Аналого-цифровой преобразователь

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 36 584 Н ТЕНИЯ СА гоСов. втоний980,. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ.,Коломиец О. М., Прошин Е, М.матический выбор диапазона измерв цифровых приборах. - Энергия,.с 22 Г (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро- измерительной технике и позволяет повысить быстродействие устройства при сохранении широкого динамического диапазона. Это достигается тем, что за счет переключения компараторов 1,.7 делитель 9 напряжения не переключается, компараторы 1, 7 через элемент ИЛИ 8 управляют регистром 3 последовательных приближений, который через цифроаналоговый, преобразователь 4 соединен с делителем 9 напряжения. Блок 5 определения диапазона преобразования через триггер 6 управляет компараторами 1, 7, а регистр 3 тактируется импульсами стартстопного генератора 2. 1 ил.1244792. В = 2 ВГ 6 э макс цап Пмин,юмп Изобретение относится к импульсной технике и технике электроизмерений.Цель изобретения - повьппение быстродействия при сохранении широкого динамического диапазона,На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.Преобразователь содержит компаратор 1, стартстопный генератор 2 так Отовых импульсов, регистр 3 последо-вательных приближений, цифроаналоговый преобразователь 4, блок 5 определения диапазона преобразования,триггер 6, элемент ИЛИ 8, делитель 159 напряжения.Преобразователь работает следующим образом.В исходном состоянии входное преобразуемое напряжение подается на 2 Овход блока 5, который представляетсобой компаратор с порогом срабатывания Бп . Величина Б, определяет двадиапазона работы АЦП с разным шагомквантования. Когда 08 ( У , то квант 25АЦП равен Ь, когда Б э. Уо , то квантАЦП равен КЬ, где К - целое число,обычно пропорциональное степени числа 2 для упрощения представления кодов преобразуемых напряжений Величи- ЗОна К равна коэффициенту К деления,целителя 9. По импульсу "Пуск" обнуляется регистр 3, т.е, устанавливается старший разряд цифроаналоговогопреобразователя 4, выходное напряжение которого прикладывается к второму входу компаратора 7 а через делитель 9 к второму входу компаратора 1,Имеется четыре возможных состояниякомпараторов 1 и 7: входное преобразуемое напряжение О0 4напряжение на выходе ЦАП, соответствующее включенному старшему разрядуЦАП,К - коэффициент деления делителя,9) 1 1-1 чда /Кс. ( Пи ( оО 1 ." чО /КчПри У Э 3 срабатывает блок 5,так как в этом слУчае НЧи, ЦюпПоимпульсу ",Пуск" установится в "1"триггер 6 и выход компаратора 7 через элемент 8 подключится к второмувходу регистра 3, который в с.оответствии с его логикой работы ос.тавитвключенным старший разряц ЦАП:. Если Б( У(Цчщ то и в этом случае работа регистра 3 не отличается от вьппе описанного, за исключением того, что после первого такта приближений старший разряд ЦАП бу,цет отключен,Если Ц,л /Кс ( 11(Б то блок 5не срабатывает, при этом по импульсу( Б, в работе регистра 3 участвуеткомпаратор 1. Какой из компараторовбудет работать - определяет блок 5.Коэффициент передачи делителя определяется из условия чувствительности компаратора 1 и исходя из динамического диапазона где ш - число разрядолАУЛ; о - относительная среднеквадратическая погрешность преобразования. Если позволяет чувствительность компаратора, то К( 0, Чувствительность компаратора 1 Ц Ц , ин ом ми Чдп(В Если известна чувствительностькомпаратора, то Уогда при применении данного устройства динамический диапазон будет равен 11 так как учитывая (1) и (2) 13; и ЗэГ 60 20 Для обеспечения такого динамического диапазона в прототипе применено масштабэирующее устройство, управляемое от блока выбора диапазона. Вре-, мя переключения только масштаба в прототипе при применении современной элементной базы не менее 0,5 мкс, тогда как все время преобразования цанного АЦП составляет 500 нс, т.е. по крайней мере быстродействие в 2 раза больше, чем в прототипе. формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь,содержащий блок определения диапазоЗаказ 3927/58 Тираж 815 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на преобразования, вход которого объединен с первым входом первого компаратора и является входной шиной,второй вход первогокомпаратора соединен с выходом делителя напряжения,вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, входыкоторого соединены с соответствующими первыми выходами регистра последовательных приближений, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия при сохраненииширокого динамического диапазона,введены второй компаратор, стартстопный генератор тактовых импульсов,триггер и элемент ИЛИ, первый входвторого компаратора является входнойшиной, второй вход соединен с вьгходом цифроаналогового преобразователя,выходы и рвого и второго компараторов через элемент ИЛИ подключены к первому входу регистра последовательных приближений, а третьи входы первого и второго компараторов подключены соответственно к инверсному и прямому выходам триггера, первый вход которого соединен с выходом блока определения диапазона преобразова ния, а второй вход объединен с вторым входом регистра последовательных приближений первым входом стартстопного генератора тактовых импульсов и является шиной Пуск, второй вход 15 стартстопного генератора тактовых,импульсов соединен с выходам регистра последовательных приближений, а выход - с третьим входом регистра последовательных приближений.