Патент ссср 195211

 

Союа Ссветскнк

Соцналнстическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19Х11.1966 (№ 1092452/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.1V.1967 Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 19Х1.1967 йоюитвт ао делам иаобретеииЯ и открытиЯ при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

3. Ф. Ильюшенков

Заявитель

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОЙ КОД

Известны способы преобразования напряжения в цифровой код, основанные на последовательном сравнении выборки сигнала с грубым эталоном, запоминании сигнала и старших разрядов кода, повторном сравнении этой выборки с суммой, образованной из грубых эталонов, выделяемых по коду старших разрядов, и из следующих более точных эталонов, запоминании кода в разрядах, следующих за старшим и т. д. до самых точных эталонов; при этом следующую выборку обрабатывают через один такт после начала предыдущей.

Предложенный способ отличается тем, что старшие разряды кода определяют шифрацией результатов сравнения с грубой шкалой эталонов, после запоминания на время, оставшееся до завершения преобразования выборки, код дешифрируют, по результатам дешифрации старших разрядов выделяют эталон грубой шкалы и совместно со следующей, менее грубой шкалой, образуют составную шкалу, с которой вновь сравнивают задержанную на один такт выборку напряжения.

Это уменьшает время преобразования и увеличивает скорость квантования.

На чертеже показан двухкаскадный преобразователь напряжения в цифровой код.

Предложенный способ основывается иа следующем.

В способе «шкал» преобразование начинается сравнением выборки сигнала с эталонными уровнями грубой шкалы, затем в деление этой шкалы, в пределах которого оказалась выборка, добавляется более точная шкала, и вновь производится сравнение и т. д. до тех пор, пока не будет использована самая точная. Преобразование следующей выборки мо>кет начаться только после заьершения преобразования предыдущей, так как имеется только один экземпляр шкал определения точности и каждая из них занята в преобразовании данной выборки. При этом самая грубая шкала занята в течение всего интервала прсобра15 зования, следующая, более точная шкала — на один такт меш,ше, следующая за ней — на два такта и т. д. Самая точная шкала занята всего в тсчение одного такта.

Если число грубых шкал равно числу тактов преобразования, число следующих более точных шкал на одну меньше, наконец, самая точная шкала одна и т. д. — то, преобразование ка>кдой следующей выборки относительно предыдущей можно начинать, не до>кидаясь завершения преобразования последней, уже в следующий такт.

Для такого преобразования необходимо также иметь такое число разрядных схем (каскадов), которое равно числу типов шкал по степени точности. Ка>кдый из таких каскадов

3 должен иметь преобразователь напря>кенис— код предыдущих старших разрядов (ПКН). В этот ПКН входят шкаль1 эталонных уровней старших по отиощенню,,к данному каскаду разрядог, коммутирующие эталоны шкал, ключи, дешифратор -цифр кода предыдущих старших разрядов. Кроме того, в «Bждый каскад входит соответствующая ему шкала эталонов, дооавлясмая к выходному напряжению

ПКН, ключи этой шкалы, шифратор цифр ко- 10 да, соответствующих данному каскаду, регистры сдвига с отводами для запом1шания цифр кода и линия задержки на один такт для запоминания выборки, которая должна обрабатываться в следующем младшем каскаде. 1-

Псследсватслы10 соединенные каскады прсссразсватсля образуют измерительный конвейер.

В первом такте в каскаде старших разрядов первая выборка сигнала Х, сравшп1ается с

Груссй шкалой. Опредс;111стся, в каl Ом из Дслсн11й шкалы 0112 . Ie>r

Во втором такте в каскаде старших разрядов определяются цифры кода слсдую1цей выборки Х> H T. д. В тОм >Кр следующем за предыдущим, продол>кается 30 преобразование перзой выборки Х,. По коду старших разрядои, поступающему нз регистров сдвига предыдущего каскада и принадлежащему первой выборке, в ПКH данного каскада определяется эталон нижней границы де- 35 ления грубой шкалы данного каскада, в котором лежала выборка Х1, в грубой шкале предыдущего каскада. В это деление с помощ1но аналоговых сумматоров вкладьшается шкала данного каскада. После этого выборка Х1 сов- 10 мещается с этими двумя составными шкалами. Определяется, в каком делешги шкалы данного каскада лежит высорка Х,, что позволяет определить код в разрядах, следующих непосредственно за старшими. Затем код и 45 выборка пода1отся на следу1ощнй соседний каскад, а от каскада старших разрядов па данный подается вторая выборка Х,. и т. д.

Через число тактов, равное числу каскадов без единицы, в каскад младших разрядов с 50 предыдущего подается первая выборка Х, и коды всех предыдущих cTap!II!Iх разрядов, ссстветству1он1их этой выборке. По этим кодам во всех шкалах старших разрядов, прннадлежащих Данному каскаду, or!pe IeëßIÎòeë э 1 ало- 55 ны нижних границ делений этих шкал, в которых лежала выборка в соответствующих шкалах предыдущих каскадов.

При помощи сумматоров в каждое Iipeдыдущее деление вкл адывается последующая 60 шкала, а в последнее, отмечепнос, деле1;ис шкалы предыдущего каскада вкл ады»".с Гся точная шкала младших разрядов. Псрьая выборка Х, совмещается с этой последней составной шкалой. Опредс,.;ястся делеr;«e тс l- 65 ной шкалы, в котором оказалась выборка, и, слсдсвательно, код младших разрядов.

Таким образом, через число тактов, равное числу каскадов, будет определен полный код первой высорки, еще через такт — код второй выборки Х; и т.,»r,. При таком преобразовании II Ý достигается отношение 1 (и. кв

Предлагаемый способ, например для n=4, может быть реализован двухкаскадным преобразователем напряжения в цифровой код (см. чертеж). Один из каскадов предназначен для получения кода в двух старших разрядах, другой — в двух младших разрядах. В каскаде третьего и четвертого разрядов имеется одна грубая шкала эталонов, разбивающая весь диапазон преобразования на четыре части, Эта шкала образуется генераторами 1, 2 и 8 весовых токов (напряжений). Кроме того, каскад содержит ключи 4, 5 и 6 для коммутации эталонов грубой шкалы, схемы сравнения 7, 8 и 9, шифратор 10, регистры П, 12, 18 и 14 сдвига на два такта с отводами через один

ВКТ, линию 15 задер>кки на один такт. Каскад;i. адшнх (первый и второй) разрядов содержит дешифратор 16, грубую шкалу 17, 18 н 19 эталонных уровней, такую же, KBK в предыдущем каскаде, ключи 20, 21 и 22 для коммутации эталонов этой шкалы, точную шкалу 28,. 24 и 25, разбивающую любое деление грубой шкалы также на четыре части, ключи 26, 27 и 28 для коммутации эталонов точной шкалы, аналоговые сумматоры 29, 80 и 81, схемы сравнения 82, 88 и 84 и шифратор

85. Общей часть1о всех каскадов является генератор 86 тактовых импульсов.

В r"ервом такте, определяемом генератором

86, .:а группу схем старших разрядов поступает подлежащая преобразованию выборка

Х,. Эта выборка подается на схемы сравнения

7, 8 и 9 и лингно задер>кки 15. В тот же такт чсрс» кл1счи 4, 5 и 6, управляемые импульсам11 Гс11сратсра 86, на Те >ке схсмы -сравнсн1lя под;потс>1 зссовыс токи (напря>кения) с генсpBToðoâ 1, 2 и 8. В схемах сравнения выборка

Х, сравнивается с эталонами этой шкалы. В

3 ависнмости оТ ТОГО, между какими делениями ш <алы она оказалась, срабатывают те или

èi.ыс схемы сравнения. Результаты сравнения подаются в шифратор 10. Шифратор определяет цифры кода выборки Х, четвертого и третьего разрядов, которые запоминаются на д а такта в регистрах П, 12, 18 и 14 сдвига.

8! «тором такте на каскад старших разрядс» поступает новая выборка Х2, определяется и запоминается код четвертого и третьего разря 1св. Кроме того, во втором такте с выхода линии задержки 15 выборка Л, подается на с емы сравнения 82, 88 и 84 каскада младших разрядов. В этот же такт с первых отводов регистров 11 и 18 сдвига задержанный на один такт код четвертого и третьего разрядов вь:борки Х, подается в дешифратор 16.

Дешифратор имеет три выхода, по одному нз которых подается импульс, управляющий

185211

Предмет изобретения

Составитель Г. Г. Шаповал

Редактор Л. А, Утехина Техрсд А. А. Камьнииикова Коррекзоры: О. Гь Тюрина и М. И. ро» ивo

Заказ 1739 15 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CC(.Р

Москва, Центр, пр, Серова, д, 4

Типографии, пр. Сапунова, 2 одним из ключей 20, 21 и 22 и подключающий соответствующий этому коду эталон нижне!1 границы деления грубой шкалы, в котором оказалась выборка в предыдущем каскаде, па каждый из трех сумматоров 29, 80, и 81. Кроме того, (.o втором такте импульс генератора

88 через ключи 26, 27 и 28 подключает эталоны точной шкалы 28, 24 и 25 к соответствующему сумматору 29, 80 и 81, в результате чего

ypo(I((I(шна:Iы из суъ(м эталонов нижн1(х (p аниц делений грубой шкалы и эталонов точной шкалы подаются на схемы сравнения 29, 80 и 81. Результаты сравнения с этих схем в шифраторе 86 превращаются в код младших разрядов (второй и первый), задерживаемый в регистрах 86 и 87 сдвига на op(1(I такт.

Таким образом, в третьем такте на вь:ходе всех регистров 12, 14, 86 и 87 сдвига сбразуется четырехразрядный код выборки Х,. В четвертом такте — код выборки Х и т. д. При этом 1„р снобой выборки оказывается равным двум тактам, Т„, — одному такту, отношение

t„ð равно двум, а не четырем, как в четы1,<„ рехразрядном преобразователе конвейерного поразрядного уравновешивания.

Способ преобразования напряжения в цифровой код, основанный на последовательном сравнении выборки сигнала с грубыми эталонами, запоминании сигнала и старших разрядов кода, повторном сравнении этой выборки с суммой, образованной из груоых эталонов, выделяемых по коду старших разрядов, и пз

1о более точных эталонов, запоминании кода в разрядах, следу Iощих за старшим, и т. д. До использования самых точных эталонов, при этом следующую выборку обрабатывают через один такт после начала предыдущей, от15 лича!ощайся тем, что, с пелью од !овременного уменьшения времени преобразования и увеличения скорости квантования, старшие разряды кода определяют шифрацией результатов сравнеш(я с грубой шкалой эталонов, после

20 запоминания ((a время, оставшееся до завершения преобразован(я выборки, код дешпфрируют, по результатам дешифрашш старших разрядов выделяют эталон грубой шкалы и совместно со следующей, менее грубой шка25 лой, образуют составную шкалу, с которой вновь сравнивают задержанную на один такт выборку напряжения.