Следящий аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11984033 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 07. 81(21) 3326872/18-21 (И)М Кл з

Н 03 Z 13/02. с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

РЗ УДК 881. . 325 (088. 8) Опубликовано 23.1282 бюллетень Мо 47

Дата опубликования описания 23.12.82

° .. л...

Орден0 Трудового Красного Знамени экспериме ьыаЩ,, научно-исследовательский институт металлорежущих станков (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ .

Изобретение относится к преобразователям сигнала из одной формы в другую и может быть использовано в электронных блоках сопряжения аналоговых и цифровых вычислительных машин.

Известен аналого-цифровой преобразователь (MJII) со ступенчатым пилообразным напряжением, в котором на счетный вход счетчика, соединенного с цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), подается последовательность импульсов. В момент времени, когда пилообразно нарастающее напряжение на выходе ЦАП станет равным преобра зуемому с датчика, компаратор останавливает генератор. Код, зафиксироный на счетчике, бу(дет пропорционален преобразуемому напряжению на датчике. Затем счетчик обнуляется и генератор запускается нновь f17.

Недостатком этого АЦП является низкое быстродействие преобразования, так как затрачйвается время на полное заполнение счетчика.

Известен также следящий АЦП, в

25 котором счетчик не сбрасывается в ноль в каждом цикле преобразования, за счет чего повышается его быстродействие. При превышении напряжением на ЦАП напряжения на датчике счетчик ЗО переключается на списание ранее записанных импульсов и наоборот С2 7.

Существенным недостатком таких

АЦП является сравнительно низкая точность преобразования иэ-за автоколебательного процесса в замкнутой обратной связью системе.

Цель изобретения — понышение точности и быстродействия преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в следующий аналого-цифровой преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь, входы которого подключены к выходам счетчиков и старших разрядов, а ныход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к датчику входного сигнала, введены шесть элементов И, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, три триггера, элемент НЕ и генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго. элементов И,второй вход последнего соединен с выходом элемента

И-НЕ и с вторым входом первого элемента И,третий вход соединен с инверсным выходом первого триггера и первымвходом третьего элемента И, а выход подключен к вычитающему входу счет984033

Формула изобретения чика младших разрядов, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента И, выходы соединены с соответствующими шинами выходных сигналов, выход положительного переноса соединен с первым входом четвер- 5 того элемента И, а выход отрицательного переноса соединен с единичным входом первого триггера и с первым .«входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом ком-10 паратора нулевых входов первого ,триггера, вторым входом третьего элемента И и входом элемента BE, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И и с пер-)5 вым входом шестого элемента И, выход.которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с пря-. мым выходом третьего триггера, вторым входом шестого элемента И, третий вход которого соединен с единич-, ным входом первого триггера и третьим входом первого элемента. И, и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ причем единичный вход третьего триггера соединен с шиной запроса, нулевой вход — с нулевым входом второго триггера и шиной пуска, а выходы четвертого и пятого элементов И соединены с суммирующим и вычитаюшим входами счетчика стар- 35 ших разрядов соответственно, выходы которого подключены к соответствуюкцим шинам выходных сигналов.

На фиг. 1 представлена блок-схема следящего аналого-n,èôðîâoãî преоб- 40 разователя; на фиг.2 - временные диаграммы и работа преобразователя.

Он содержит счетчик 1 младших разрядов, счетчик 2 старших разрядов, элементы И 3 и 4, цифро-аналоговый 45 преобразователь (ЦАП) 5, компаратор

6, инвертор 7, генератор 8 импульсов, модулятор 9 сигнала, включающий триггер 10, элементы И 11 и 12, и блок

13 управления, включающий триггеры 50

14 и 15, элемент И-НЕ,16 элементы

И 17 и 18 и элемент.ИЛИ 19, датчик

20 входного сигнала, шины 21 выходных сигналов, шину 22 запроса, шину 23 запуска. . Работает AIIII следующим образом.

После подачи при первом включении в момент времени t< (фиг.2) пускового импульса на входы R триггеров

14 и 15 устройство устанавливается в исходное состояние: триггер 10 устанавливается в 1, триггеры 14 и

15 сброшены. Последовательность импульсов с генератора 8 поступает через элемент И 11 на суммирующий вход счетчика 1. Каждое переполнение 65 счетчика 1 заносит по одному импульсу через элемент И 3 в счетчик 2.

Этот процесс длится до тех пор, пока, напряжение на выходе ЦАП 5 не станет больше напряжения датчика 20. Как только это произойдет, триггер 10 сбрасывается с компаратора и последовательт ность импульсов поступает через элемент И 12 на вход вычитаниясчетчика

1. После отрицательного переполнения счетчика 1 триггер 10 устанавливается в 1 и последовательность импульсов вновь поступает на суммирующий вход счетчика 1 и т.д. Таким образом, происходит периодическое суммирование и вычитание счетчика 1, при этом счетчик 2 остается в одном и том же состоянии.

При уменьшении напряжения с датчика 20 компаратор 6 устанавливается в 1 и каждое отрицательное переполнение счетчика 1 вычитает по одному импульсу через элемент И 4 со счетчика 2. Так происходит отслеживание устройством изменяющегося напряжения с датчика 20.

При переписи кода со счетчиков 1 и 2 (момент времени t„) триггер 14 устанавливается в 1 импульсом от шины 22 запроса. После того, как триггер 15 устанавливается в 1 (момент времени t ) слежение останавливается и производится передача кода со счетчиков 1 и 2 на шины 21 выходных сигналов. Далее осуществляется запуск (момент времени tg) схемы по-входу R триггеров 14 и 15 и слежение .возобновляется.

Таким образоМ, предлагаемое устройство позволит в значительной степени повысить точность и быстродействие преобразования по сравнению с известным.

Следящий аналого-цифровой преобразователь, .содержащий цифро-аналоговый преобразователь, входы которого подключены к выходам счетчиков мпадших и старших разрядов, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к датчику входного сигнала,о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразования, введены шесть элементов И, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, три триггера, элемент HE и генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход последнего соединен с выходом элемента

И-НЕ и с вторым входом первого элемента И, третий вход соединен с инверсным выходом первого триггера и первым входом третьего элемента И, 984033 а выход подключен к вычитающему входу счетчика младших раэрядов, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента И, выходы соединены с соответствующими шинами выходных сигналов, выход положительного переноса соединен с первым .входом четвертого элемента И, а выход отрицательного переноса соединен с единичным входом первого триггера и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вы-ходом компаратора нулевых входов первого триггера, вторым входом третьего элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И и .с первым входом шестого элемента

И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-HE второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, вто- . рым входом шестого элемента И, третий вход которого соединен с единичным входом первого триггера и третьим входом первого элемента И, и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, причем единичный вход третьего триггера соединен с шиной запроса, нулевой вход — c нулевым

10 входом второго триггера и шиной пуска, а выходы четвертого и пятого элементов И соединены с суммируюЩим и вычитающям входами счетчика старших раэрядов соответственно, выходы кото15 рого подключены к соответствующим, шинам выходных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

Ф

1. Балакай В. Г. и др. Интегральсхеьы AgH, цАП ° М °, Энергия, 1978, с.48.

2 Там же с 49

9а40ЗЗ г! 4 А3

Составитель Л. Беляева

Редактор В..Лазаренко .Техред Л.Пекарь Корректор М.Шароши

Заказ 9956/75 . Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4