Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания

 

%АТЕЯ .4 „. y,åóóó

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИ""

ИЗОБРЕТЕНИЯ я тема цВ,ф (и) 737 (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22) Заявлено 2402.77 (21) 2456879/18-21, (53)м. Мл.

С 06 У 3/00 с присоединением заявки М—

Госуяарствекный комнтет

СССР ло ямам нзобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3005,80 Бюллетень Но 20

Дате опубликования описания 05. 06, 80 (53) УДК 681 ° 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. П. Самохвалов и A. Ф. Верлань (7т) Заявители

Институт электродинамики AH Украинской ССР и Производственное объединение Фотон (54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОРАЗРЯДНОГО

УРАВНОВЕШИВАНИЯ

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и предназначено для преобразования аналоговых сигналов в код.

- Известны аналого-цифровые Йреобра-> зователи поразрядного уравновешивания с апостериорными методами повышения точности преобразования изменяющихся аналоговых сигналов, содержащие схемы контроля процесса аналогоцифрового преобразователя и схемы коррекции зафиксированного цифрового эквивалента fl}.

Недостатком таких преобразователей15 является относительно низкая точность.

Наиболее близкое техническое реше.ние к изобретению — аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, содержащий элементы И и 20

ИЛИ, распределитель тактовых импуль сов, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выходы подсоединены к группе входов преобразователя кода в напряжение, под- 25 ключеиного другой группой входов к выходу компаратора, первый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединен с первым выходом преобразователя кода в 30

2 напряжение и с выходом источника смещения компенсирующего напряжения (2) .

Недостатками этого преобразователя являются увеличение времени преобразования нэ-эа введения дополнительных тактов для контроля и коррекции процесса преобразования и ограниченная точность коррекции, обусловленная жесткой привязкой моментов коррекции к некоторым тактам цикла кодирования, не зависящих от скорости изменения аналоговых сигналов.

Известно, что ошибка квантования аналого-цифровых преобраэователей поразрядного уравновешивания при кодировании изменяющихся аналоговых сигналов (динамическая ошибка) имеет две составляющие, обусловленные смещением центров интервалов квантования (ошибка смещения) И изменением их размеров (ошибка деформации). Эти погрешности находятся в функциональной зависимости от производной аналогбвого сигнала и их эффективная коррекция может осуществляться посредством проведения операции коррек ции (смещения компенсирующего,напря жения) в моменты времени цикла корирования, зависящие от производной Ьналогового сигнала.

737965 г= г г ц () о гг о (u„! -,Д—

Формула изобретения

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит анализатор производной входного сигйаЖа, два входа которого подключены соответственно к выходу компаратора и к второму выходу преобразователя кодаГв"напряжение, два знаковьи выхода подсоединены к знаковым входам источйй«ка смещения компенсирующего напря- © жеиия, а группа информационных выходов соединена с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к соответствующим информационййй входам источника смещения компенсирующего напряжения, а вторые входы - )з к выходам группы элементов ИЛИ, подсоединенных входами к соответствующим расчетному диапазону изменения пройзводной входного сигнала выходам распределителя тактовых импульсов, 20

На чертеже приведена схема анало- го-цифрового преобразователя пораз-. рядного уравновешивания.

Преобразователь содержит генератор

1 тактовых импульсов; распределитель р

2 тактовых импульсов, преобразователь

3 кода в напряжение, компаратор 4, элементы И 5 и ИЛИ б, анализатор 7 производной и источник 6 смещения компенсирующего напряжения.

ЗО

Анализатор проиэводноЯ содержит блок 9 выделения разности кодов смеж ных преобразованиЯ, триггер 10 знака разности, регистр 11 разности и дешифратор 12.

Аналого- цифровой преобразователь работает следующим образом.

По сигналу запуска генератора 1 тактовы«х импульсов начинает выдавать импульсы на распределитель 2 тактовых импульсов. Преобразователь 3 кода в 40 найргяжегн«йе в соответствии с классическим алгоритмом поразрядного урав,новешивания формирует ком«пейсирующее . напряжение U и выдает его на вход компаратора 4, на другой вход которого подается аналоговый сиг))ал U„(t) .

Одновременно с поступлением в преобразователь кода в напряжение тактовые импульса с шин распределителя 2 поступают на входы элементов ИЛИ и И, = йа «управляакйие входы которых подаются

"="" сигйалйг «С сФлве«тгс«т«,вующих вйходов анализатора 7 производной аналогового сигнала. Сигналы с выходов элемейтов

И и ИЛИ поступают liii выходы источника В смещения компенсирующего напря- . Ы жения, представляющего собой мЬлоразрядный цифроаналоговый преобразователь раэвертывагкюцего уравновешивания, шаг квантования которого равен шагу квантования основного преобразователя. 4П

Полярность форжруеьых сигналов смещенка определяется знаком Йройзводгной айалогового«Сйгн ила. количество ступеней смещения, т. е. количество тактовых импульсов, поступающих в источник 8 в течение цикла кодирования, определяется следую(им выражением где Г интервал времени между двумя соседними операциями сравне--ния; и — число разрядов преобразователя;

q — - шаг квантования в статике.

Количество тактовых импульсов к, лежащих между двумя соседними смещениями, определяется выражением

Приведенные выше выражения позволяют определить зоны граничных значений производных аналогового сигнала, в пределах изменения которых количество ступеней смещения преобразователя остается неизменным. " -" -- — !. и . %

2 (n1) 2 х ИС

2 Ри м = —; (и-1) — "- < i() lñ - -. и 2

2 i ne a nГг — яра н =*,2М Ыс. (и-1) — ф < -"- и 50

k кХ- 2С вЂ” м)гч tn =К, Lk yi(.„(и-2);и;, ()LJ )< 08— (к-1) ирь ю Й,3,4 ° к; 06 — 0 „! < (26 —.

Применение аналого-цифрового преобразователя поразрядного уравновешивания не требует создания в преобразователе специальных схем контроля процесса преобразования и дополнительных контрольных тактов во время преобразования, что выгодно отличает его от прототипа, так как проведение операцйи коррекции в моменты времени, зависящие от динамических свойств аналогового сигнала, позволяет исключить погрешности смещения и деформации.

Аналого-цифровой преобразователь поразрФ(ного уравновешивания, содержащий элементы И и ИЛИ, распределитель тактовых импульсов, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выходы подсоединены к группе. входов преобразователя кода в напряжение, подключенного другой группой входов к.выходу компаратора, ïåðвый вход которого является входом преобразователя, а второй вход соединен с первым выходом преобразователя кода s напряжение и с выходом источника смещения компенсирующего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и бы737965

Составйтель В. Махнанов

Редактор Т. Рыбалова Техред Н.Ковалева Корректор 8. Kogrra

Заказ 2665/30

Тираж 751

Подписное

ЦНИИПИ государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 стродействия преобразователя, ои содержит анализатор производной входного сигнала, два входа которого подключены соответственно к выходу компаратора и к второму выходу преобразователя кода в напряжение, два знако- 5 вых выхода подсоединены к знаковым входам источника смещения компенсирующего напряжения, а группа информационных выходов соединена с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам источника смещения компенсирующего напряжения, а вторые входы — к выходам группы элементов

ИЛИ, подсоединенных входами к соответствующим расчетному диапазону изменения производной входного сигнала выхо-, дам распределителя тактовых импульсов.;

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3253130, кл. 34037, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М -293297, кл. Н 03 К 13/17, 1970 (прототип).