Аналого-цифровой преобразователь

 

О П И С А Н И Е 905999

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТВУ

Союз Cоветсиих

Социалистичвсних .

Реслублин (Il ) Доволннтельное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 070430 (2! ) 2904642/ 8-2! с присоединение!я заявки М (23)Приоритет

Опубликовано l 50282- 61оллетень М 6

Дата опубликования олнсання I 5 0232 (5l)N. Кл.

Н 03 К 33/20

РиударатваеЫ! квинтет

СССР м аман взевретенвй и вткрытвй о (53) УДК 68I .325 (088. 8) !

А .А.Вяльшин, С.И.Алферов и И.В.Горбов "

3 р . ° -:,,.

Специальное конструкторское бюро Пр изводетвйийоИ> объединения "Виброприбор" (72) Авторы изобретения (71} Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к аналого-цифровым преобразователям .

Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий элемент сравнения, на входы которого поступают кодируе1тое напряжение со входа преобразователя и ступенчато-нарастающее напряжение разного наклона с выхода декодирующего преобразователя, триггер управления, на счетный вход которого поступают входные сигналы элемента сравнения, возникающие при равенстве сравниваемых напряжений, элементы совпадения, на один иэ входов каждого иэ которых поступают сигналы с выходов триггера управления, а на второй— сигналы от генераторов импульсов, счетчик, разряды которого подразделяются на младшую группу разрядов и старшую группу разрядов. Единичные входы младших разрядов н нуле2 вые входы старших разрядов обеих групп соединены со входами декодирующего преобразователя. Единичные входы триггеров младших разрядов

3 и нулевые входы триггеров старших разрядов объединены шиной начальной установки счетчика, которая соединена с нулевым выходом триггера управления. Нулевые входы триггеров

10 младших разрядов объединены шиной сброс, которая соединена с единич- ным выходом триггера управления fl).

Недостатком данного устройства является ограниченная область при15 менения из-за невысокого быстродействия, так как число тактов преобразования Nравно: :N = 2 1 + 2 где n < — число разрядов в счетчике старших разрядов;

n — число разрядов в счетчике младших разрядов, П 1 или прил!= ng= n N = Z

Цель иэ обретения — увеличение быстродействия АЦП.

905999

Указанная цель достигается тем, что аналого-цифровой преобразователь, содержащий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной декодирующий преобразователь, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления, первый установочный вход которого соединен с шиной запуска и входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами триггера управления соответственно, дополнительно введены два многовходовых элемента И-НЕ реверсивный счетчик старших разрядов и реверсивный счетчик младших разрядов, входы режима которых соединены с выходом элемента сравнения, установочные входы — с первым выходом триггера управления, счетные входы — с выходами элементов И, а установочный вход старшего разряда счетчика младших разрядов со вторым выходом триггера управления, а выходы соединены с входами декодирующего преобразователя входы первого многовходового элемента И-НЕ соединены с выходами счетчика младших разрядов, а выход с первым установочным входом триггера управления, выход второго многовходового элемента И-HE соединен с вторым установочным входом триггера управления, первый выход которого соединен с первым входом второго многовходового элемента И-НЕ, вторые входы которого соединены с выходами счетчика старших разрядов.

На фиг. 1 показана функциональная схема АЦП; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу АЦП.

Схема АЦП включает элемент 1 сравнения, триггер 2 управления, декодирующий преобразователь 3, элементы И 4 и 5, генератор 6 импульсов, реверсивный счетчик 7 старших разрядов, реверсивный счетчик 8 младших разрядов, первый многовходовой элемент И-HE 9, второй многовходовой элемент И- НЕ 10, установочные входы

1! и 12 счетчиков, входы 13 и 14 режима счетчиков, счетные входы 15 и ! 6 счетчиков, вход 17 установки старшего разряда счетчика младших

10 !

4 разрядов, шина 18 запуска, выход

1 9 АЦП.

АЦП работает следующим образом.

При появлении сигнала на шине 18 запуска триггер 2 управления устанавливается в "единицу". Реверсивные счетчики 7 и 8 йо входам 11 и 12 устанавливаются в "нули", а старший разряд счетчика 7 в "единицу", отпирается элемент И 4 и запирается элемент И 5. Аналоговый сигнал Ui, пропорциональный установленному в счетчиках коду, с выхода декодирующего преобразователя 3 поступает на второй вход элсмента 1 сравнения, на первый вход которой поступает преобразуемый аналоговый. сигнал Ug.

В зависимости от результата сравнения на выходе .элемента i сравнения появляется "единица" (если

U x ) U<) или "ноль" (если U y, 4 Ug.

В случае появления на выходе элемента 1 сравнения "единицы" счетчики

7 и 8 по входам 13 и 14 устанавливаются в режим прямого счета, а в случае "нуля" — в режим реверсивного счета. После окончания сигнала на шине 18 запуска начинает работать генератор 6 импульсов и через элемент И 4 импульсы поступают на счетный вход 15 счетчика 7. Счет идет до тех пор, пока не изменяется сигнал на выходе элемента 1 сравнения, вследствие чего триггер 2 управления меняет свое состояние.

С появлением "единицы" на нулевом выходе триггер 2 управления по входу 17 в старшем разряде счетчика 8 устанавливается "единица", запирается элемент И 4 и отпирается элемент И 5, Импульсы от генератора 6 импульсов поступают на счетный вход 16 счетчика 8. Счет идет до тех пор, пока вновь не изменяется сигнал на выходе элемента 1 сравнения, триггер 2 управления снова меняет свое состояние, после чего процесс преобразования заканчивает— ся. Код из счетчика 7 и 8 переписывается на выход АЦП и затем счетчи— ки 7 и 8 устанавливаются в исходное положение все разряды в "нулях, а в старшем разряде счетчика 7 "единица". Многовходовые элементы И-НЕ

9 и 10 служат для переключения триггера 2 управления в случае, если в соответствующем счетчике устанавливается максимальная комбинация, а U g ) Uy,. Число тактов преобра905999

5 зования N равно: И = 2 < "+ где П < — число разрядов в счетчике старших разрядов

П вЂ” число разрядов в счетчике младших разрядов, или IIPH П = П = Q я = 2 т,е, и быстродействие АЦП возрастает в два раза.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной, декодирующий преобразователь, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления, первый N установочный вход которого соединен с шиной запуска и входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами триггера управлейия соответственно, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введе- З0 Ю ны два многовходовых элемента И-НЕ, реверсивный счетчик старших" разрядов и реверсивный счетчик младших разрядов, входы режима которых соединены с выходом элемента сравнения, установочные входы — с первым выходом триггера управления, счетные входы — с выходами элементов И, а установочный вход старшего разряда счетчика младших разрядов — с вторым входом триггера управления, а выходы соединены с входами декодирующего преобразователя, входы первого многовходового элемента И-НЕ соединены с выходами счетчика младших разрядов, а выход с первым установочным входом триггера управления, выход второго многовходового элемента И-НЕ соединен с вторым уста1новочным входом триггера управления, первый выход которого соединен с первЫм входом второго многовходового элемента И-НЕ, вторые входы которого подключены к выходам счетчика старших разрядов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф400022, кл. Н 03 К 13/20, 1973 (прототип) .

905999

1 йч

А г

Составитель A,Êóçíåöoâ

Техред щ.Кастелевич

К ор рек тор Н . Стец

Редактор И.Митровка

Подписное

Заказ 396/73 Тираж 953

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