Аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ У Р 7/00; Н 0.3 К 13/О ГОВаф СТВЕННЫй НГВ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ЕТ СССРИОТНРЬПЮ ОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ(53) 681.325 30.85 5(088.8) (56) 1. Гивис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. И., "Энер. гия" 1975, с,292.2. Ягецйй . ей а 11. "Н 1 дп зреед е 1 есйгоорВ 1 с апа 1 одце.д 1 д 1 а 1 сопчегз 1 оп", Е 1 есйгоп,ей. 1971, ч 10, р.508-509, И 28 (прототип) (5 Ц(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМ,К источник когерентного излученйя, электрооптический модулятор света и фотоприемник, компараторы знака и разряда,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности аналого-цифрового преобразования, в него введены реверсивный счетчик импульсов,выпрямитель, дифференцирующий блок,блок сравнения, причем вход электрооптического модулятора света соединенс входом компаратора знака и черезпоследовательно соединенные выпрямитель, дифференцирующий блок и блоксравнения-с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого через компаратор разряда соединен с выходомфотоприемника.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 ино при создании быстродействующих спец" 5 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 церез 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-сов, счетный вход которого через комнератора импульсов, а выход соединен паратор разряда соединен с выходом с входом счетчика импульсов цифровых фотоприемника. вычислительных устройств 11 . 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- устройстваменной 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 1, реверсивный счет- является аналого-цифровой преобразова чик импульсов 5, компаратор знака 6, :тель, содержащий последовательно рас- выпрямитель 7, дифференцирующий блок положенные и оптически связанные ис, блох сравнения 9; 10-16 - это точник когерентного излучения, элект эпюры (фиг.2). рооптический модулятор света и фо- Действие устройства основано на топриемник, компараторы знака и раз свойстве электрооптического модуля- ряда. При подаче на электрооптический тора света интерференционного типа модулятор входного электрического периодически изменять интенсивность сигнала на выходе электрооптицеского З светового потока под действием примодулятора, выполненного в виде дифрак ложенного напряжения. Интенсивность ционной решетки, появляются дифрак- света на выходе модулятора равнационные лучи, интенсивность которыхизменяется по закону - о 2 О-1 з51 пп = вО)(40 где ( - интенсивность света на входегде ) - интенсивность в-го дифрак- модулятора;ционного луча; О - полуволновое напряжение;3, - функция Бесселя в-го по- О - входное напряжение.рядка; Если полуволновое напряжение ОУс - коэффициент пропорциональ много меньше максимального напряженияности входного сигнала О (Фиг.2, эпюра 1 О),О - приложенное напряжение.то количество импульсов на выходеИсходя из результатов сравнения модулятора пропорционально напряжеинтенсивности дифракционных лучей с нию сигнала. Входной сигнал подается пороговой, на выходе устройства Фор на электрооптический модулятор 2, коммируются "единицы" или "нули", т.е, паратор знака 6, выпрямитель 7, На цифровой код входного аналогового выходе фотоприемника 3 получаетсясигнала 2 1 . напряжение О (эпюра 15), КомпараторНедостатком устройства является разряда 4 формирует из напряжения, по низкая точность преобразования,лученного на выходе фотоприемника 3,Цель изобретения - повышение точ- импульсы О (эпюра 16), которые пода 4 ности аналого-цифрового преобразования, ются на счетный вход реверсивногоУкаэанная цель достигается тем, счетчика 5. Чтобы измерять текущее что в ЛЦП, содержащий последователь- значение напряжения сигнала необхоНИ каз 354 раж 511 Подписное ул, Проектная,3 10180 димо при достижении им максимального значения переключать реверсивный счет;.чик 5 из режима сложения в режим вычитания, 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 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), 5 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 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 з ма сигнала, В результате код, получаемый на выходе реверсивного счетчика, пропорционален текущему значе Филиал ППП "Патент", г Э 4 фнию сигнала. Компаратор 6 вырабатывает сигнал знака.Источник когерентного излучения 1,электрооптический модулятор 2, фото- приемник 3 могут быть выполнены с помощью интегральной технологии на одной подложке. Быстродействие указанных элементов достигает по существующим оценкам величины10выб/с. Поэтому в предлагаемом устройстве быстродействие и точность в основном определяются реверсивным счетчиком, который в настоящее время может подсчитывать импульсы с частотой 100- 250 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.