Аналого-цифровой преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

0 \

РЕСПУБЛИН (1Ю (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИпаюиЕ

uwuj ! М7 а7

ЭНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ (21) 3381608/18-25 (22) 08.01.82 (46) 15. 05.83 Бюл И 18 (72) P.Ò.Äoõèêÿí, С.С.Каринский, В.Т,Попков и А.А.Титов (53) 681.325.30.85 5i088.8) (56) 1. Гивис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. И., "Энер гия", 1975, с.292.

2. Qreqht S. et all. nHigh speed еlectroopt1с analogue.д1gital conversion", Electron. Lett. 1974, ч.-10, р.508-509, N 28 (прототип).. (5Ц(57} АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные

g(g) G 02 F 7/00; Н 03 К 13/02 источник когерентного излученйя, электрооптический модулятор света и фотоприемник, компараторы знака и разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности аналого-цифрового преобразования, в него введены реверсивный счетчик импульсов, выпрямитель, дифференцирующий блок, блок сравнения, причем вход электрооптического модулятора света соединен с -входом компаратора знака и через последовательно соединенные выпрямитель, дифференцирующий блок и блок сравнения-с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого через компаратор разряда соединен с выходом фотоприемника.

1018094

Изобретение относится к вычисли- . но расположенные и оптически связантельной технике, в частности к уст- ные источник когерентного излучения, ройствам аналого-цифрового преобразо- электрооптический модулятор света, вания сигналов, и может быть использова- фотоприемник, компараторы знака и но при создании быстродействующих спец" > разрядов, дополнительно введены репроцессоров для автоматизации управ- версивный счетчик импульсов, выпряления быстропротекающими процессами,,митель, дифференцирующий блок, блок например, в радиоэлектронике. сравнения, причем вход электрооптиИзвестен аналого-цифровой преобра- ческого модулятора света соединен с зователь (АЦП), содержащий генератор входом компаратора знака и через поспилообразного напряжения, вход кото- ледовательно соединенные выпрямитель, рого через блок сравнения соединен с дифференцирующий блок и блок сравневходом триггера, выход которого соеди- ния соединен с входами сложения и вынен с первым входом счетчика, второй читания реверсивного счетчика импульвход которого соединен с выходом ге- 5 сов, счетный вход которого через комнератора импульсов, а выход соединен паратор разряда соединен с выходом с входом счетчика импульсов цифровых фотоприемника. вычислительных устройств (1 ) . На фиг. 1 приведена структурная . Недостатком такого АЦП является электрическая схема устройства; на низкое быстродействие, обусловленное 20 фиг.2 - временная диаграмма работы тем, что сигнал преобразуется во вре- устройства ° менной интервал, а затем в код. По" Устройство содержит источник коэтому частота сигнала должна быть значи- герентного излучения 1, электрооптительно меньше частоты пилообразного ческий модулятор света интерференнапряжения. ционного типа 2, фотоприемник 3,. комНаиболее близким к предлагаемому паратор разряда 4, реверсивный счетявляется аналого-цифровой преобразова» чик импульсов 5, компаратор знака 6, :тель, содержащий последовательно рас- выпрямитель 7, дифференцирующий блок положенные и оптически связанные ис 8, блох сравнения 9; 10- 16 - это точник когерентного излучения, элект- 30 эпюры (Фиг.2). рооптический модулятор света и Фо- Действие устройства основано на топриемник, компараторы знака и раз» свойстве электрооптического модуляряда. При подаче на электрооптический тора света интерференционного типа модулятор входного электрического пеРиодически изменять интенсивность сигнала на выходе электрооптического 35 светового потока под действием примодулятора, выполненного в виде дифрак ложенного напряжения. Интенсивность ционной решетки, появляются дифрак света на выходе модулятора равна ционные лучи, интенсивность которых

T(u изменяется по закону о 20- ) ! з SiD )

= Лп„о, U), (г №О где (- интенсивность света на входе где I - интенсивность m-ro дифрак- модулятора; ционного луча; U> — полуволновое напряжение;

3 - функция Бесселя m-го по " О - входное напряжение. рядка; Если полуволновое напряжение UY с — коэффициент пропорциональ- 45 много меньше максимального напряжения ности входного сигнала 0 (фиг.2, эпюра 10), U - приложенное напряжение. то количество импульсов на выходе

Исходя из результатов сравнения модулятора пропорционально напряжеинтенсивности дифракционных лучей с нию сигнала. Входной сигнал подается пороговой, на выходе устройства фор- gp на электрооптический модулятор 2, коммируются "единицы" или "нули", т.е. паратор знака 6, выпрямитель 7. На цифровой код входного аналогового выходе фотоприемника 3 получается сигнала (2 j . напряжение 0 (эпюра 15). Компаратор

Недостатком устройства является разряда 4 Формирует из напряжения, по. низкая точность преобразования. 5> лученного на выходе фотоприемника 3, Цель изобретения - повышение точ- импульсы 0 (эпюра 16), которые пода4 ности аналого-цифрового преобразования. ются на счетный вход реверсивного

Укаэанная цель достигается тем, счетчика 5. Чтобы измерять текущее что в ЛЦП, содержащий последователь- значение напряжения сигнала необхоУ

3 10180 димо при достижении им максимального значения переключать реверсивный счет;чик 5 из режима сложения в режим вы читания, а при достижении сигналом минимального значения переключать реверсивный счетчик из режима вычитания в режим сложения. Для этого не. .обходимо определить максимум и минимум сигнала и момент прохождения сигнала через нуль. С этой целью в уст- 10 ройство введены выпрямитель 7, дифференцирующий блок 8 и блок сравнения 9.

При максимуме и минимуме сигнала напряжение на выходе дифференцирующего блока 8 равно нулю,(фиг.2, эпюра 12). 35

При переходе сигнала через нуль за счет выпрямления сигнала напряжение на выходе дифференцирующего блока 8 меняется скачком. В эти моменты блок сравнения 9 формирует импульсы (эпю- рв ры 13) на перевод реверсивного счетчика в режим сложения (в момент перехода сигнала через нуль и в момент

его минимума)и в режим вычитания импульсов (эпюра 14) в момент максиму- zs ма сигнала. В результате код, получаемый на выходе реверсивного счетчика, пропорционален текущему значе-!

94 ф

wio сигнала. Компаратор 6 вырабатывает сигнал знака.

Источник когерентного излучения 1, электрооптический модулятор 2, фотоприемник 3 могут быть выполнены с помощью интегральной технологии на одной подложке. Быстродействие указанных элементов достигает по существующим оценкам величины 10 выб/с.

Поэтому в предлагаемом устройстве быстродействие и точность в основном определяются реверсивным счетчиком, который в настоящее время может подсчитывать импульсы с частотой 100250 МГц и большой точностью (8-12 .значащих двоичных разрядов).. Чтобы уменьшить влияние времени переключения реверсивного счетчика 5 на работу устройства,,компаратор 4 может содержать блок задержки (не показан). В результате счетные импульсы могут подаваться на счетчик с задержкой, равной времени переключения режимов работы счетчика.

Предлагаемый АЦП обеспечивает повышение быстродействия до 200 МГц и точности преобразования (8-12 разрядов} при меньшем объеме оборудования.

ВНИИПИ Заказ 3540/46 Тираж 511 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. уужгород, ул. Проектная, 4