Аналого-цифровой преобразователь

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 924856 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (5I }М. Кл.

Н 03 К 13/20 (22)Заявлено 03.10.80 (2! ) 2988735/18 21 с присоединением заявки Ля

Гппудпрстпенный квмнтвт (23) Приоритет па делам нзабретеннй н открытий

Опубликовано 30.04,82. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 03.05.82 (53 } Уд f(681.325 (088.8) Ю. И. Бочаров и A. А. Лебедев

1 !

f.

1

Московский ордена Трудового Красного Знамен инженерно-физический институт 1

t (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электронной

1 тем.ике и используется в составе измерительных и управляющих систем с по« ниженной потребляемой мощностью.

Известен аналого-цифровой- преобразователь, содЕржаший дифференциальный преобразователь напряжение — ток с изменяемым коэффициентом преобразования, дельта — сигма-модулятор, включающий в себя интегратор, компаратор и аналоговые ключи, цифровой процессор, буферный регистр и цифроаналоговый преобразователь с дифференциальным биполярным выходом. Выходы преобразователя напряжение — ток и цифроаналогового преобразователя объединены, причем в каждом плече схемы осушествляется суммирование или вычитание выходных токов циф, роаналогового преобразователя и преобразователя напряжение - ток так, чтобы дифференциальная составляюшая входного тока дельта — сигма-модулятора равнялась разности между дифференциальными составляюшими выходных сигналов преобразователя напряжение — ток и цифроаналогового преобразователя. Преобразователь напряжение — ток с изменяемым коэффициентом преобразования содержит два каскада, каждый из которых представляет собой дифференциальный преобразователь напряжение — ток с фиксированным коэффициентом преобразования, который определяется преобразуюшим резистором данного каскада. Входы каскадов объедиt0 иены, а выходы каждого каскада через переключатели тока подключаются либо ко входу дельта - сигма-модулятора и выходу„.цифроаналогового преобразователя, либо к шине питания. В зависимости от

15 положения переключателей тока производится подключение ко входу дельта- сигма-модулятора выхода одного из каскадов и, таким образом, установка одного из двух значений коэффициента преобра20 зования входного напряжения в ток tl j.

Недостатком данного аналого-цифро. вого преобразователя является малая экономичность из-за нерацис нального

4856

4$

3 92 расходования MoIIlHocTH цифроаналоговым преобразователем и преобразователем напряжение — ток, Пель изобретения - уменьшение потребляемой мощности анлого-цифрового преобразователя, Поставленная цель достигается тем, что в известный аналого-цифровой преобразователь, содержащий два источника режимных токов, первые входы которых соединены с общей шиной, преобразователь напряжение - ток, выполненный на двух каскадах, при этом первые и вторые входы первого и второго каскадов соединены с первым и вторым входом преобразователя напряжение - ток, которые соединены с входными шинами, а вторые и третьи входы первого и второго каскадов соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым входами преобразователя напряжениеток, а первый и второй выход первого и второго каскадов - с первым и вторым выходами преобразователя напряжение - ток, которые соединены с первым и вторым входом дельта - сигмамодулятора, выходы которого соединены с входами цифрового процессора, выходы которого соединены с входами буфферного регистра, введены цифроаналоговый преобразователь с однополярным выходом и три ключа, при этом первые контакты первого и второго ключей соединены со вторыми входами источников режимных токов, вторые контакты - с третъими и четвертыми входами преобразователя напряжение - ток, а третьи контакты - с пятым и шестым входами преобразователя напряжение - ток и с первым и вторым контактами третьего ключа соответственно, третий контакт которого со единен с выходом цифроаналогового преобразователя с однополярным выходом, входы которого соединены с буфферным регистром.

На чертеже представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь содержит преобразователь 1 напряжениеток, состоящего из каскадов 2 и 3, дельта - сигма-модулятор 4, цифровой процессор 5, буфферный регистр 6, цифроаналоговый преобразователь 7 с однополярным выходом, источники Я и 9 режимных токов, ключи 10, 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

1О

2S

4

Процесс аналого-цифрового преобразования включает в себя два цикла. В первом цикле при подаче напряжения на первый и второй входы преобразователя напряжение - ток определяются старшие разряды выходного кода аналого-цифрового преобразователя, из которых старший характеризует знак входного напря« жения, при этом работает каскад 2 с меньшим значением крутизны преобразования, для чего источники режимных токов. подключаются к третьему и четвертому входам преобразователя 1 напряжение - ток. Во втором цикле определяются младшие разряды выходного кода.

При этом работает каскад 3 с большей крутизной, для чего источники режимных токов подключаются к пятому и шестому входу преобразователя 1 напряжение— ток и прекращает работу каскад 6. В зависимости от знака входного напряжения, который определяется в первом цикле, выход цифроаналогового преобразователя подключается к пятому или шестому, входу преобразователя 1 напряжение ток, имеющему меньший потенциал. При этом дифференциальная составляющая входного тока дельта — сигма-модулятора равна разности между дифференциальными составляющйми преобразуемого тока и выходного тока цифроаналогового преобразователя.

Предлагаемый аналого-цифровой пре образователь имеет меньшую потребляемую мощность, так как режимный ток подается только на тот каскад, который определяет коэффициент преобразования, а другой каскад отключен и не потребляет мощность.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий два источника режимных токов, первые выходы которых соедииены с общей шиной, преобразователь напряжение - ток, выполненный на двух ,каскадах, при этом первые и вторые входы первого и второго каскадов соединены с первым и вторым входами преобразователя напряжение — ток, которые соединены с входными шинами, а вторые и третъи входы первого и второго каскадов соединены соответственно с третъим, четвертым, пятым и шестым входами преобразователя напряжение— ток, а первый и второй выходы первого

924856

ВНИИПИ Заказ 2837/74 Тираж 954 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и второго каскадов - с первыми и вторыми выходами преобразователя напряжение — ток, которые соединены с пер- вым и вторым входами дельта - сигмамодулятора, выходы которого соединены с входами цифрового процессора, выходы которого соединены с входами буфферного регистра, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощност* аналого-цифрового преобразователя, введены цифроаналоговый преобразователь с однополярным выходом и три ключа, при этом первые контакты первого и второго ключей соединены с вторыми входами источников режимных токов, вторые контакты — с третьими и четвертыми входами преобразоватрля напряжение — ток, а третьи KoHTBKtbl - с пятым и шестым входами преобразователя напряжение — ток и с первым и вторым контактами третьего ключа соответственно, третий контакт которого соединен с выходом цифроаиа» логового преобразователя с однополярным выходом, входы которого соединены с буфферным регистром.

И Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ..Uun ae PlaSSChe Р.З.

a Sigma - 08ИО 910дОЫ01 as an

a(Q оп в гС9г - ТЕЕ тгат вас, ом оп С т еаСЬ an8l Я ССЕтЬ.

1978 ) vof..cas —,25, K 7, PP 51 514 (прототип).