Аналого-цифровой преобразователь

 

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий соединенные последовательно компаратор, подключенный первым входом к шине входного аналогового сигнала, регистр последовательных приближений, выход которого является выходом аналого-цифрового преобразователя, и преобразователь код-напряжение, выход которого соединен с вторым входом компаратора , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования динамического диапазона при преобразовании разнополярных сигналов, в него введены блок сдвига уровня входного сигнала и цепь коррекции , состоящая из соединенных последовательно интегратора, вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра последовательных приближений , усилителя, блока сдвига уров-« ня сигнала коррекции и сумматора, СП при этом другой вход сумматора соединен с выходом блока сдвига уровня С входного сигнала,а выход сумматора с первым входом компаратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

3,"

Выдь лоЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3378206/18-24 (22) 31.12.81 (46) 23.07.85. Бюл, 1Ф 27 (72) В.M.Móäðåöîâ (53) 621 ° 374.34(088.8) (56) Гитис Э.И.,Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. M., Энергоиздат, 1981, с. 34, рис. 2-2.

Бахтиаров Г.Д. и др. Аналого-цифровые преобразователи. М., "Советское радио ", 1980. с-. 175, рис, 7.8 (прототип). (54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно компаратор, подключенный первым входом к шине входного аналогового сигнала, регистр последовательных приближений, выход кото(5ц4 Н 03 К 13/О2; С 11 С 27/00 рого является выходом аналого-цифрового преобразователя, и преобразователь код-напряжение, выход которого соединен с вторым входом компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования динамического диапазона при преобразовании разнополярных сигналов, в него введены блок сдвига уровня входного сигнала и цепь коррекции, состоящая из соединенных последовательно интегратора, вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра последовательных приближений, усилителя, блока сдвига уров- Я ня сигнала коррекции и сумматора, при этом другой вход сумматора соединен с выходом блока сдвига уровня входного сигнала,а выход сумматора— с первым входом компаратора.

1 1169

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах различного назначения для преобразования аналоговых сигналов без постоянной составляющей в цифровую форму.

Цель изобретения — повышение эффективности использования динамического диапазона.

На фиг. 1 представлена функциональ- 1О ная схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг ° 2(а,б) - временные диаграммы напряжений, поясняющие работу АЦП.

Аналого-цифровой преобразователь 15 (фиг. 1) содержит блок 1 сдвига входного сигнала, компаратор 2, регистр

3 последовательных приближений, преобразователь 4 кода в напряжение, интегратор 5, усилитель 6, блок 7 2О сдвига уровня сигнала коррекции и сумматор 8.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал приоб- 23 ретает смещение в блоке 1 сдвига уровня входного сигнала на половину диапазона преобразования преобразователя 4 кода в напряжение и поступает на вход сумматора 8. По- 30 ложим, что в результате тех или иных причин у входного сигнала появляется постоянная составляющая (фиг.2а). Появление постоянной составляющей у входного сигнала 35 эквивалентно. появлению дополнительной составляющей на входе компаратора 2 в результате температурного дрейфа в элементах компаратора

2 и преобразователя 4 (которая не 40 может быть устранена введением разделительного конденсатора на входе АЦП).

Появление постоянной составляющей во входном сигнале или экви- 45 валентное ему .явление, связанное с температурным дрейфом, приводит к тому, что преобразуемый сигнал выходит из диапазона преобразования АЦП и часть входного сигнала 3О (фиг.2б) преобразовывается с искажениями наподобие одностороннего

160 2 ограничения (фиг.2а), в то время как часть диапазона преобразования. не доиспользуется.

Как только под действием деста.билизирующих факторов преобразуемый сигнал начинает смещаться, например, в отрицательную область, цифровой сигнал с выхода знакового разряда регистра 3 за достаточно большой промежуток времени находится в состоянии, например, нуля большее время, чем в состоянии единицы, что приводит к появлению сигнала ошибки на выходе интегратора 5.

С выхода интегратора 5 сигнал ошибки поступает на усилитель 6, и после усиления далее-на блок

7 сдвига уровня сигнала коррекции, в котором приобретает необходимый сдвиг по уровню, затем на сумматор

8, где складывается с входным аналоговым сигналом, прошедшим через блок 1 сдвига уровня.

В результате этих операций происходит смещение преобразуемого сигнала в положительную область, и он преобразовывается без искажений (фиг.2б). Сигнал со скомпенсированным смещением постоянной составляющей сравнивается компаратором 2 с набором эталоновых напряжений поступающих с преобразователя 4 кода в напряжение, начиная с самого большого эталоннго напряжения. ОчеРедность подключения эталонных напряжений задается регистром 3 последовательных приближений. В зависимости от величины входного сигнала в конце каждого цикла преобразования каждое эталонное напряжение будет подключено или отключено, что соответствует коду на выходе регистра 3 последовательных приближений.

Таким образом, за счет компенсации постоянной составляющей, возникающей на входе компаратора 2, предлагаемый АЦП позволяет повысить эффективность использования динамического диапазона, т. е. допускает неискаженное преобразование входного сигнала в более широком динамическом диапазоне.

Составитель В.Морозов

Редактор Ar.Øàíäoð ТехредА.Бабинец Корректор Е.Рошко

Заказ 4628/53 Тираж 872 Подписное

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