управляющим входом, информационным входом и выходом соответствующего ключевого элемента.

Вторая шина 9 питания является шиной нулевого потенциала.

Составитель О. Ревинский

Редактор Н. Горват Техред A.Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 5577/57 Тираж 900 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

3 135 последовательности L(t) на выход ин,тегратора через емкость перехода база-коллектор транзистора 17 уменьшается во столько же раз.

Для нормального функционирования прототипа размах Ь() должен быть сравним с напряжением питания. По-: этому логический перепад на базах транзисторов, эквивалентных транзисторам !7 и 16, составляют 2 — 15 В при

Е„ =2-15 В.

В предлагаемом интеграторе величина логического перепада на базах транзисторов 17 и 16 равна 50-100 мВ.

Следовательно, шумы на выходе 12 интегратора также уменьшены и дельтамодулятор с таким интегратором может обработать значительно меньше (в 50200 раз) входные сигналы.

Кроме того, интегратор обладает большим размахом выходного напряжения U „„, которое может изменяться

Пкэ нас до и Пк» нс(сз гpe UK3 нс»с напряжение насыщения транзистора.

При Е и 2 В, U„нас=0, 1 В ()вы„E

-3 U,„ 1,7 В, что более чем в 3 раза превышают максимальный размах выходного напряжения для прототипа.

Таким образом, интегратор дельтамодулятара обладает по сравнению с прототипом значительно большим динамическим диапазоном (в 50-700 раз), Формула изобретения

Интегратор дельта-модулятора, содержащий анализатор дельта-модули2655

4 рованного сигнала, первый и второй входы которого являются одноименными входами интегратора, выход анализатора дельта-модулированного сигна5 ла соединен с первым входом первого генератора тока, второй вход которого подключен к первой шине питания, второй генератор тока, вторую шину питания и интегрирующий элемент, выход которого является выходом интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегратора за счет расширения его динамического диапазона, в интегратор введены ключевые элементы, первый выход первого генератора тока подключен к первому входу второго генератора тока и к управляющему входу и выходу первого ключевого элемента, выходы второго и третьего ключевых элементов соединены соответственно с информационным входом первого ключевого элемента и с вторым входом второго генератора тока, выход которого объединен с вторым выходом первого генератора тока и подключен к входу интегрирующего элемента, управляющие входы второго и третьего ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым входами интегратора, информационные входы второго и третьего ключевых элементов объединены и подключены к второму источнику питания.