Аналого-цифровой преобразователь

) М. Кл."- Н ОЗК 13/ аявкиприсоединснис Государственный комитет Совета Министров СССР 23) Приоритет43) Опубликовано УДК 681,325(088.8 8, Бюллетеньаа делам изобрет и открытий ликования описания 18.04.7(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОЬРАЗОВАТ тва Изобретение относится к области электроизмерительной и вычислительной техники, аименно к устройствам, преобразующим аналоговые сигналы в цифровой код.Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий схему сравнения, цифроаналоговый преобразователь и блок управления 1).Однако у такого устройс сравнительнонизкое быстродействие, 10Известен также аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной усилитель,сравнивающее устройство и устройство управления, в котором для увеличения быстродействия используется преобразователь кода в ток 1 д2),Однако в известном аналого-цифровом преобразователе быстродействие ограничиваетсяналичием переходных процессов, протекающихв момент преобразования вследствие паразитных связей в преобразователе кода в ток,сравнивающем устройстве, входном усилителеи других узлах,Целью изобретения является увеличениебыстродействия путем уменьшения динамической погрешности от переходных процессовуравновешивания аналого-цифрового преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что ваналого-цифровом преобразователе, содержа щем входной усилитель, соединенный с одним входом сравнивающего устройства и выходом преобразователя кода в ток, и устройство управления, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства, в каждый разряд введены инвертор и две дифференцирующие КС-цепи, к выходам каждой из которых подключены последовательно соединенные диод и токозадающий резистор, причем вход первой дифференцирующей КС-цепи подключен к выходу соответствующего разряда устройства управления и через инвертор соединен со входом второй дпфференцирующей КС-цепи и управляющим входом преобразователя кода в ток, другие выходы токозадающих резисторов соединены со вторым входом сравнивающего устройства,На фиг. 1 представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы.Аналого-цифровой преобразователь содержит входной усилитель 1, сравнивающее устройство 2, преобразователь 3 кода в ток, дифференцирующие КС-цепи 4 и 5, устройство б управления разрядами преобразователя кода в ток, диоды 7 и 8 и токозадающие резисторы 9. Выход входного усилителя 1 соединен с первым входом устройства 2, с этим же входом устройства 2 соединен выход преобразователя5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3. Выход устройства 2 соединен с устройством 6 управления, выходы которого соединены с соответствующими входами преобразователя 3 и со входами дифференцирующих КС-цепей 4 и 5, Выходы КС-цепей 4 и 5 последовательно соединены с диодами 7 и 8 и с резисторами 9, вторые выводы всех токозадающих резисторов 9 соединены со вторым входом устройства 2. Между выходами устройства 6 и входами преобразователя 3 включены инверторы 10.Устройство работает следующим образом, По сигналу с устройства 6 управления в момент времени 1 импульсом включается старший разряд преобразователя кода в ток и в момент времени 1 г - 1 (фиг. 2,а и фиг. З,а) происходит сравненис веса старшего разряда со входным сигналом. Из-за наличия переходных процессов в узлах аналого-цифрового преобразователя вес разряда не успевает достичь своего эталонного значения и отличается от него на величину ЛУ, (фиг, 2,а и фиг. З,а), Для компенсации этой погрешности на вход дифференцирующей цепи 4 одновременно с преобразователем кода в ток поступает управляющий импульс. С выхода дифференцирующей КС-цепи 4 поступают два импульса, положительный и отрицательный, соответствующие переднему и заднему фронту продифференцированного управляющего импульса. Через диод 7 проходит только отрицательный импульс и через резистор 9 поступает на второй вход сравнивающего устройства 2 (фиг.2,в и фиг. З,в). Компенсируя возникшую погрешность, амплитуда и характер изменения компенсирующего импульса подбираются с помощью величины резистора 9 и постоянной времени дифференцирующей КС-цепи 4.В момент времени 1 происходит выключение старшего разряда преобразователя кода в ток и включение следующего разряда. Переходный процесс, возникающий при выключении старшего разряда, меняет вес следующего разряда на величину ЛУ, причем знак погрешности ЛУ зависит от характера переходного процесса выключения разряда и может быть как положительным (фиг. З,б), так и отрицательным (фиг. 2,б) . Для компенсации этой погрешности на вход дополнительно введенной дифференцирующей КС-цепи 5 через инвертор 10 одновременно с преобразователем 3 поступает импульс, управляющий включением старшего разряда преобразователя 3, С помощью диода 8 выбирается второй компенсирующий импульс, соответствующий заднему фронту проди фференци рованного импульса управления н через резистор 9 поступает на второй вход сравнивающего устройства. Место включения дифференцирующей КС-цепи 5 зависит от знака погрешности ЛУ и может быть такое, как на фиг. 1, либо же включается в ту же точку, что и дифференцирующая КС-цепь 4. Соответственно полярность компенсирующего импульса будет положительной (фиг. З,г) или отрицательной (фиг.2,г).Погрешность, возникающая из-за нарушения веса второго разряда из-за собственного переходного процесса включения, компенсируется с помощью дифференцирующей КС-цепи 4, диода 7 и резистора 9 этого разряда так же, как и в предыдущем разряде. При включении последующих разрядов возникающие погрешности компенсируются аналогичным образом.Таким образом, в предложенном аналогоцифровом преобразователе динамическая погрешность, возникающая из-за переходных процессов уравновешивания при аналого-цифровом преобразовании, компенсируется полностью, что позволяет существенно повысить его быстродействие. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий входной усилитель, соединенный с одним входом сравнивающего устройства и выходом преобразователя кода в ток, устройство управления, вход которого соединен с выходом сравнивающего устройства, о т л и ч а ющн : ся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в каждый разряд введены инвертор и две дифференцирующие КС-цепи, к выходам каждой из которых подключены последовательно соединенные диод и токозадающий резистор, причем вход первой дифференцирующей КС-цепи подключен к выходу соответствующего разряда устройства управления и через инвертор соединен со входом второй дифференцирующей КС-цепи и управляющим входом преобразователя кода в ток, другие выводы токозадающих резисторов соединены со вторым входом сравнивающего устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кончаловский В. Ю. и др. Электрические цифровые преобразователи. М., Энергия, 1967, с. 367 - 370, рис. 12 - 5.2. Средства аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники. М., Машиностроение, 1968, с. 274.