Способ аналого-цифрового преобразования

)4 Н 03 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 21) 39419 22) 08,07 46) 15.04 72) А.П.С .Я.Стейск енюк 4 87. Бюл. ахов, А. л, В.И.М Д.Азаров оисеев и П.Мар усторонне ания,еш .2 авн 82,нание Балакаи В емы аналог тегральные цифроаналоМ.: Энер 1 - 13. Г. ид -цифро зовате ых говых преобр гия, 1978, с еиис.(57) Изобретение отн лительной и цифровой технике и может бытьдля преобразования анчин в цифровые. Цель ВОГО ПРЕится к вычис эмерительной польэова логовых велизобретения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 53) 681,325 (088,8)56) Лаврентьев В,Н., Клочан П,С налого-цифровые преобразователи повышение быстродействия. Для достижения поставленной цели в способпоразрядного аналого-цифрового преобразования (АЦП) вводятся дополнительные операции формирования дополнительного аналогового сигнала исуммирование его с компенсирующимсигналом перед сравнением с входнымсигналом, Устройство, реализующеезаявленный способ, содержит аналоговый вход 1, блок 2 сравнения, счетчик 3 адреса, генератор 4 импульсов,управляющий вход 5 запуска, цифроаналоговый преобразователь 6, блок7 элементов ИЛИ, регистр 9 последовательного приближения, первый цифровой выход 10, второй цифровой выход 1. Формирование дополнительногоаналогового сигнала и использованиеизбыточных измерительных кодов позволяет сократить длительность тактауравновешивания, что повышает быстродействие АЦП. 1 илИзобретение относится к автоматике и цифровой измерительной техникеи может быть использовано для преобразования аналоговых величин вцифровые. 5Цель изобретения - повышение быстродействия аналого-цифрового преобразования.На чертеже приведено устройство,реализующее предлагаемый способ.аналого-цифрового преобразования.Устройство содержит аналоговыйвход 1, блок 2 сравнения, счетчик 3адреса, генератор 4 импульсов, управляющий вход 5 запуска, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) б,блок 7 элементов ИЛИ, блок 8 постоянной памяти, регистр 9 последовательного приближения, выходные шины10, выход 11 окончания преобразования,Сущность способа аналого-цифрового преобразования заключается в следующем.При выполнении аналого-цифрового25преобразования путем поразрядногоуравновешивания осуществляют компенсацию входного аналогового сигналаАкомпенсирующим аналоговым сигналом А. При этом преобразование происходит правильно, если на последнем такте осуществляется уравновешивание А .сигналом А с точностьюЬхдо единицы младшего разряда БЬП.Для этого необходимо, чтобыГ, 35где С - длительность одного тактапреобразования; С - номинальноезначение длительности такта, Еслидлительность такта Т будет меньшезначения , то уравновешивание может произойти неверно, вследствиенеточного установления значения Аи появление ошибок типа "неправиль.ное включение разрядаили "неправильное выключение разряда". При 45формировании компенсирующего сигналаА на основе двоичного кода появление и первого и второго типов указанных ошибок кодирования приводитк неправильному уравновешиванию входного сигнала А, сигналом Ак. В предлагаемом способе аналогоцифрового преобразования Формирование сигнала Ак на основе избыточного измеритепьного кода (ИИК) исключает недоуравновешивание входного сигнала йри появлении ошибок типа "неправильное выключение разряда" вследствие возможности компенсации этоготипа ошибки в ИИК,обладающем избыточностью,Для того, чтобы при аналого-цифровом преобразовании исключить ошибку типа "неправильное включение разряда" введена несимметрия в процессе уравновешивания входного сигнала,заключающаяся в том, что на каждомх-ом такте поразрядного уравновешивания одновременно с Формированиемкомпенсирующего сигнала формируетсядополнительный аналоговый сигнал величиной Д:Е;-В+Ч; (1)где и - число разрядов кода; С 1; - вес 1-го разряда ИИК, при этом Ц, = 0;-1/, где 1 м,( 2 - основание ИИК, который суммируется с компенсирующим сигналом поразрядного уравновешивания, а сравнение входного сигнала производится с результатом суммирования, Это приводит к тому, что действующий на -ом такте вес х-го разряда увеличивается. При этом, если разность входного и компенсирующего сигналов в конце предыдущего такта уравновешивания превышала незначительно вес -го разряда, то в текущем такте произойдет выключение -го разряда и дальнейшее уравновешивание будет производиться последующими младшими разрядами. Таким образом исключается ошибка типа "неправильное включение разряда".Данные обстоятельства позволяют значительно уменьшить длительность такта поразрядного кодирования, вследствие отсутствия производить точное, до половины веса младшего разряда сравнение входного и компенсирующего сигналов. Это сравнение достаточно производить с некоторой относительной погрешностью 8 . Значение О зависит от избыточности кода и определяется по формуле3= 2(к" - 1Для чисел фибоначчи, например, значение В равно 23,бЕ,Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом.Цикл аналого-цифрового поразрядного кодирования начинается после прихода сигнала "Запуск на управляющий вход 5. При этом на выходе ре13041 72 4тается в единичном состоянии /у =1/.На последующих тактах работа устройства происходит аналогично. Послеокончания и тактов поразрядногоуравновешивания на выходных шинахО находится код К являющийсяцифровым эквивалентом входного аналогового сигнала Аа на выходе 11сигнал окончания преобразования. Формула из о яСпособ аналого-циразования,основанный м уравновешивании входи го сигнала, заключающийсна каждом .-ом такте мпенсирующий аналогов У ществляют сравнение в гового сигнала с компен оговым сигналом и запотат сравнения, о т лс я тем, что, с цель ыстродействия, одновреме ованием компенсирующегсигнала формируют доп налоговый сигнал величи=32разрядов кода; Я; - вес -го разряда, и перед сравнением с входным аналоговым сигналом суммируют компенсирующий и дополнительный анало" говые сигналы, а сравнение входного аналогового сигнала осуществляют с сигналом результата суммирования, при этом формирование компенсирующего аналогового сигнала осуществляют на основе избыточного измерительного кода с весами (, = Я/о, где 1 с о 2 - основание избыточного измерительного следующему условию: у; Е (0,1 Оф А,Ах,20 кода. Составитель В.ПершиковТехред И Попович Корректор Е.Рошко Редактор М.Товтин Тираж 902 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Заказ 1324/57 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4 3гистра 9 последовательного приближе- . ния устанавливается в единичное состояние старший 1-й разряд (остальные разряды имеют нулевое значение).На выходе блока 8 устанавливается код 5 К/Ь(,/, полученный на основании выражения (1) и записанный в блок 8 на этапе изготовления. Через блок 7 коды с выходов регистра 9 последовательного приближения и блока 8 поступают 10 на вход ЦАП 6, в котором происходит формирование и суммирование основного компенсирующего и дополнительного сигналов, На выходе ЦАП 6 появится компенсирующий аналоговый сигнал А = 15Ц = (1+ ЬЦ, . Сравнение сигналов А и А к производится в блоке 2, выходной сигнал у, которого подчиняется При этом, если на первом такте уравновешивания у, = О, то 1-ый разряд устанавливается в нулевое состояние, если же у = 1, то 1-ый разряд остается в единичном состоянии на последующих тактах уравновешивания.На втором такте аналого-цифрового ЗО преобразования по сигналугенератора 4 импульсов изменяется на единицу содержимое счетчика 3 адреса и на выходе. блока 8 устанавливается код К /ьЯ(, причем К/ЬЧ,/= = К/АЯ, /:235 Одновременно на выходе регистра 9 последовательного приближения устанавливается в единичное состояние 2-ой разряд. После очередного сравнения входного и компенсирующих сигна лов 2-ой разряд либо устанавливается в нулевое состояние /У=О/, либо осб р е т е н и фрового преоб на поразрядно ого аналогово я в том, что формируют ко ый сигнал, ос ходного анало сирующим акал минают резуль и ч а ю щ и й ю повышения б нно с формир о аналогового олнительный а ной ЬЯ; ,где и - число