Следящий аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к аналого-цифровым преобразователям. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет введения в устройство, содержащее генератор 4 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 1, преобразователь 2 код - напряжение, компаратор 3, элемента И 6, элемента ИЛИ 7, элемента 8 задержки и буферного регистра 5. При этом частота записи информации в буферный регистр 5 производится с частотой дискретизации меньшей, чем тактовая частота работы аналого-цифрового преобразователя. Если в такт, следующий за тактом записи, значение входного сигнала возрастает, то производится корректировка записанного в буферный регистр значения. 3 ил.

ое. (tf) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н О 3 М 1/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ ЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4444639/24-24 (22) 16.05.88 (46) 23 ° 09 ° 90.Бюл,.У 35 (72) П,И,Голубев, В,И,Григорьев. и О.А,Дмитриев (5 3) 6 81, 325 (088, 8) .(56) Авторское свидетельство СССР

N -1102031, кл. Н 03 М 1/48, 1983 °

Полупроводниковые кодирукщие и . декодируницие преобразователи напряжения/Под ред. В..Б, Смолова, - Л,:

Энергия, 1967, .с. 135 ° (54) СЛЕДЯЩИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБ

РАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналого-. цифровым преобразователям, Цель изоб2 ретения - повьшгение точности - дости:гается за счет. введения в устройство, содержащее генератор 4 тактовых

Ф импульсов, реверсивный счетчик 1, преобразователь 2 код-напряжение, компаратор 3, элемента И 6, элемента

ИЛИ 7, элемента 8 задержки и буферного регистра 5, При этом частота записи информации в буферный регистр

5 производится с частотой дискретизации меньшей, чем тактовая частота работы аналого-цифрового преобра зователя. Если в такт, следукщий за тактом записи, значение входного сигнала возрастает, то производится корректировка записанного в буферный .д регистр значения, 3 ил, 9

15946 88

Изобретение относится к аналого" .цифровым преобразователям и может быть использовано в связи, вычислиа åëüíoé и измерительной технике, системах обработки информации и в циф" ровых системах автоматического управления, Целью изобретения является повышение точности преобразования, 10

На фиг, 1 представлена функциональ ная схема следящего аналого-цифрового преобразователя АЦП; на фиг.2 - диаграмма поясняющая эффект снижения точности следящего АЦП при 15 регулярном прореживании; на фиг, 3 " диаграмма, поясняющая работу преобразователяя, Следящий аналого-цифровой преоб" разователь содержит реверсивный счет- 20 чик 1, преобразователь 2 код-напряжение, компаратор 3, генератор 4 тактовых импульсов, буферный регистр 5, элемент И 6, элемента ИЛИ 7, элемент

8 задержки, входную шину 9, шину 10 25 частоты дискретизации, выходную шину 11, шину 12 считывания информации, Следящий аналого-цифровой преобразователь работает следующим обра- 30 зом, J

Входной сигнал U с максимальной .частотой Рс, .поступающий на шину с ма с 35

9, сравнивается компаратором 3 с сигналом, поступакщим с преобразователя 2 ° Компаратор 3 вырабатывает сигнал рассогласования, который подается на вход направления счетчика счет- 4 чика l С поступлением с генератора

4 импульса тактовой частоты насчетный вход счетчика 1 значение счетчика увеличивается или уменьшается на единицу В 3 ависимо сти от сигнала ком 45 паратора 3, что приводит к изменению напряжения на выходе преобразователя

2 на один квант h, При достаточной величине тактовой частоты Р генератора 4 скема преобразователя обеспечивает непрерывное выравнивание напряжений, подаваемых на входы компаратора 3, и код на выходе счетчика 1 пропорционален величине входного еигнала Б

Одним из определенных факторов выбора тактовой частоты генератор а сл едящего АЦП является допустимый уровень динамических искажений преобразуемого сигнала, Тактовая частота

F выбирается из соотношения

Рт =2ц 2 Рс л, с макГ

I где F(„ - верхняя граничная частота смакС сигнала;

N — количество разрядов АЦП;

F — тактовая частота;

Из выражения видно, что F значительно превышает Р (,;, . В большинстве с ьакс случаев для преобразования аналогового сигнала без искажений достатог:.но брать выборки согласно теореме

Котельникова с частотой дискретизации F4 „равный или несколько больше

2F ц„. Это приводит к необходимости с ииксо прореживания выборок, поступакщих со следящего АЦП с частотой Р . Но при любом регулярном прореживании (взятие выборок с частотой F обладающей постоянным, периодом) точность преобразования уменьшается в два раза, т, е, происходит ухудшение разрешающей способности АЦП, Потеря разрешающей способности при регулярном прореживании выборок является характерной для следящего

АЦП. Это . связано с тем, что текущему значению аналогового входного сигнала соответствуют два соседних отсчета АЦП, различающиеся на единицу младшего разряда, На фиг,2 показан эффект снижения точности следящего АЦП при регулярном прореживании, При переходе с одного уровня слежения на другой происходит переворот фазы сигнала рассогласования компаратора 3 на 180, Это означает, что при организации регулярной выборки с частотой F, кратной F момент взятия выборок в отличающихся по значению сигнала уровнях слежения будет приходиться на противофазные значения сигнала рассогласования, Если в предыдущем уровне слежения на строб Рд попадало меньшее из двух соседних значений счетчика 1, то теперь приходится большее,А эти значения либо равны между собой, либо отличаются на два кванта, Таким образом, на выходе АЦП код либо остается прежним, либо изменяется на два кванта сразу, хотя входной сигнал и в том и в другом случае изменился всего на один квант h. Данный эффект, приводящий к снижению точности преобразования

5 l5946 следящего АЦП в два раза, при регулярном прореживании показан на фиг,2 на выходе условного цифроаналогового преобразователя, подключенного к вы5 ходу АЦП, На фиг.З представлена диаграмма, поясняющая работу предлагаемого АЦП, Принцип действия АЦП аналогичен опи санному ранее с той лишь разницей, 10 что моменты взятия с выхода АЦП выборок синхронизированы по фазе с сигналом рассогласования, В ка честве прореженных выборок с АЦП берется всегда большая из двух сосед» 15 них, Для записи в буферный регистр достоверной информации формируется дополнительный импульс записи, позволякщий скомпенсировать возникающую расфазировку при переходе с одного уровня на другой. ,Запись текущей выборки в регистр 5 осуществляется в момент поступления импульса частоты F с шины 10 на вход записи буферного регистра 5 через элемент ИЛИ 7 без каких-либо условий, Если в момент действия F знак счета будет соответствовать единице (счет на.увеличение), то последующее . значение счетчика будет заведомо боль- ЗО ше предыдущего и оно будет записано в буферный регистр 5 импульсом F, проходящим через элемент И 6, элемент

8 задержки на один такт F* и элемент ИЛИ 7 ° Если знак счета в момент действия Р1, будет нулевым (счет на уменьшение), то корректировка информации в буферном регистре 5 не производится °

88

Таким образом, в регистре 5 окон чательно фиксируется всегда большая из двух соседних выборок в данном уровне слежения, Для уровней слежения, отличакщихся на один квант, выборки, находящиеся в буферном регистре 5 после момента поступления повторного им пульса записи, также отличаются на один квант, Формула изобретения

Следящий аналого-цифровой йреобраэователь, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, преобразователь код - напряжение и ком" паратор,второй вход которого является входной шиной, а выход соединен с входом управления счетом реверсивно го счетчика, о т л и ч а ю щ и и . с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены буферный регистр, элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки, причем информацион ные входы буферного регистра соедине ны с соответствующими выходами ре-версивного счетчика, вход paspemeния считывания данных является шиной считывания информации, а вход записи подключен к .выходу элемента ИЛИ, пер вый вход которого через элемент задержки подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен к выходу компаратора, а второй вход объединен с вторым входом элемента ИЛИ и является .шиной частоты дикретизации, а выходы буферного регистра являются выходной шиной, . 1594688 т

0707 0070101070101010110107 07 07 010110101

fg

Fp

01010 010101 0101а 1010 7 01010101010110101

"а

fg

Й Ю Й

Составитель И,Романова

)?epaKTop Н,Лазаренко Техред I.Îëèéíbtê Корректор С,Черни

Ф

Заказ 2838 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 301