Аналого-цифровой преобразователь

 

1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий преобразователь напряжение-время, выполненный на зарядном устройстве, первый вход которого является входной шиной, а выход соединен с первым входом формирователя интервалов времени, первый вход цифрового сумматора объединен с первым входом элемента И и соединен с выходом формирователя интервалов времени, второй вход элемента И соединен с выходом генератора кодовых импульсов, а выход с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого объединен с вторыми входами цифрового сумматора и зарядного устройства и является шиной Начало измерения, выход счетчика импульсов соединен с третьим входом цифрового сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом генератора случайных чисел, о тличающий ся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены преобразователь кодвременный интервал и шина Формирование временного интервала, при этом первый вход преобразователя код-временной интервал объединен с вторым входом формирователя интервалов времени и является шиной Формирование временного интервала, второй вход преобразователя код-временной интервал объединен с вторым входом зарядного устройства, третий вход - с выходом генератора кодовых импульсов, а четвертый вход - с выходом генератора случайных чисел, выход преобразователя код-временной интервал соединен с третьим входом элемента И. 2. Преобразователь по п.1, о тличающийся тем, что преобс . разователь код-временной интервал, выполнен на регистре, элементе И, (Л элементе ИЛИ, счетчике, элементе сравнения, триггере, инверсный выход, которого является выходом преобразователя код-временной интервал, первый вход - nepBbiM входом преобразователя код-временнфй интервал, второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход регистра объединен с первым входом элемента ИЛИ и является вторым входом преобразователя код-временной интервал, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом ,элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом регистра, второй вход - с выходом счетчика, первый вход которого соединен с выходом элемента И, второй вход объединен с первым входом элемента И и соединен с прямым выходом триггера, второй вход элемента И является третьим выходом преобразователя код-временной интервал, второй вход регистра является четвертым входом преобразователя код-временной интервал.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<191 (11) (ю 4 Н 03 М 1 / 5 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

@ -®В р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " ".,, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3750035/24-24 (22) 06.06»84 (46) 23,12.85. Бюл. М - 47 (71) Производственное объединение

"Краснодарский ЗИП" (72) П.А.Витковский, А.Ф.Зубович и К.Ю. Ловпаче (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

Ф 866732, кл. Н 03 К 13/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М- 1113888, кл. Н 03 К 13/20, 1981..(54)(57) 1. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий преобразователь напряжение-время, выполненный на зарядном устройстве, первый вход которого является входной шиной, а выход соединен с первым входом формирователя интервалов времени, первый вход цифрового сумматора объединен с первым входом элемента И и соединен с выходом формирователя интервалов времени, второй вход элемента И соединен с выходом генератора кодовых импульсов, а выход— с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого объединен с вторыми входами цифрового сумматора и зарядного устройства и является шиной "Начало измерения", выход счетчика импульсов соединен с третьим входом цифрового сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом генератора случайных чисел, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены преобразователь кодвременный интервал и шина "Формирование временного интервала", при этом первый вход преобразователя код-временной интервал объединен с вторым входом формирователя интервалов времени и является шиной "Формирование временного интервала", второй вход преобразователя код-временной интервал объединен с вторым входом зарядного устройства, третий вход — с выходом генератора кодовых импульсов, а четвертый вход — с выходом генератора случайных чисел, выход преобразователя код-временной интервал соединен с третьим входом элемента И.

2, Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что преоб разователь код-временной интервал, выполнен на регистре, элементе И, элементе ИЛИ, счетчике, элементе сравнения, триггере, инверсный выход которого является выходом преобразователя код-временной интервал, первый вход — первым входом преобразователя код-временной интервал, второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход регистра объединен с первым входом элемента ИЛИ и является вторым входом преобразователя код-временной интервал, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом ,элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом регистра, второй вход -- с выходом счетчика, первый вход которого соединен с выходом элемента И, второй вход объединен с первым входом элемента И и соединен с прямым выходом триггера, второй вход элемента И является третьим выходом преобразователя код-временной интервал, второй вход регистра является четвертым входом преобразователя код-временной интервал.

1200420

Изобретение относится к области измерений характеристик случайных процессов, в частности к аналогоцифровым преобразователям напряжение-код.

Целью изобретения является повышение быстродействия аналого-цифрового преобразователя.

На фиг.1 изображена блок-схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг.2 — схема реализации формирователя интервалов времени; на фиг.З вЂ” преобразователь код-временной интервал; на фиг.4 — генератор линейно изменяющегося напряжения; на фиг.5 и 6 — временные диаграммы, поясняющие работу аналого-цифрового преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь содержит преобразователь 1 напряжение-время, зарядное устройство 2, формирователь 3 интервалов времени, счетчик 4 импульсов, элемент И 5, генератор 6 кодовых импульсов, преобразователь код-временной интервал

7, генератор 8 случайных чисел, цифровой сумматор 9, входную шину 10» шину Il "Начало измерения", шину 12

И

"Формирование временного интервала и выход 13 преобразователя 1.

Формирователь 3 интервалов времени содержит вход 14, вход 15, первый триггер 16, генератор 17 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 18 элемент 19 задержки, второй триггер

20 и выход 21.

Преобразователь код-временной интервал 7 содержит первый вход 25, второй вход 23, третий вход 24, четвертый вход 22, регистр 26, элемент

И 27, элемент ИЛИ 28, счетчик 29, элемент 30 сравнения, триггер 31 и выход 32.

Генератор 17 линейно изменяющегося напряжения содержит первый источник

33 опорного напряжения, резистор 34, второй источник 35 опорного напряжения, входную шину 36, ключ 37, конденсатор 38, операционный усилитель

39 и выходную шину 40.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

По команде "Начало измерения" на зарядном устройстве 2 запоминается входное напряжение,в счетчик 4 импульсов записывается начальной код, а в цифровой сумматор 9 и преобразователь код-временной интервал записы9 9 + Ц-(й.У -t) + ЯЕ» (2) "в.

50 учитывая» что t » пОлучим ь

) ь Q

Яв

9 «» f ь в 6 (3) Временной интервал, формируемый 5 формирователем 3 интервалов времени, обычно складывается из временного интервала пропорционального напряжения, заломненному на зарядном уст" вается случайное число с генератора

8 случайных чисел. По команде "Формирование временного интервала" формирователь 3 интервалов времени начинает формировать временной интервал, пропорциональный напряжению, saпомненному на зарядном устройстве 2, а преобразователь код-временной интервал 7 формирует временной интер10 вал из целого числа периодов генератора 6. кодовых импульсов. Длительность этого временного интервала пропорциональна числу, принятому иэ генератора 8 случайных чисел. По задне,15 му фронту временного интервала, сформированного преобразователем кодвременной интервал 7, импульсы c генератора 6 кодовых импульсов через элемент И 5 начинают поступать на

20 вход счетчика 4 импульсов. С прихо- . дом заднего фронта временного интервала, сформированного формирователем Э интервалов времени, импульсы прекращают поступать иа вход счет25 чика 4 импульсов. Таким образом, в счетчике 4 будет записано число, равное . 4 (3 7) 6 . <1) где N — число, записанное в счет30 чике 4;

t — интервал времени, сформированный формирователем 3 интервалов времени; . интервал времени, сформированный преобразователем код-временной интервал 7;

f — частота генератора 6 кодовых импульсов.

По заднему фронту временного ин -тервала, сформированного формирователем 3 интервалов времени, число из счетчика 4 импульсов переписывается в цифровой сумматор 9, где к нему прибавляется случайное число Иа..

4 На выходе цифрового сумматора 9 получается число, равное

1200420 ройстве 2(t ) и временного интервала начального смещения (t ), э t>> +t„с

Формирователь 3 интервалов времени (фиг,2) работает следующим образом.

С приходом на вход 15 команды

"Формирование временного интервала" (UÄZ на фиг.5) на триггере 20 фор" мируется передний фронт временного интервала (U« ), Триггер 16 устанавливается в "1" и запускает генератор Г7 линейно изменяющегося напряжения. При сравнении напряжения формируемого генератором 17 линейно изменяющегося (U ) с преобразуемым напряжением, поступающим на вход 14 (0, ),срабатывает компаратор 18 и устанавливает в "0" триггер 20, тем самым формируя задний фронт временного интервала (U« ). Выходной сигнал компаратора 18 (U1 ), пройдя через элемент 19 задержки, устанавливает в "0" триггер 16, который устанавливает в исходное состояние генератор 17 линейно изменяющегося напряжения. В исходноМ состоянии на выходе генератора 17 линейно изменяющегося напряжения — напряжение равно напряжению начального смещения (Up ). Это напряжение устанавливается с помощью источника 35 опорного напряжения (фиг.4).

Преобразователь код-временной интервал 7, схема которого приведена на фиг.3, работает следующим образом.

По команде "Начало измерения", поступающей на вход 23, в регистр

26 записывается число, поступающее на вход 22 с генератора 8 случайных чисел. По команде "Формирование временного интервала", поступающей на вход 25, триггер 31 устанавливается в "1" и на его нулевом выходе форми" руется передний фронт временного интервала (выход 32). Импульсы генератора 6 кодовых импульсов, поступающие на вход 24, через элемент

И 27 начинают поступать на счетчик

29. При совпадении кода в счетчике

29 с кодом в регистре 26 на выходе элемента 30 сравнения формируется уровень логической "1", который через элемент ИЛИ 28 устанавливает в

"0" триггер 31. Таким образом, фор20 руется задний фронт временного интервала. Команда "Формирование временного интервала" формируется по заднему фронту roìàíäû "Начало измерения".

Время преобразования известного преобразователя равно

Тл = t„+ з (4) где Т вЂ” время преобразования; — случайный временной интервал, формируемый гене30 ратором 13 случайных интервалов времени; — временной интервал, формируемый формирователем 3 интервалов времени.

Время преобразования предлагаеМого устройства равно

Т„ (5) 1200420

ВНИИПИ Эаказ 7878/б1 Тираж 871 Подлисное

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