Преобразователь напряжения в код параллельного типа

 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, может быть использовано для построения быстродействующих преобразователей напряжения в код параллельного типа. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы. Поставленная цель достигается за счет организации непрерывного слежения блоком вычитания за уровнем входного сигнала с последующей непрерывной отработкой его компараторами. Надежность повышается за счет снижения требований к стабильности выходных уровней компараторов и упрощения их схемотехнической реализации. Преобразователь содержит блок вычитания, делитель напряжения, вентильные элементы первой, второй и третьей групп, компараторы. Для достижения цели между выходами компараторов и первыми входами последовательно с вентильными элементами второй группы в прямом включении введены включевые элементы. Управляющие входы ключевых элементов объединены и образуют управляющую шину. Вторые входы компараторов через вентильные элементы третьей группы в обратном включении соединены с выходом блока вычитания, первый вход которого является шиной входного сигнала, а второй вход соединен с шиной первого опорного сигнала и с первым входом делителя напряжения. Второй вход делителя напряжения является шиной второго опорного сигнала, а выходы через вентильные элементы первой группы в прямом включении соединены с первыми входами компараторов. 1 ил.

Изобретение относится к цифровой измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, может быть использовано для построения быстродействующих преобразователей напряжения в код (ПНК) параллельного типа. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности преобразователя. Существенность отличий ПНК от известного заключается в том, что при введении ключевых элементов, выполняющих основную функцию замыкания и размыкания цепей, синхронизируя работу ПНК, дополнительно повышается надежность его работы, что позволяет снизить требования к величине уровней выходных сигналов компараторов, заменив двухстороннее ограничение Е_п1 - U_R < U_k< E_п1 на одностороннее Е_п1 - U_R < U_k Кроме того, повышается быстродействие работы ПНК. В известном ПНК для того, чтобы вывести компараторы из режима хранения сработанного состояния, от входной шины ПНК отключается входной сигнал и на вход блока вычитания подается нулевой потенциал. При этом все компараторы и уровень напряжения на выходе блока вычитания возвращаются в исходное состояние. При очередном цикле преобразования выполняются следующие операции: коммутируется входной сигнал на вход блока вычитания; блок вычитания отрабатывает входной сигнал, формируя на своем выходе соответствующий уровень напряжения; срабатывают компараторы. Из изложенного явно видны три составляющих времени задержки работы ПНК. В усовершенствованном ПНК при размыкании ключевых элементов компараторы выходят из режима хранения, но не устанавливаются в исходное состояние, а как и блок вычитания постоянно следят за уровнем преобразуемого входного сигнала, в любой момент времени после замыкания ключевых элементов готовые выдать код преобразованного входного сигнала. При этом времена задержки, характерные для известного ПНК, отсутствуют. Тем самым повышается быстродействие работы ПНК. На чертеже представлена электрическая схема ПНК. ПНК содержит блок вычитания 1, делитель напряжения 2, вентильные элементы первой 3, второй 4, и третьей 5 групп, компараторы 6, ключи 7. ПНК работает следующим образом. При нулевом потенциале на втором входе делителя напряжения 2 и отсутствии входного сигнала на первом входе блока вычитания 1 потенциал на выходе блока вычитания 1 равен Е_п1. Потенциалы вторых входов компараторов 6 выше потенциалов их первых входов, поэтому на выходах компараторов 6 установлены низкие (неактивные) уровни. Ключи 7 разомкнуты. При повышении величины входного сигнала на такую же величину уменьшается потенциал на выходе блока вычитания 1. При этом компараторы 6, потенциалы вторых входов которых становятся ниже потенциалов из первых входов, срабатывают, на их выходах устанавливаются высокие (активные) уровни. В момент считывания информации с выходов компараторов 6 на управляющую шину ПНК необходимо подавать отпирающий сигнал, под воздействием которого замыкаются ключи 7. Токи, потребляемые первыми входами сработанных компараторов 6 с выходов делителя напряжения 2 через вентильные элементы первой группы 3, начинают протекать через открытые ключи 7 и вентильные элементы второй группы 4. Вентильные элементы первой группы 3 при этом смещаются в обратном направлении запираются. В результате перераспределения токов между цепями, связанными с входами компараторов 6 и составляющими делитель напряжения 2 резисторами, происходит восстановление величин опорных уровней на выходах делителя напряжения 2 (они повышаются). При этом выходной код ПНК корректируется, исключая ошибку от неравномерности шкалы уровней квантования, делителя напряжения 2, имеющуюся при разомкнутых ключей 7, когда входные цепи компараторов 6 потребляют ток с выходов делителя напряжения 2. В качестве вентильных элементов первой 3, второй 4 и третьей 5 групп могут использоваться, например, диоды. Ключи 7 можно выполнить на транзисторах. (56) Шило В. Д. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М. : Сов. радио, 1979, с. 342-343, рис. 8.26. Авторское свидетельство СССР N 1454219, кл. Н 03 М 1/36, 1987.

Формула изобретения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА, содержащий делитель напряжения из n последовательно соединенных резисторов, первый вход которого является шиной первого опорного напряжения, второй вход - шиной второго опорного напряжения, а выходы соединены через первую группу вентильных элементов с соответствующими выходами вентильных элементов второй группы и неинвертирующим входом соответствующих компараторов, инвертирующие входы которых через третью группу вентильных элементов подключены к выходу блока вычитания, неинвертирующий вход которого является шиной первого опорного напряжения, а выходные шины компараторов являются выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности преобразователя, в него введены ключи и управляющая шина, являющаяся управляющими входами ключей, информационный вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего компаратора, а выход - к соответствующему входу вентильных элементов второй группы, инвертирующий вход блока вычитания является входной шиной.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---