Способ аналого-цифрового преобразования

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности. Это достигается тем, что входной сигнал в каждом разряде преобразования разделя^ют на два канала, в каждом из которых входной сигнал задерживают по отношению к другому каналу на разное время, а в каждом канале опорный сигнал формируют посредством частотной модуляции синусоидального сигнала задержанным входным сигналом. 1 з.п. -лы, 12 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (I I) (sI)s Н 03 М 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4415815/24 (22) 26.04.88 (46) 23.02.92. Бюл. гв 7 (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола (?2) В.Б.Дедов (53) 681.325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1331298, кл. G 02 F 7/00, 1985.

Квантовая электроника. Т,9, 1982, гв 6, с. 1272 — 1273. (54) СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг.1 приведена функциональная схема аналого-цифрового преобразователя, реализующего способ; на фиг.2- график линейного нарастания величины входного сигнала во времени; на фиг.3 и 4 — вид сигналов,на входах преобразователей аналогового сигнала в линейно-частотно-модулированный сигнал первого и второго каналов соответственно; на фиг.5 и 6- сигналы на выходах ЛЧМ-преобразователей первого и второго каналов; на фиг,7 и 8 — сигналы на выходах линий задержки; на фиг.9 — вид сигнала на выходе когерентного сумматора; на фиг,10 — вид сигнала на выходе детектора; на фиг.11— сигнал на выходе порогового устройства (компаратора); на фиг.12 — формы сигналов на выходе каждого разряда АЦП.

Устройство (фиг,1) содержит генератор

1 синусоидального сигнала, элементы 2 за(57) Изобретение относится к вычислительной технике, Цель изобретения — повышение чувствительности. Это достигается тем, что входной сигнал в каждом разряде преобразования разделяют на два канала, в каждом из которых входной сигнал задерживают по отношению к другому каналу на разное время, а в каждом канале опорный сигнал формируют посредством частотной модуляции синусоидального сигнала задержанным входным сигналом.

1 э,п. -лы, 12 ил. держки, преобразователь 3 сигнала в линейно-частотно-модулированный сигнал, элементы 4 задержки, сумматоры 5, детекторы

6, компараторы 7, ключ 8. генератор 9 им- 2 пульсов. Операции стробирования, которые осуществляют ключ 8 и генератор 9 являются частным случаем работы устройства, Для работы в непрерывном режиме ключ 8 и генератор 9 отсутствуют.

Все разряды АЦП построены по одина- Ф ковой схеме и отличаются только парамет- ОО рами входящих в них блоков, поэтому достаточно рассмотреть работу и-го разря- ("") да. Здесь аналоговый сигнал А„подлежацГий аналого-цифровому преобразованиЮ, предварительно задержанныи на времена ч а

zn и 7п в элементах 2 задержки подают на входы двух идентичных для и-го канала преобразователей 3, с выхода которых снимают сигналы (фиг.5)

A In = э1п P<(fon + Аь Ьу )(е- n )) (1) г и(ф .Е)

An SlA j2X (fon+ fn)(t — In )), (2) и (фиг.8) где f« — частота опорного сигнала;

Af> — девиация частоты, равная (С

Ap)(fop(C= cons<, î S А 1).

Сигналы А» и А» далее подают на элементы 4 с временем задержки в них r, и г соответственно, с выхода которых сниц мают сигналы (фиг,7) А о - sInрл(оп+ AЬ)(т-т+Тл )), (3) А2п э п (2 г (оп+ A 4)(t rn+T и )) (4)

Ц I И которые когерентно суммируют на сумматоре 5.

С выхода сумматора, снимают сигнал

Азп (фиг.9) 3n со ((..+61„ {Тщ-Т„- с „Ф „) е (2Ф(1 „ f„| > Я,„, qf„ »

Косинусная составляющая представляет огибающую сигнала Азп (амплитуду), не зависящую от времени t, а синусная — высокочастотное заполнение, зависящее от t.

На детекторе 6 выделяют амплитудную составляющую сигнала (фиг,10) 1„„= (сОБ(2Ф,f ref q) т„-т„" -".„ t „" И.

= la coB(2 и 1д,(ь1„-3 „Д -2, д (6Т - „ ), где ЛТл =Tn — Тп, I И л I И смп — rn < и

В частном, наиболее желаемом случае, обеспечивают такие задержки сигналов

r n rn,Тп иТп чтобы Arn = — ЬТИ (7) и тогда формулу (6) можно записать

А4л =1+соэ(уЪ+4лМл ЬТл) (8) где уЪ = 4 ж 1 оп AT,, Или учитывая, что Af =.—

C A() fan

А4 =1+cos (go+ АОЛТ 1, (9)

4аС

4Î

Далее сигнал А4л подают на пороговое устройство 7 (компаратор), с выхода которого получают сформированный сигнал для

rI-ro разряда Аил в цифровом коде (фиг.11).

Действительно, иэ формулы (9) видно. что, если, например, входной сигнал, подлежащий аналого-цифровому преобразованию линейно нарастает во времени (фиг.2). то выходной сигнал А» изменяется по гармоническому закону.

Если, например, обеспечить разность времени AT для каждого разряда АЦП по закону Ar>: br, Arп, ... бхай = 1:2::2:2 1, то на выходе пороговых устройств получим сигналы, показанные на фиг,1 и 2, что иллюстрирует получение входного аналогового сигнала Ао в цифровом параллельном коде, например коде Грея.

Использование способа аналого-цифрового преобразования позволит повысить чувствительность АЦП при сохранении быстродействия, Формула изобретения

1. Способ аналого-цифрового преобразования, заключающийся в том, что в каждом разряде преобразования опорный синусоидальный сигнал разделяют на два сигнала, которые задерживают относительно друг друга на разное время, затем разделенные опорные синусоидальные сигналы суммируют, детектируют и сравнивают с пороговым сигналом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразования, предварительно в каждом разряде преобразования осуществляют разделение входного сигнала на два сигнала, которые задерживают относительно друг друга на разное время и каждым из которых осуществляют до задержки разделенных опорных синусоидальных сигналов их частотную модуляцию.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом разряде преобразования суммарное время задержки одного из разделенных входных сигналов и соответствующего ему модулированного по частоте опорного синусоидального сигнала равно суммарному времени задержки другого разделенного входного сигнала и соответствующего ему модулированного по частоте опорного синусоидального сигнала при условии, что Ю АТ2 /2л, где Af — максимальное значение девиации частоты модуляции; ЬТ вЂ” оазность времен задержек разделенного входного сигнала; N— число разрядов преобразования.

1714810

Составитель А. Титов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Редактор Г. Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 704 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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