Адаптивный аналого-цифровой преобразователь
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОУСКОМУ СВИ ВТИИЯСМВУ
Союз Советскив
Социалистических
Республик (iq822349 (63) Дополнительное к аат. саид-ву (22)Заявлено 07.06.79 (21) 2777067/18-21 (Я)М. Кй. с присоедииемием заявки йо
Н 03 К 13/17
ГосуяиретвеиимЯ комитет
СССР ио ямам изобретеииЯ и открытий (23) Приоритет
Опубликоваио 1504.8). Бюллетень N9 14 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 15.04. 81 (72) Авторы мзобретемм я
И. Я. Билинский и P. Ф. Немировский -.А л
".-:- E
Институт электроники и вычислительной те
AH Латвийской ССР (71) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к импульсной технике.
Известен адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий блоки сравнения, резистивный делитель, источник эталонного напряжения собственно аналого-цифровой преобразователь, элементы, И, элемент ИЛИ, инвертор, триггеры, совокупность которых представляет собой логичес-. кий блок, аналоговые ключи и резисторы — эквивалент цифроаналогового i преобразователя, и генератор стробимпульсов (1).
Недостаток устройства - низкое быстродействие.
Известен также адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь считывания, тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, второй вход ., которого подключен к тактовому входу первого регистра, последовательно соединенного с цифроаналоговым пре-.образователем (2 ).
Недостаток устройства — узкий ди-. намический диапазон преобразования сигнала.
Цель изобретения — расширение динамического диапазона преобразования сигнала.
Указанная цель достигается тем, что в адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь считывания, генератор импульсов, регистр, 1О .цифроаналоговый преобразователь, введены сумматор, дополнительный регистр, блок сравнения кодов, два вычитающих устройства и мультиплексор, причем аналого-цифровой преобразователь считывания, сумматор, дополнительный регистр и блок сравнения кодов соединены последовательно, выход сумматора подключен к второму входу блока сравнения кодов, первому входу мультиплексора и к входам
2О вычитающих устройств, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам мультиплексора, четвертый вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, а выход соединен с входом регистра,выход которого подключен к второму входу сумматора, выход цифроаналогового преобразователя соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя.
822349
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства..
Адаптивный аналого-цифровой преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1 считывания, сумматор 2, регистр 3, блок 4 сравнения кодов, регистр 5, цифроанало-. говый преобразователь 6, генератор
7 импульсов, вычитающие устройства
8 и 9, мультиплексор 10 °
Основная цель адаптивной процедуры — создать эффект слежения за сигналом, который позволит. расширить динамический диапазон преобразования без увеличения разрядности АЦП считывания.
Для этого осуществляется сравнение отсчетов, полученных на данном такте и на предыдущем, определяется знак производной (приращения) сиг- нала и с учетом знака и значения отсчета на данном такте прогнозируется величина сигнала на следующий такт. Адаптация осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом: и N а =а -п — — + — sà,è
К+(к к ((а„ и„) -(ч„„+ „„)), т.е. л
=К вЂ” — + — 5ъи (Х - Х )
К+1 к Я 2 -Ф код на выходе аналого-цифрового преобразователя 1д число уровней, на которые квантуется сигнал (m †. разрядность)у код предсказанной части сиг-, нала для момента времени к „ где п1
0=2
ll а к л
X =a +n- результат преобразования
К К К сигнала в код в момент времени t а — код предскаэываемой части
К+1 сигнала к моменту времени
tKii1Реализацию алгоритма (1) проиллюстрируем для некоторого момента времени tg т.е. после осуществления i-го такта дискретизации и квантования сигнала импульсом от гене.А р тора 7. В этот момент времени на равляющий вход устройства действуец ако-аналоговый эквивалент величи,-ны ак(q — величина кванта). Диа . паэой преобразования устройства равен (aÄ+N)q. Значение аК находится s регистре 5 и поступает на второй вход сумматора 2. В качестse второго слагаемого на сумматор
2 поступает величина n„ - результат квантования. Сумматор„2 формирует значение отсчета сигнала хк=ак+и».
Эта величина поступает на вход регистра 3, но не меняет его состояния до поступления тактового импульса (задержанного) со второго выхода генератора 7. В регистре 3 сохраняется записанная на предыдущем такте величина хк-1 †-ак+1+пкн. Этф величина совместно с величиной ХК=, =a +n с выхода сумматора 2 поступает на вход блока 4. Блок 4 должен выдать один из. трех сигналов аХ= (O =(1к-x„„) о; ах<о нли ах О, причем прнближейность равенства означает, что оно должно выполняться не только при точном равенстве отсчетов, но и в некотором диапазоне значений абсолютной величины приращения, т.е. производной сигнала.
Из анализа алгоритма (1) следует, что
1 при,а Х> О; (2) прн. ах(0 у (3) при аХ=О. (4) ак1 а К+в к
2() ак1.(ак+"к N а =ак+Пк- МК+1
В устройстве все три процедуры для сокращения затрат времени выполняются параллельно соответствен25 яо сумматором 2 и вычитающими устройствами 8 и 9, результаты одновре- . менно поступают на входы мультиплек-. сора 10, на выход которого поступает один из результатов в соответ3() ствии с сигналом блока 4. Пусть в какой-то момент времени к на выходе блока 4 имеет место сигнал аК>0.
;Сам по себе этот результат означает, что в интервале времени (t -tK 1)
35 сигнал нарастает и крутизна его дос-таточно велика, т.е. можно предположить, что выполняется неравенство
Хк+1 ) Хк. ТогДа чеРез мУльтиплексоР
10 проходит величина (ак+пк) и поступает на вход регистра 5. При появлении тактового импульса со второго выхода генератора 7 (через интервал времени, необходимый для выполнения перечисленных операций) в регистр 3 записывается величина aK+nl(t и в
45 регистр 5 в даннгм случае записывается ак+ =ак+п„=ХК. Эта величина преобразуется с йомощью цифроаналогового преобразователя б в аналоговую Форму - R Формула изобретения Составитель А. Хитов Редактор М. Циткина Техред T.Наточка Корректор И. Коста Эаказ 1893/83 Тираж 988 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сказываемая часть сигнала определяется в соответствии с (4). Следовательно, процедура слежения не нарушается, если сигнал к моменту „+ изменяется в любую сторону на.Н/a q no« лозину диапазона аналого-цифревого, преобразователя 1. Таким образом, при количестве ком араторов, равном 02, динамический диапазон преобразования устрой-. ством в целом расширяется за счет адаптации до величины (И+а, ) q, мак Адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналогоцифровой преобразователь считывания, тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соеди- 20 нен с тактовым входом регистра, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, о т— л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью расширения динамического днапа" i 2g зона преобразования сигнала, введены сумматор, дополнительный регистр, блок сравнения кодов, два вычитающих устройства и мультиплексор, причем аналого-цифровой преобразователь считывания, сумматор, дополнительный регистр и блок сравнения кодов соединены последовательно, выход сумматора подключен к второму входу блока сравнения кодов, первому вкоду, мультиплексора и к входам вычитающих . устройств, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам мультиплексора, четвертый вход которого подключен к выходу блока равнения кодов а выход соединен с входом регистра, выход которо» го подключен к второму входу суммато«.. ра, выход:цифроаналогового преоб-разователя соединен с управляющим входом аналого-цифрового реобразова. теля. Источники информации, принятые so внимание прн экспертизе 1. Анторсксе свидетельство СССР В 525241, кл» 8 ОЭ К 13/17, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР В 439019 кл. Н 03 K 13/14, 1973 (прототип).
