Аналого-цифровой преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 843216

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл. (22)Заявлено 25,05.79 (21) 2770536/18-21

Н 03 К 13/17

1 с присоединением заявки %в

Гееударетееииый кемитет

СССР па делам изееретений и еткрытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 30. 06. 81. Бюллетень .%24 (53) УДК681.325 (088.8) Дата опубликования описания 30 .06.8 1 ф %3// (72) Авторы изобретения

А.А.Осьминин и А.Г.Ташлинский

Ульяновский политехнический институт (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измери. тельных системах.

Известен аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновеши5 вания, содержащий пороговый блок, тактовый генератор, подключеннный через распределитель тактовых импульсов ко входу первого цифроаналового преоб10 разователя, и включенные последовательно группу элементов совпадения, триггерный регистр и второй цифроаналоговый преобразовательВ3. . Недостаток известного аналого-циф15 рового преобразователя — низкое быстродействие.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий набор пороговых элементов и усилитель с переменным коэффициентом, триггерйым регистром и преобразователем напряжения в код блок сравнения, датчик опорных напряжений, дешифратор и набор ключей, Однако неправильное срабатывание одного нз пороговых элементов в первых тактах преобразования вызывает появление ошибки, которая не может быть устранена в последующих тактах.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Для достижения .поставленной цели в аналого-цифровой преобразователь, содержащий тактовый генератор, выход .которого соединен со входом распределителя импульсов, при этом последовательно соединены группы совпадения, триггерный регистр и первый цифроаналоговый преобразователь, а первые входы пороговых элементов подклю" чены к выходам делителя напряжения, входная шина подключена к первому входу вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователи, а выход — со вторыми входами пороговых элементов, введены второй цифроанало. говый преобразователь, нуль-орган, 8432

На чертеже представлена структур,. 50 ная схема аналого-цифрового преобразователя.

Предлагаемое устройство содержит тактовый генератор 1, распределитель и-(Зi-2) разряд

3 первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, первый и втс рой сумматоры по модулю два, причем выход вычитающего блока соединен со входом нуль-органа, выход которого соединен с первым входом первого элемента Ч и с первыми входами первого и второго сумматоров по модулю два, выходами подключенных к первым входам второго и третьего элементов И, 10 а вторые входы соединены соответственно с первым выходом первого порогового элемента и с выходом элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, л а второй вход — с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего порогового элемента, а второй вход — со вторым выходом первого порогового элемента, 20 при этом вторые входы первого, второго и третьего элементов И соединены с выкодом тактового генератора, причем выход первого элемента И соединен с первыми входами первого, четверто- 25 го 31 элементов группы совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующим выходом распределителя тактовых импульсов и с соответствующим триггером триггерного регистра, выход 30 второго элемента И соединен с первыми входами второго, пятого Зi+1 элементов группы совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующим выходом распределителя тактовых 35 импульсов и с соответствующим триггером триггерного регистра, выход третьего элемента И соединен с первыми входами третьего, шестого, 3i+2 элементов группы совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующим выходом распределителя тактовых импульсов и соответствующим триггером триггерного регистра, при этом входы второго цифроаналогового преобразователя соединены с выходами распределителя тактовых импульсов, а выход - co входом делителя напряжения

16 4 тактовых импульсов 2, цифроаналоговый преобразователь 3, группа элементов совпадения 4, триггерный регистр 5, цифроаналоговый преобразователь 6, вычитающий блок 7, нульорган 8, первый, второй и третий пороговые элементы 9, 10 и 11, делитель

12 напряжения, первый и второй сумматоры 13 и 14 по мбдулю два, элемент ИЛИ 15 и элементы совпадения 1619.

Аналогово-цифровой преобразователь работает следующим образом.

В каждом такте работы аналого-цифрового преобразователя происходит определение трех двоичных разрядов выходного кода. При этом старший из определяемых разрядов определяют нульорганом 8, а для определения двух других служат пороговые элементы 9, 10 и 11, делитель напряжения 12, сумматоры 13 и 14, элемент ИЛИ 15 и элемент совпадения 16.

В i-ом такте с делителя напряжения 12 на пороговые элементы 9, 10 и

ll подают соответственно напряжения где и= 3k — число двоичных разрядов выходного кода аналого-цифрового преобразователя;

U0 — напряжение, соответствующее младшему разряду;

i — номер такта.

На вычитающий блок, 7 с цифроаналогового преобразователя 6 подается напряжение

" = Ок+ 01 и-"й;+з> где 0 =Up ", ; 2 - компенси =" "рующее напряжение; (=

=0,1 — в зависимости от значеУ ния j-го разряда.

С вычитающего блока 7 снимают напряжение 0 = Ux- 01(где U) — преобразуемое напряжение), подают на нульорган 8 и пороговые элементы 9,10 и

ll, При этом на выходе нуль-органа 8 присутствует "1", если U > О, и "О", если 0 (О, а на выходе пороговых уст- ройств нрисутствует "0", если 101 превышает .соответствующее пороговое напряжение, и "1" при обратном соотношении. В зависимости от величины U возможны следующие значения в и-(3i+2) и-(3i+1) и-3i-ом разрядах и-(3i 1) разряд и-3!. разряд

1. "3/2 U „- U

2, -U >U -3/2 0д1

43216

0

6 U„.)U>1/2 U>„

7. 3/2 U„. Ц= 0 g

8. . 0>3/2 0М

3 ° -1/2 Ои„ 0 > U n

4, 0>U >-1/2 Ои1

5 ° 1/2 Up„>U > U g„

Во всех случаях значению и-(3i-2) разряда соответствует логическое состояние на выходе нуль-органа значению и†(3i-1) и и-31 разрядов — логическое состояние на выходе сумматора 13 и 14 соответственно.

С приходом (i+1)-го импульса, значения определенных разрядов записываются через элементы совпадения (3i-2), (3i-1)и 3i группы элементов

4 совпадения в соответствующие триггеры триггерного регистра 5.

Аналогичен . алгоритм работы аналого-цифрового преобразователя и в других тактах.

20

Элементы совпадения 17,18 и 19 служат для предотвращения записи в триггерный регистр ложных значений в течение такта, для того на них подают вначале такта импульс, длитель30 ность которого меньше суммарного времени срабатывания группы элементов

4 совпадения, триггерного регистра 5 и цифроаналогового преобразователя 6.

В результате повышается точность пре- З5 образования.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий тактовый генератор, выход которого соединен со входом распределителя импульсов, при этом по45 следовательно соединены группа элементов совпадения, триггерный регистр и первый цифроаналоговый преобразователь, а первые входы пороговых элементов подключены к выходам делителя на50 пряжения, входная шина подключена к первому входу вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходами первого цифроаналогового преобразова- . теля, а выход — со вторыми входами

55 пороговых элементов, о т л и,ч а юп и и с я тем, что, с целью повышения точности, введены второй цифроаналоговый преобразователь, нуль-орган, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй сумматоры по модулю два, при чем выход вычитающего блока соединен со входом нуль-органа, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с первыми входами первого и второго сумматоров по модулю два, выходами подключенных к первым входам второго и третьего элементбв

И, а вторые входы соединены соответ- ственно с первым выходом первого порогового элемента и с выходом эле мента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, а второй вход — с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего порогового элемента, а второй вход— со вторым выходом первого порогового элемента, при этом вторые входы первого второго и третьего элементов И соединены с выходом тактового генератора, причем выход первого элемента В соединен с первыми входами первого, четвертого 3i элементов .группы совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующим выходом распределителя тактовых импульсов и с соответствующим триггером триггерного регистра, выход второго элементв И соединен с первыми -входами второго, пятого 3i+1 элементов группы совпадения, вторые входы которых соеди-, нены с соответствующим выходом распределителя тактовых импульсов и соответствующим триггером триггерного регистра, выход третьего элемента И соединен с первыми входами третьего, шестого Зi+2 элементов группы совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующим выходом распределителя тактовых импульсов и соответствующим триггером триггерного регистра, при этом входы второго цифроаналогового преобразователя соедине-. ны с выходами распределителя тактовых импульсов, а выход со входом делителя напряжения.

843216

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 330538, кл. Н 03 К 13/17, 08.06.70.

2. Шляндин .В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.

М., "Высшая школа", 1973, с.239-240, рис.4.29.

Составитель Л.Беляева

Редактор Л.Пчелинская Тех эед Н БабУРка Корректор <

Заказ 5163/81 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.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4