Кодирующее устройство последовательного приближения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

966885 ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 270680 (21) 2946678/18-21

151) М.Кл

Н 03 К 13/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 151082. Бюллетень ¹ З8

Дата опубликования описанмя1510В2

t53) УДК 681. 325 (088.8) (71) Заявитель (54) КОДИРУК74ЕЕ УСТРОЙСТВО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО

ПРИБЛИЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах связи и электронной коммутации.

Известно кодирующее устройство последовательного приближения, содержащее генеоатор тактовых импульсов, выход которого через блок управления соединен с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом компаратора, выход которого соединен с управляющим входом блока управления, а выход источника опорного напряжения соединен с опорным входом цифроаналогового преобразователя (1 ).

Недостатком устройства является низкая точность преобразования.

Известно кодирующее устройство последовательного приближения, содержащее блок ввода информации, выходы которого соединены с входами комйаратора, параллельно входам компаратора подключены два диода, включенных встречно-параллельно, входы компаратора соединены с выходами двух блоков эталонов, а выходс входом блока управления, первый и второй выходы которого соединены с установочным и управляющим входами регистра последовательнсго приближения, третий выход соединен

5 с управляющими входами двух коммутаторов, разрядные входы которых подключены к разрядным выходам регистра последовательного приближения, а разрядные выходы к разрядным входам блоков эталонов12 1.

Недостатком устройства являе1 ся низкая точность преобразования.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в кодирующее устройство последовательного приближения, содержащее блок ввода информации, первый выход которого соединен с первым входом.компаратора, выходом первого блока эталонов, анодом первого и катодом второго диодов, второй выход — с вторым входом компаратора, выходом второго блока эталонов, катодом первого

25 и анодом второго диодов, выход компаратора соединен с первым входом блока управления, первый и второй выходы которого соединены с установочным и управлякхаим входами регист30 ра последовательных приближений, так966885 товий вход которого соединен с вторым входом блока управления, введен дополнительный рР истр последовательных приближени ., тактовый вход которогю соединен с вторым ,входом блока управления, управляю- 5 щий и установочный входы — с третьим и первым выходами блока управления, а разрядные выходы — с разрядными входами второго блока эталонов, причем разрядные выходы ре- 10 гистра последовательных приближений соединены с разрядными входами первого блока эталонов.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, 15 на фиг. 2 — структурная электрическая схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 ввода информации, компаратор 2, диоды 3 и 4, блоки 5 и 6, эталонов, блок 7 управления, регистры 8 и 9 последовательных приближений.

Блок 7 управления (фиг.2) содержит делитель 10 частоты, блок 11 выделения импульса установки, инвертор

12, формирователь 13 кода, входы 14 и 15 и выходы 16-19. Входы 20 и 21 являются входами компаратора 2.

Входное напряжение поступает на блок 1, который осуществляет преобразование синфазного входного сигнала в дифференциальныйО Для осуществления процесса последовательного приближения к входам компаратора 2 через диоды 3 и 4 подключаются одновременно эталонные напряжения от бло- 35 ков 5 и 6. Блок 7 формирует управляющие сигналы для работы регистров 8 и 9. Так как параллельно входам компаратора 2 подключены диоды, диапазон изменения напряжения на компараторе 4р

2 не может превысить величины падения напряжения на диоде. Это позволяет упростить компаратор и повысить точность преобразования.

Регистр 8 синхронизируется однофазной последовательностью тактовых импульсов, которые приходят на вход синхронизации (" такт" ), и выходы изменяют свое состояние с приходом О положительного фронта импульса синхронизации. Регистр 8 имеет вход запуска("уст".) при наличии уровня логического нуля, на котором синхронно с импульсом синхронизации все разрядные выходы, кроме старшего, устанавли. ваются в состояние логической единицы, а старший разрядный выход — в состояние логического нуля.

Это состояние регистра 8 сохраняется независимо от следующих импуль- 60 сов синхронизации до тех пор, пока состояние на входе запуска ("уст" ) не изменится на логическую единицу, что дает возможность схеме начать процесс последовательного

65 приближения. Регистр 9 работает аналогичным образом.

В процессе последовательного приближения, синхронно с импульсом синхронизации, данные имеющиеся на входе упр".,поступают на старший разрядный выход, в это же время следующий разрядный выход переходит в состояние логического нуля. На следующем такте синхронизации данные поступают на .следующий по старшинству разрядный выход (сигнал íà старшем разрядном выходе уже не изменяется до конца процесса приближения).

После установки всех разрядных выходов новый цикл последовательного приблнжения может быть начат подачей уровня логического нуля на вход запуска, после чего сбрасываются все разрядные выходы, и вновь начинается процесс приближения.

Блоки 5 и .б построены таким образом, что появление логического нуля на одном из разрядных выходов регистров 8 и 9 приводит к появлению на выходах блоков 5 и б эталонного напряжения, соответствующего данному разряду.

Появление логической .единицы на одном из разрядных выходов регистров 8 и 9 приводит соответственно к выключению этого разряда.

Блок 7 предназначен для формирования сигналов управления и установки регистров 8 и 9, а также для формирования выходного кода.

Импульс установки, поступающий на выход 18 блока 7, формируется из последовательности импульсов тактовой частоты с помощью делителя 10 и блока 11. Этот импульс появляется один раз за время одного процесса приближения. Делитель 10 имеет коэффициент деления не меньший, чем число ра з рядов, кодиров ания.

Сигнал управления регистром 9, поступающий на выход 1б,.блока 7,является выходным сигналом компаратора 2, приходящим на вход 15 блока 7.

Сигнал управления регистром 8, поступающий на выход 17 блока 7, является проинвертированным выходным сигналом компаратора. Инверсия выходного сигнала компаратора 2 осуществляется с помощью инвертора 12.

Блок 7 осуществляет также получение.выходного сигнала, поступающего на выход 19 блока 7, в. натуральном двоичном коде.

Получение выходного сигнала в на туральном двоичном коде осуществляется с помощью формирователя 13.

Работа формирователя 13 заключается в следующем.

Синхронно с окончанием импульса установки с выхода блока 11 определяется знак кодируемой выборки.

Если кодируемая выборка положитель966885 де 21, то K=1 (К=-О), а это означа .r, что в соответствии с алгоритмом работы блока 7 и регистров 8 и 9, старший разряд блока 5 должен остаться включенным до конца процесса приближения, а старший разряд блока 6 должен быть отключен. Данный тактовый интервал является моментом определения знака кодируемой выборки входного сигнала, а значение переменной К=1 означает, 10 что данная выборка положительна.В следующий тактовый интервал с приходом положительного фронта тактовой час- ( тоты регистры 8 и 9 выдают команду 1а включение следующего по старшинст15 ву разряда блоков 5 и 6, при этом напряжения U u U соответствен1 но равны

1,} } -},} = { -Ь-4д=2д = -44д

1.

1- С1 з1 4 ь ф:U -g+ += -4-b,-2a=-> 7a съ э2. 4

u = u „-o",--4 д-("3 а)=--д.

При этом К=О (К=-1), следовательно второй разряд блока 5 должен быть .отключен, а второй разряд блока б остаться включенным на весь период процесса приближения.

В третьем тактовом интервале

З0.подключаются младшие разряды обоих блоков 5 и б и напряжения И„и U

Ъ 3 соответственно равны

v 0 0 } a-4a а, 4д

Ъ 1 З

С1 З1 4

35 ц И Q =- }- д-2д -д=-4тд;

С2 92 4 э ,,0 О -03=-Ь -д-(-4_#_h)=1Хд.

40 Прц этом K=1 (К=О). После получения результата сравнения компаратора 2 младший разряд блока .5 остается включенным, а блока. б — выключается и напряжения О 4и 1} 4 соответствен1 к

45 но равны

O „- 1 3/4а, Ис1 =-1 3/4 а.

В первом такте процесса последоваIJ У э тельного приближения на входы :уст. регистров 8 и 9 подается уровень логического нуля, и с приходом положительного фронта тактовой частоты на 50 входы "такт." регистров 8 и 9 старшие разрядные выходы этих регистров устанавливаются в состояние логического нуля, включая тем самым старший разряд в обоих блоках 5 и б. При этом напряжения .0 и U1 на входах.

20 и 21 компаратора 2 определяются следующим образом

14

О = U,çU,„=-4;а-4д=-5„-@Ä

0 U -0 =-2 -a-(-5-д)=3 д.

1 1 1 Ъ Х

1 а 4 4

Так как напряжение на входе 20 компа- ратора 2 превышает напряжение на вхоП и этом К=1 (R=O). Этот последри э ний этап процесса последовательног о приближения необходим для получения шага квантования устройства равногоД.

Процесс уравновешивания заканчится выходной код, полученный в вае соответсоответствии с алгоритмом, соо

60 ствует двоичному числу 1011.

Кодирование отрицательных выборок входного сигнала происходит ана« логичным образом, а выходно д разуется с помощью соответствующих узлов блока 7. на, то выходной сигнал компаратора 2 поступает на выход 16 блока 7 непосредственно, если же выборка отрицательна — то с выхода инвертора 12.

В процессе уравновешивания работа отдельных блоков устройства и нх взаимодействия осуществляются следующим образом.

Чроцесс уравновешивания рассматривается для четырехразрядного кодирующего устройства. Введены следующие обозначения::. К - логическая переменная, принимающая значение логический ноль (в дальнейшем К=О),, если выходной сигнал компаратора 2 соответствует логическому нулю, или логичес:.as единица(в дальнейШем К=1 1, если выходной сигнал компаратора 2 соответствует логической единице, логическая переменная К обозначает инверсию, 1 логической переменной К, И1", U а напряжения на входах 20 и 21 компаратора в 1 -м такте после-. довательного приближения, U -И"-.U<— дифференциальное напряжение на входе компаратора 2 в 1-м такте последспате. ьного приближения, O U"- выходные напряжения блоков .91 l ЭХ

5 и 6 в 4-м такте последовательного приближения. Блоки 5 и б имеют эталоны со следующими значе лиями: а2А, 4 A где величина 4д - соответствует эталону старшего разряда, à A— соответственно младшего. В этом случае максимальная величина выборки кодируемого сигнала U =„8д.

Предположим, что велйчина выборки сигнала, действующего на входе блока. 1 И = 3 1/2 д, тогда напря8Х жения U „и U«действующие на входах 20 и 21 комйаратора И, определяются следующим образом:

04=0 -04 =1-д 4д д 34д;

С1 И з

0 0<2- Оэ } 4д-7д= - 3 4

,д 14- „+ 3 д (3д д

1 з 4

1 2 4 4

966885

Формула изобретения

Кодирующее устройство последовательного приближения, содержащее блок ввода информации, первый выход которого соединен с первым входом компаратора, выходом первого блока эталонов, анодом первого и катодом второго диодов, второй выход — с вторым входом компаратора, выходом второго блока эталонов, катодом первого и анодом второго диодов, выход компаратора соединен с первым входом блока управления, первый и второй выходы которого соединены с устано--вочным и управляющим входами регистра последовательных приближений, тактовый вход которого соединей с вторым входом блока управления,о тл и ч а юI — e щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования введен дополнительный регистр послео довательных приближений, тактовый вход которого соединен с вторым входом блока управления, управляющий и установочный входы - с третьим и первым выходами блока управления, а разрядные выходы — с разрядными. входами второго блока эталонов, причем разрядные выходы регистра последовательных приближений соединены с разрядными входами первого блока

>О эталонов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бахтияров Г.Д. Аналого-цифро15 вые.преобразователи, И ., "Сов.радио", 1980, с. 30, рис.2.2 °

2. Аналого-цифровое оборудование

ИКМ-4Д-2. Сборник рефератов НИОКР, реферат Г 30366, 76,A.T. 01.1347, 20 серия AT, вып. 2, 1976, с. 10 (прототип).

966885 . Ь .l

Составитель А.Титов

Редактор Л.Алексеенко Техред я,.Вабинец Хорректор М Демчик

Заказ 7900/76 Тираи 959 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам мзобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал IIIHI "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4