Способ аналого-цифрового преобразования и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЛЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.0427 (21) 2478780/18-21 с присоединением заявки %(23) Приоритет(43) Опубликовано 0511.78,Бюллетень № 41 (45) Лата опубликования описания 10.11.78

Союз Советских

Социалистических

Республик " l 632078 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/02

Гоеударственный комитет

Совета Миикстров СССР по делам изобретений и открытий (53) УЛК 681.325 (088. 8) P2) Автор изобретения

Ю, В. Холодов (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известны способ аналого-цифрового преобразования и устройство для его осуществления, Способ основан на последовательном усилении разностного сигнала пороговых напряжений, а устройство содержит усилители, пороговые устройства и источник эталонных напряжений (lf .

Однако быстродействие и точность такого способа недостаточны.

Известен способ аналого-цифрового преобразования, основанный на поразрядном уравновешивании компенсирующим сигналом отрицательной обратной связи входного сигнала и сравнении разностного сигнала, равного алгебраической сумме компенсирующего и входного напряжений, с эталонным напряжением, и устройство для его реализации, содержащее цифра-аналоговый преобразователь (ЦАП), выход котоРого сое» динен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого, соединен с первым входом компаратора старшего разряда, выход которого сое-, динен с входом старшего разряда ЦАП .

Второй вход компаратора соединен с входом старшего разряда блока эталон-, ных уровней, а входная шина устройст ва — co входом знакового компаратора j2). Однако такие способ и устройство недостаточно быстродейственны, а устройство сложно.

Цель изобретения — повышение быстродействия, точности способа и упрощение устройства.

Это достигается тем, что по предложенному способу Формируют зону чувствительности каждого разряда из эталонных напряжений данного и предыдущего разрядов, сравнивают одновремен .но раэностный сигнал с зонами чувствйтельности всех разрядов и используют сигнал о нахождении данного разностного сигнала в зоне для получения компенсирующего напряжения отрицателЬ.ой обратной связи.

В устройство для осуществления способа по п.1, содержащее ЦАП, блок эталонных уровней,компаратор, знаковый компаратор и дифференциальный усилитель, введены блок выделения модуля и разрядные Формирователи зон чувствительности, выходы которых соединены с информационными входами ЦАП, первый и второй входы соединены с

Выходами блока эталонных уровней данного и предыдущего разрядов, третьи

632078 входы - с выходом дифференциального усилителя. Входная шина устройства через блок формирования модуля соединена со вторым входом дифференциального усилителя.

В устройстве для осуществления способа по п.2, разрядные формирователи эон чувствительности содержат два компаратора и элемент Пирса. Выходы компараторов через элемент Пирса соединены с выходной шиной разрядных формирователей зон чувствительности. Щ

Иннертирующий вход первого компаратора, инвертирующий вход второго компа ратора и объединенные инвертирующий и неинвертирующий входй первого и вто-; рого компараторов соединены соответ- д ственно с тремя входными шинами разрядных формирователей зон чувствительности.

Способ аналого-цифрового преобразования осуществляется следующим 29 образом.

Формируется зова чувствительности каждого разряда из эталонных напряже ний предыдущего и данного разрядон согласно следующему неравенству: ,03=- Р и . ир, О,, 0 Ой ц 0 .с0 U где (У =1) - разноствый сйгнал в зоне чувствительности; (U 0} - разностный сигнал вне зоны чувствительности;

Ц . - эталонное напряжение дан34 ного разряда; ((, - эталонное напряжение пре® »( дыдущего разряда;

И р.с — разностный сигнал, равный алгебраической сумме входного и компенсирующего сигналов обратной связи

Число эон равно числу требуемых 4О разрядов rn т.е, потребной точности преобразования.

Далее одновременно сравнивают, каФ., кому иэ йеравенств (1), описывающих 45 в зон чувствительности, соответствует разностный сигнал. Полученный сигНал о том, что данное неравенство выполняется, запоминается и служит основой для получения компенсирующего напри- 50 жения отрицательной обратной связи..

Компенсирующий сигнал суммируется с входным. При этом получается новое значение разностного сигнала и цикл повторяется до получения разностного 5 сигнала, меньшего чем младший разряд, Структурная электрическая схема устройства, реализующего способ, приведена на чертеже.

Аналого-цифровой преобразователь содержит разрядные формирователи 1 зон чувствительности, компаратор старшего разряда 2, ЦАП 3, дифференциальный усилитель 4, блок 5 эталонных уровней, блок 6 формирования модуля и знаковый компаратор 7. 65

Разрядный формирователь эон чувствительности содержит компараторы 8 и

9 и элемент Пирса 10.

Разрядные формирователи 1 формируют зону согласно неравенству, в пределах которого работает данный формирова- . ,тель. ЦАП 3 образует цепь обратной связи и преобразует двоичный код в аналоговый компенсирующий сигнал, который, суммируясь в дифференциальном усилителе 4 с входным напряжением, образует разностный сигнал, который одновременно, подается на входы разрядных Формирователей 1 °

Формула изобретения

1. Способ аналого-цифрового преобразования основанный на поразрядном уравновешивании компенсирующим сигналом отрицательной обратной связи входного сигнала и сравнении разностного сигнала, равного алгебраической сумме компенсирующего и входного напряжения, с эталонным напряжением, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия и точности, формируют зону чувствительности каждого разряда из эталонных напряжений данного и предыдущего разрядон, сравнивают одновременно разностный сигнал с зонами чувствительности всех разрядов и используют сигнал о нахождении данного раэностного сигнала в зоне для получения компенсирующего напряжения отрицательной обратной связи.

2. Устройство для осуществлениЯ способа по п.1, содержащее цифро,аналоговый преобразователь, выход которого соединен с перным входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с первым входом ком аратора, старшего разряда, выход которого-соединен с входом старшего разряда цифро-аналогового преобразователя, второй вход компаратора соединен с входом старшего разряда блока эталонных уровней, а входная шина устройства соединена с входом знакового компаратора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, н него введены блок выделения модуля и разрядные формиро" ватели зон чувстнительности, выходы которых соединены с информационными входами: цифро- аналогового преобразователя, первый и второй входы соединены с выходами блока эталонных уровней данного и предыдущего разрядов, третьи входы соединены с выходами дифференциального усилителя, а входная шина устройства через блок формирования модуля соединена со вторым входом дифференциального усилителя.

3. Устройство для осуществления способа по п.2, о т л и ч а ю щ е е632078 6 ми разрядных формирователей эон чувствительности.

Составитель A.Tèòîâ

Техред A.Aëàòûðåâ Корректор Е.Дичинская

Редактор Л.утехина

Заказ 6366/57 Тираж 1044 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4

5 с я тем, что разрядные Формирователи зон чувствительности содержат ,цва компаратора и элемент Пирса, причем выходы компараторов через элемент

Фирса соединены с выходной шиной разрядных формирователей зон чувствитель,ности, инвертирующий вход первого компаратора,инвертирующий вход второго компаратора и объединенные инвер.тирующий и неинвертирующий входы пер вого и второго компараторов соединены соответственно с тремя входными шинаl0

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Смолов В.Б. Полупроводниковые; кодирующие и декодирующие преобразователи напряжений М., Энергия

1967, с. 128-142.

2. Авторское свидетельство СССР

9 291335, Н 03 К 13/02, 1967.