Аналого-цифровой преобразователь
ОПИСАНИЕ 74
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Рмлублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300977 (21) 2526524/18-21,„(„г с присоединен нем заявки ¹â€”
Н 03 К 13/17
Государственный комитет
СССР по делам изобретекий и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 25.06.80. Бюллетень ¹ 23
Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УД (681. 325 (088 ° 8) (72) Автор изобретения
Д. В. Молчанов (71) Заявитель (54 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для преобразования двухполярных напряжений и токов в цифровой код.
Известно устройство преобразования, состоящее из генератора прямоугольных колебаний, схемы изменения уровня, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и фильтра (1).
Недостаток преобразователя — высокая погрешность преобразования и сложность устройства.
Известен также следящий аналого- 15 цифровой преобразователь, состоящий из.двух компараторов, на входе которых стоят резисторы, соединенные по мфстиковой схеме; на выходе компаратФров — логическая схема, реализующая20 суммирование по модулю два и выполненная на базе логических схем 2И-НЕ; выход сумматора по модулю два подсоединен ко входу разрешения сложения реверсивного счетчика, вход раэреше- 25 ния вычитания которого соединен с выходом сумматора по модулю два через инвертор; реверсивный счетчик соединен также с преобразователем коднапряжение (2).
Недостатком данного преобразователя является наличие у сравнивающих устройств (компараторов) эоны нечувст% вительности, что приводит к увеличению погрешности преобразования °
Целью данного изобретения является уменьшение погрешности преобразования.
Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий два компаратора, выходы которых соединены с входами элемента 2И-НЕ, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение, введены два блока формирования зоны нечувствительности, инвертор и два элемента И, причем выход первого блока формирования зоны нечувствительности соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а выход второго блока формирования эоны нечувствительности соединен с прямым входом второго компаратора, который соединен с прямым входом первого компаратора и выходом преобразователя код-налряжение, входы блоков формирования зоны нечувствительности объединены, выход элемента 2И-HE соединен с первым входом первого элемента
743191
Формула изобретения
И и через инвертор с первым входом второго элемента И, вторые входы элементов И соединены с выходом генератора импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика.
На фиг.1 представлена блок-схема ,аналого-цифрового преобразователя; на фиг.2 — диаграммы напряжений.
Устройство содержит два блока 1 и 2 формирования: зоны нечувствительности, которые подсоединены к инвертирующему входу компаратора 3 и прямому входу компаратора 4, причем выходы компараторов соединены со входами элемента 5 2И-НЕ, выход которого соединен со входом инвертора б и одним входом элемента 7 И, другой вход схемы соединен с одним из входов элемента 8 И и с выходом генератора 9 тактовых импульсов.
Выход инвертора б подключен к другому входу элемента 8, а выходы элементов 7 и 8 соединены соответственно с импульсными входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 10, выходы которого соединены со входами преобразователя код-напряжение 11, выход преобразователя подключен через два резистора 12 к инвертирующему входу компаратора 3 и к прямому входу компаратора 4, причем входы блоков 1 и 2 через другие два резистора 13 подключены к источнику входнorо сигнала.
С приходом тактирующих импульсов (фиг,2,а) опорное напряжение U óâåëèчивается ступенчато (фиг.2,6) ° Оно должно увеличиваться до тех пор, пока не превысит входной сигнал
В этот момент должно измениться состояние компаратора. Из-за наличия у компаратора зоны нечувствительности. hU н изменение его состояния происходит не в момент t. < (фиг.2, б, точка t< ), когда Uo становится больше, чем U, а в момент t (фиг,2,6, точка t ), когда опорное напряжение выходит из зоны нечувствительности.
В этот момент состояние компаратора
3 изменяется и на его выходе появляется логическая 1 (фиг.2,в), так как и преобразуемый сигнал U и опорное напряжение U о положительной полярности, на выходе компаратора 4 - постоянно логическая 1 .
После инвертора б (фиг. 2,д) и элемента 8 на входе вычитания реверсивного счетчика появляется перепад напряжения из логического 0 в 1, который заставляет счетчик сработать . на вычитание (фиг . 2, д) .
На входе сложения появляется перепад напряжения из логической 1 в 0, который не действует на счетчик (фиг.2, е.) .
Таким образом по одному тактирующему импульсу счетчик срабатывает
45 дважды, один раз на сложение в момент прихода тактирующего импульса и второй раз через время, определяемое задержками в счетчике в момент изменения состояния компаратора.
Следовательно на счетчике остается состояние, бывшее до прихода тактирующего импульса, Ошибка преобразования составляет х и будет меньше половины шага квантования q/2. Так как на выходе компаратора 3 устанавливается логическая 1, то следующий импульс заставляет счетчик сработать на вычитание. Опорное напряжение U; становится меньше входного сигнала и выходит из зоны нечувствительности (фиг.2,6, точка t3) . На выходе компаратора появляется перепад напряжения из логической 1 в 0, который проходит через элементы 5 и 7 (фиг.2,г) и заставляет счетчик сработать на сложение. Таким образом счетчик опять по одному тактирующему импульсу срабатывает дважды.
Если не считать время на установку, счетчик находится в одном состоянии и ошибка преобразования равнадх,.
Если входной сигнал изменяется, то счетчик устанавливается в другое состояние (см.фиг ° 2,а, точка tu), но ошибка квантования в любом случае будет < q/2 (например Л xz Аналбго-цифровой преобразователь, содержащий два компаратора, выходы которых соединены с входами элемента 2И-НЕ, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены два блока формирования зоны нечувствительности, инвертор и два элемента И, причем выход первого блока формирования эоны нечувствительности соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а выход второго .блока формирования зоны нечувствительности соединен с прямым входом второго компаратора, который соединен с г.римым вхо7431 91 фнеi ЦНИИПИ Заказ 3630/19 Тираж 995 Подписное Филил- ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дом первого компаратора и выходом преобразователя код-напряжение, входы блоков формирования зоны нечувствительности объединены, выход элемента 2И вЂ” НЕ соединен с первым входом первого элемента И и через инвертор с первым входом второго элемента И, вторые входы элементов И соединены с выходом генератора импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика, Источники информации„ принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 93656152 кл. 340 — 347,. 13.05.68. 2. Ж. Радиотехника, 8, 1976, с. 94 — 95 (прототип) .
