Аналого-цифровой преобразователь

 

Ссиез Советскик

Социалистических

Республик (о1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0504.76 (21) 2340006/18-21 (51)М. Кл.

Н 03 К 13/02

Государственный коиитет

СССР но делам пзобретеннй и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300580. Бюллетень, 20

Дата опубликования описания 30.05,80 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы, изобретения

А.Г.АФанасьев и А.H.Иамов (71) Заявитель (541 АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналогоцифровым преобразователям н может использоваться в ядерной электронике.

Известны аналого-цифровые преобразователи, механизм преобразования которых построен на линейном (ступенчатом) разряде или заряде конденсатора 111. К недостаткам таких преобразователей можно отнести большое время, требуемое на преобразование, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, два ключа, генераторы грубых и точных ступеней, регистры старших и младших разрядов, блок сравнения и входное устройство, в которйх для умейьшения времени преобразования исПольэуют .нелинейное кодирование, основан1тое на последовательном грубом и точном измерении амплитуды исследуемого сигнала (23 .

Однако в таких преобразователях возникают трудности,обеспечение . необходимых соотношений между величинами грубой и точной ступенек, нарушение которых приводит к появлению диФФеренциальной нелинейности, Цель изобретения — уменьшение

:дифференциальной нелинейности,-

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен непосредственно с входом регистра старших разрядов и через геНератор грубых ступеней с первым входом сумматора, а выход второго элемента И соединен нЕпосредственно с входом регистра младших разрядов и через генератор точных стуйеней с вторым входом сумматора, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом

Щ входного устройства, дополнительно введены два триггера, третий элемент

И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса генератора точных ступеней, первый вход элемен25 та Илй соединен с выходом первого триггера, входом геиератора тактовых импульсов и входом сброса генератора грубых ступеней, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом блока

ЗО сравнения р счетным ВХОдом Вт ОДОГО

738145

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен непосредственно с входом регистра старших разрядов и через: генератор грубых ступеней с первым входом сумматора, а выход второго элемента И соединен непосредственно

55 с входом регистра младших разрядов и через генератор точных ступеней с вторым входом сумматора, выход которого соединен с одним входом блока .сравнения, другой вход которого соединен с выходом входного устройства, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дифференциальной нелинейности в него дополнительно введены два триггера, третий элемент

65 И и элемент ИЛИ, выход которого сотриггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И выход входного устройства соединен с первьжи установочными входами первого и второго триггеров, вторые установочные входы которых соединенысоответственно с выходами третьего элемента, И и регистра младших раз- рядов, первый и второй входы второго триггера соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, а выход генератора точных ступеней подключен к управляющему входу генератора грубых ступеней.

Структурная электрическая схема предлагаемого аналого-цифрового преоб" разователя показана на чертеже.

Преобразователь содержит входное устройство 1, первый триггер 2, генератор 3-тактовых импульсов, второй триггер 4, первый, второй и третий элементы Й, 5, б и 7, генератор 8 грубых ступеней, генератор 9 точных ступеней, регистрь|, 10 и 11 старших и младших разярдов, сумматор 12, блок 13 сравнения, элемент ИЛИ 14.

Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Преобразуемые импульсы приходят на вход входного устройства 1. Напряжение, равное амплитуде входного импульса, подается на вход блока 13 сравнения. Импульс начала преобразования с управляющего выхода входного устройства устанавливает триггер

2 ls положение 1 ™, а триггер 4 в положение 0 . При этом генератор

3 тактовых импульсов открывается, импульсы с его выхода через элемент

И 6 поступают на вход генератора 9 точных ступеней и регистр 11 младших разрядов. Переключение регистра 11

t1 !Ф переводит триггер 4 в положение 1 (открывается элемент И 5 и закрывается элемент И б), причем на выходе генератора 9 точных ступеней к этому моменту образуется напряжение, равное по абсолютной величийе и знаку амплитуде грубой ступени, Это напряжение подается на управляющий вход генератора 8 грубых ступеней, тем самым задается амплитуда грубой ступеньки.

Импульсы с элемента И 5 поступают на вход генератора 8 грубых ступеней и на вход регистра 10 старших разрядов. На выходе сумматора каскада 12 появляется ступенчато-изменяющееся напряжение, амплитуда которого равна (N + 1) а 1, где N - число импульсов в регистре 10 старших разрядов; Ь 1 — амплитуда грубой ступени, При превышении. напряжения на выходе сумматора 12 над преобразуемым напряжением срабатывает блок 13 сравнения, импульс которого перебрасывает триггер 4 в положение 0 и через элемент ИЛИ 14 сбрасывает генератор 9 точных ступеней. При этом амплитуда напряжения на выходе сумматора 12 соответствует количеству импульсов в регистре 10 старших разрядов. Вновь открывается элемент

И 6 (элемент И5 закрывается), и импульсы с генератора 3 тактовых импульсов поступают на вход генератора 9 точных ступеней и регистра

11 младших .разрядов (начинается точное определение амплитуды входного импульса), На выходе сумматора 12 напряжение нарастает с меньшей скоростью, чем при грубом определении амплитуды. Амплитуда на выходе сумматора

12 равна (N-g 1 + n а 2), где n — число импульсов в регистре 11 младших разрядов; а 2 — амплитуда точной ступеньки. В момент определения амплитудного значения входного импульса срабатывает блок 13 сравнения, синхронизированный тактовыми импульсами, поэтому на выходе элемента H 7 возникает импульс окончания преобразования, который устанавливает триггер 2 в положение 0 . Тактовые импульсы с генератора 3 прекращаются, В регистрах 10 и 11 старших и младших разрядов записан код, пропорциональный амплитуде выходного импульса, Применение аналого-цифрового преобразователя, выполненного по предлагаемой схеме, существенно уменьшает дифференциальную нелинейность его, что снижает требования к наСтройке и регулировке. Кроме того, в начальной части спектра время преобразования его меньще, это значительно

40 уменьшает мертвое время преобразователя, 738145

Составитель И.Стом

Редактор Т. Рыбалова Техред А.Щепанская Корректор Е. Папп

Закаэ 2829/37 Тираж 99 5 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 единен с входом сброса генератора точных ступеней, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого

1 триггера, входом генератора тактовых иМпульсов и входом сброса генератора грубым ступеней, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом блока сравнения, счетным входом второго триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход входного устройства соединен с первыми установочными входами первого и второго триггеров, вторые установочные входы которых соедииены соответственно с выходами третьего элемента И и регистра младших разярдов, первый и второй. выходы второго триггера соединены соответственно с вторыми входами первого. и второго элементов И, а выход генератора точных ступеней подключен к управляюшему входу генератора грубых ступеней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Wilkinson, D.Н. Proc. Cmabridie.

Phil, Soc,, 1950, 9 46, р.508.

2. Приборы и техника эксперимента, 1959, Р 3, с.156 (прототип).