Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

СОКИ СОВЕТСНИХюицншьипмРЕСПУБЛИК ОЗК 130 НОМИТЕНИЙ И ОТН ССОРРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВУ . о алого980,-.ЦИФРО- ий ге-. го чеатель ратора, через управи й я(54) (57) 1. АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГОВОи ПРЕОВРАВОВАТЕЛБ, содержацнератор, регистр, выход которорез цифроаналоговый преобразовсоединен с первым входом компавторой вход которого соединендифференциатор с входом блокаления адаптацией,о т л и ч а юс я тем, что, с целью повьзаен,.ЯОО А быстродействия, введен сумматор, уйравляющий вход которого соединен с выходом компаратора, .первый вход подключен и. выходу блока управления адаптацией, второй вход соединен с выходом регистра,.а рд подключен к входу регистрасии ровход которого соединен с выходом генератора.2. Аналого-.цифровой преобразователь, о т л и ч а ю ш и й с я тем, ,что блок управления адаптацией выполнен на дешифраторе и трех компараторах, первые входы которых соединены с входом блока управления адаптацией, вторые входы подключены к соответствующимшинам опорного на: пряжения, а выходы через дешиФРаторк выходу блока управления адаптациейИзобретение относится к измерительной технике и предназначено дляосуществления преобразования аналогового сигнала в цифровой вид.Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) следящего типа, Вход 5АЦП подключен к входу компаратора,выход которого через блок управления, реэерсиэный счетчик, цифроаналоговыйпреобразователь (ЦАП) подключен к другому входу компаратора, а на так товый вход .реверсивного счетчика подключен выход тактового генератора, Выходом АЦП является выход логики передачи данных, которая входом соединена с другим выходом блока управления, а другой вход подключен к входу установки начальных условий реверсивного счетчика 1.Такой преобразователь обладает малым временем одного преобразования, но время лереходного процесса достаточно велико, что снижает в целом быстродействие всего АЦП.Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор, регистр, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен через дифференциатор с входом блока управления адаптацией, введен сумматор, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход под- З 5 ключен к выходу блока управления адаптацией, второй вход соединен с выходом регистра, а выход подключен к входу регистра, синхровход которого соединен с выходом генератора. 40Причем блок управления адаптацией выполнен на дешифраторе и трех компараторах, первые входы которых соединены с входом блока управления адаптацией, вторые входы подключены 45 к соответствующим шинам опорного напряжения, а выходы через дешифраторк выходу блока управления адаптацией,На Фиг.1 представлена структурная схема адаптивного аналого-цифрового преобразователя,ф на Фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая его работу.Устройство содержит компараторы .1-4, дифференциатор 5, дешифратор б, сумматор 7, регистр 8, тактовый генератор 9 цифроаналоговый преобраэо ватель (ЦАП) 10, причем вход устройства связан с.входом дифференциатора и через компаратор 1 с управляющим входом сумматора 7, выход которого . через регистр 8 подключен к входу 60 сумматора 7, к входу всего АЦП и через ЦАП к другому входу компаратора 1, кроме того, выход дифференциатора 5 соединен через компараторы 2,3,4, дешифратор б с дру- б 1 гим входом сумматора 7, к другимвходам компараторов 2,3,4 подключены:соответственно опорные напряженияЦ 1 В Ц 2, Из, а к синхронизируюиемувходу регистра 8 подключен выход тактового генератора 9. АЦП работает следующим образом.При возрастании входного сигнала 11 (фиг.2) выше сигнала на выходе ЦАП 10, на выходе компаратора 1 появляется логическая единица, которая переводит сумматор 7 в режим сложения входных сигналов. Сумматор 7 совместно с регистром 8 образуют интегратор, вход которого соединен с выходом дешифратора б. При поступлении с тактового генератора 9 импульсов интегратор производит прибавление входного сигнала к выходному сигналу регистра 8. Данный сигнал начинает возрастать по величине и после преобразования с помощью ЦАП 10 в ана - логовый вид этот сигнал сравнивается с входным на входах компаратора 1. Если сигнал с выхода ЦАП 10 превысит входной сигнал устройства, то на выходе компаратора 1 появляется логический ноль, которнй переводит сумматор 7 в режим вычитания, и сигнал на выходе регистра 8 уменьшается. Таким образом, выходной циАровой сигнал АЦП отслеживает свой входной аналоговый сигнал. Причем информация о новом преобразовании появляется на выходе АЦП после каждого тактового сигнала генератора 9. Дифференциатор 5 обеспечивает дифференцирование входного сигнала и на его выходе имеет место сигнал, пропорциональный скорости изменения входного сигнала. При обычной работе АЦП входной сигнал имеет малую скорость изменения. В этом случае на вход сумматора 7 с деиифратора б подается код, равный единице. При этом на выходе регистра 8 информация при каждом новом такте изменяется на единицу младшего разряда, что обеспечивает максимальную точность преобразования (сигнал 12 на .верхнем пологом участке фиг.2). Однако, если входной сигнал имеет большую скорость изменения, когда единичные положительные приращения сигйала на выходе регистра 8 не успевают отслеживать входной сигнал АЦП, то срабатывает цепь Формирования сумматора 7. При этом сигнал на выходе дифференциатора начинает превышать один из уровней Ц,У 2,Ц, на выходе компараторов 2, 3, 4 появляются логические единицы, что обеспечивает появление на выходедеиифратора б числа, больше единицы. При этом возрастает. величина приращения сигнала на выходе регистра. 9, т.е. возрастает скорость отслеживания входного аналогового сигнала АЦР, Причем, чем выше скорость изменения входного сиг1019620 Составитель Л. БеляРедактор В.Лазаренко Техред С,мигунова ректор А.ДЗ Заказ 3725/52 Тираж 936 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Х, Раушская на;4/5 илиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная нала, тем больше по величине сигнална выходе дифференцнатора 5, тем сбольшим опорным напряжением И,П,Цсравняется дифФеренцированный сигнал,тем больше число на входе и выходедешифратора 6, тем больше скорость 5изменения инФормации на выходе регистра 8. Так входной сигнал 11 АЦПимеет в начальный момент самую высокую скорость изменения, поэтому выходной сигнал 12 АЦП отслеживает его 10с помощью больших приращений. Привозрастании входного сигнала до уровня А его скорость изменения падаети приращения. выходного сигнала АЦПтакжЕ падают вдва Раза. При возрастанин входного сигнала выше.уровня Вприращения выходного сигнала АЦП ста-.новятся минимальными. Таким образом, предлагаемый преобразователь имеет повышенное быстродействие, при этом он получает воэ" можность эффективно преобразовывать входные сигналы, скорость изменения которых превышает в К раэ максимальную скорость изменения входного сигнала известного АЦП. Число К равно максимальному числу на выходе дешифратора 6. При .этом соответственно в К раз уменьшается точность преобразования, однако общая точность отслеживания входного сигнала значительно возрастает, так как известный АПП срезает передний фронт сигнала 11 (фиг,2), а в предлагаемом АЦП передний фронт сигнала отслеживает сигнал 12 (фиг.2). Вершину сигнала оба АЦП отслеживают с одинаковой точностью.