Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 493019 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22,05.72 (21) 1786580/26-2 1 (51) M. Кл.

Н 03k 13/14 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано25.11.75,Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 24.02.76

Гасударственный номнтет

Совета Мнннстров СССР оо делам нзооретеннй н открытой (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Третьяков (71) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к радиотехнике ) и может быть использовано в устройствах автоматики и.вычислительной техники.

Известен адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь считывания, счетчик-регистр, дифференциальный усилитель, переключатель, компаратор коррекции, преобразователь код-напряжение, триггер знака младших разрядов, вентиль, вентильную сборку, резистор и генератор импульсов, причем входная клемма преобразователя через резистор соединена со входом дифференциального усилителя,. первый выход которого через вентиль, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и первым входом переключателя, и через триггер знака младших разрядов подключен к шине реверса счетчика-регистра, а второй выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом переключателя, третий вход которого подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов, четвертый вход1 к входной клемме преобразователя, а вы- ход соединен со входом компаратора кор- рекции и через аналого-цифровой преобразователь считывания, вентильную сборку, второй вход которой соединен со вторым

5 выходом генератора тактовых импульсов, а также через счетчик-регистр и цифроаналоговый преобразователь со входом дифференциального усилителя.

Для повышения точности и быстродей10 ствия предлагается устройство, в которое введен блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета, причем его входы соедичены со входом дифференциального усилителя, с выходом

15 аналого-цифрового преобразователя считывания и выходом компаратора коррекции, а выход — с дополнительным входом счетчика-регистра.

Блок автоматического изменения дина20 мического диапазона точного отсчета может быть выполнен в виде адаптивного блока и системы, состоящей из одинаковых каналов, каждый из которых содержит масштабный усилитель, дополвйтельный

И компаратор коррекции и аналого-цифровой

493019 преобразователь с параллельным кодиро-! ванием, причем вход масштабного усилители соединен со входом дифференцйальйогр .усилителя, а выход через дополнительный компаратор коррекции и аналого-цифровой б

:преобразователь с параллельным кодировацием соединен со входом адаптивного блока.

Для обеспечения взаимосвязи каналов блок адаптации собран из двух вентильных " сборок, шифратора, собирательной схемы и сборки схем совпадения, причем первые входы каждой вентильной сборки ."соединены .

- с выходами аналого -цифрового преобразова-

1 теля с параллельным кодированием, а вторые — с выходом дополнительного компаратора коррекции, выходы вентильных сборок соединены со входами собирательной схемы, выходы дополнительных компараторов коррекции соединены с первыми входами сборки схем совпадения и входами шифратора, а вторые входы сборки схем совпадения подключены,к выходу генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока автоматического изменения диапазона точного отсчета; на фиг. 3структурная схема адаптивного блока.

Адаптивный аналого-цифровой преобразователь считывания содержит аналого-цифро 30 вой преобразователь 1 считывания, счет1 чик-регистр 2, дифференциальный усилитель

3, переключатель 4, компаратор коррекции

5, преобразователь 6 код-напряжение (цифl ро-аналоговый преобразователь), триггер 7 знака младших разрядов, вентиль 8, вентильную сборку 9, резистор 10 и генератор 11 импульс ов.

Входная клемма 12 через резистор 10 соединена со входом дифференциального уси- лителя 3, первый выход которого через вентиль 8 и триггер 7 младших разрядов подключен к шине 13 реверса счетчика-ре- гистра 2. Второй вход вентиля соединен с первым выходом генератора 11 импульсов и первым входом переключателя 4. 4

Второй выход дифференциального усили- теля 3 соединен с вторым входом переключателя 4, третий вход которого подключен ко второму выходу генератора 1 1 тактовых импульсов, четвертый вход — к входной о0 клемме 12, преобразователя 6.

Выход переключателя 4 соединен со входом компаратора коррекции 5 и через анало о-цифровой преобразователь 1 считывания, вентильную сборку 9, второй вход которой соединен со вторым выходом генератора 11 тактовых импульсов, а также через счетчик-регистор 2 и цифро-аналого. вый преобразователь 6 со входом дифференциального усилителя 3. 60

Входы блока 14 автоматического изме- нения динамического диапазона гочного отсчета соединены со входом дифференциального усилителя 3, выходом аналого-цифрового преобразователя 1 считывания и выходом компаратора коррекции 5, а выходс дополнительным входом счетчика-регистра 2.

Блок 14 автоматического изменения, динамического диапазона точного отсчета выполнен в вйде адаптивного блока и системы, состоящей из одинаковых каналов, каждый из которых содержит масштабный усилитель (усилители 15=1-15= ffl, где

171, — число каналов), дополнительный компаратор коррекции (компараторы 16=1-16=@)

:и .аналогош фровой преобразователь (пре- .— образователи 17=1-17= 1И ) ..

Вход каждого масштабного усилителя соединен с соответствующим входом дифференциального усилителя 3.

Выход каждого масштабного усилителя, через соответствующий дополнительныи . компаратор коррекции и соответствующий аналого-цифровой преобразователь с параллельным кодированием соединен с соответ ствующим входом адаптивного блока 18.

Адаптивный блок 18 содержит две вен тильные сборки 19 и 20, шифратор 21, собирательную схему 22 и сборку 23 схем совпадения.

Первые евходы вентильных сборок 19 и 20 соединены с выходами соответствующих аналого-цифровых преобразователей

17=1-17= Щ с параллельным кодированием.

Вторые входы вентильных сборок 19 и

20 соединены со входами соответствующих дополнительных компараторов 16=116= Я .

Выходы вентильных сборок 19 и 20 со.единены с соответствующими входами собирательной схемы 22.

Выходы компараторов 16=1-16= И соединены с первыми входами сборки 23 схем совпадения и входами шифратора 21.

Вторые входы сборки 23 схем совпадения подключены к выходу генератора так-, товых импульсов 11.

Адаптивный аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

В первом такте определяется код старших разрядов.

В этот период времени с помощью генератора 11 тактовых импульсов переклю-. чатель 4 устанавливается в положение, при котором с его выхода снимается полное значение входного сигнала, которое постуйает на вход аналого-цифрового преобразователя 1. Входной сигнал поступает ,на вход компаратора коррекции 5, когорый не участвует в данной операции. В резуль-!

493019 тате в момент окончания первого такта кодирования на выходе преобразователя 1 будет зафиксирована величина, соответствую,щая коду старших разрядов.

Во втором такте определяется код младших разрядов с учетом знака, корректируется код старших разрядов и формируется код сдвига.

В этот момент код старших разрядов через вентильную сборку 9 заносится в р счетчик-регистр 2, а переключатель 4 устанавливается в обратное положение. Знак определяется триггером 7 знака, который через вентиль 8 соединен с биполярным ! выходом усилителя 3. Когда сигнал рассогласования равен нулю или больше его, код знака равен нулю. В противном случае код знака равен единице.

Формирование кодов старших и младших разрядов и величины коррекции кода стар» ших разрядов проводится блоком 14, который управляется сигналом рассогласования.

Если величина сигнала рассогласования больше нуля и меньше физического значения кванта грубого отсчета, то код млад- р5 ших разрядов будет отрабатываться преобразователем 1, на вход которого с униполярного выхода усилителя 3 будет подано напряжение. В дальнейшем код младших

1 разрядов подается на в." од блока 14 и че- 5р реэ открытые вентили вентильной сборки

20, собирательную схему 22 на выход преобразователя.

Когда сигнал рассогласования достигает физического значения кванта грубого от- 55 счета, сработает компаратор 5 и с выхода сборки 23 схем совпадения на первый счетный вход счетчика-регистра 2 поступает импульс, который в зависимости от величины сигнала знака изменит содержи- 40 мое счетчика-регистра 2 на один младший разряд. Выходы преобразователя 1 будут заперты вентильной сборкой 20.

Когда величина сигнала рассогласова1 ния больше физического значения кванта 45 грубого отсчета, но меньше удвоенйого значения его, в отработке кода младших разрядов будет участвовать только преобразователь 17=1 первого информационного канала. 50

Когда величина сигнала рассогласования равна удвоенному физическому значению кванта грубого отсчета, срабатывает компаратор 16=1 первого информационного канала. 55

В предельном случае в отработке кода младших разрядов будет участвовать преобразователь 17= В, включенный в Щ -й канал, а в формировании величины коррек1 ции кода старших разрядов компаратор 5р

16=/m-И, вкд рчердыдв тракт /Я-1/ ка- нала.

Стыковка кодов старших и младших раз,рядов определяется кодом сдвига, который ,формируется шифратором 21, на вход его noС аех сигнал от компаратаров 1 6=1-1 6=, Блок 14 может автоматически перестраивать свою структуру (адаптироваться) к скорости изменения входного сигнала, обеспечивая минимальную величину динамической ошибки.

Формула изобретения

1. Лдаптивный аналого-цифровой преоб. разователь, содержаший аналого-цифровой преобразователь считывания, счетчик-регистр, дифференциальный усилитель, переключатель, компаратор коррекции, преобразователь код-напряжение, триггер знака младших разрядов, вентиль, вентильную сборку, резистор и генератор тактовых импульсов, причем входная клемма преобразователя считывания через резистор соединена со входом дифференциального усилителя, первый выход которого через вентиль и триггер 7 знака младших разрядов подключен к шине реверса счетчи1 ка-регистра, второй вход вентиля соеди-! нен с первым выходом генератора тактовых импульсов и первым входом переключателя, а второй выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом переключателя, третий вход которого подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов, четвертый вход — к входной клемме преобразователя, а выход соединен со входом компаратора коррекции и через аналого-цифровой преобразователь считывания, вентильную сборку, второй вход которой соединен со вторым выходом генератора тактовых и,шульсов, а также через счетчик-регистр и преобразователь код-напряжение со входом диф1 ференциального усилителя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета, причем его входы соединены со входом дифференциального усилителя, с выходом айа- лого-цифрового преобразователя считывания и выходом компаратора коррекции, а выход — с дополнительным входом счетчика-регистра.

2. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок автоматического изменения динамического диапазона точного отсчета выполнен в -виде адаптивного блока и системы, состояшей иэ

493019 одинаковых каналов, каждыи из которых содержит масштабный усилитель, дополнительный компаратор коррекции и аналогоцифровой преобразователь с параллельным кодированием, причем вход масштабного усилителя соединен со входом дифференциального усилителя, а выход через дополнительный компаратор коррекции и аналого-цифровой преобразователь с параллельным кодированием соединен со входом адаптивного блока.

3. Преобразователь по и. 2, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью обес-, печения вз. имссвяэи

)Q схемы, выходы дополнительных компараторов коррекции соединены с первыми входами сборки схем совпадения и входами шифратора, а вторые входы сборки схем совпадения подключены к выходу генера15 тора тактовых импульсов. !