Способ аналого-цифрового преобразования и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЛЕТЕЛЬСТВУК 13/02 присоединением заявки РЙГосударственный ком ите Совета Министров ССС по делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 0511.78,Бюллетень4 (45) Лата опубликования описания 10.11.78 2) Автор изобретени Ю,В.Холодо 71) Заявит 54) СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕОБРАЗОВАНИЩЕСТВЛЕНИЯ огого чность ествленияее ЦАП, блокатор, знаконциальныйыделения мователи зонкоторых, соевходами ЦАПединены с уровнейзрядов,треть Изобретение относится ктельной технике.Известны способ аналого-цифровпреобразования и устройство для еосуществления, Способ основан напоследовательном усилении разностногосигнала пороговых напряжений, а уст"ройство содержит усилители, пороговыеустройства и источник эталонных напряжений 11 .Однако быстродействие и тотакого способа недостаточны,Известен способ аналого-цифровогопреобразования, основанный на поразрядном уравновешивании компенсирующим сигналом отрицательной обратнойсвязи входного сигнала и сравненииразностного сигнала, равного алгебраической сумме компенсирующего и входного напряжений, с эталонным напряжением, и устройство для его реализации,содержащеецифра-аналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого,соединен с первым входом компараторастаршего разряда, выход которого сое-,динен с входом старшего разряда ЦАП.Второй вход компаратора соединен свходом старшего разряда блока эталон-,ных уровней, а входная шина устройст. ва - со входом знакового компаратора 21. Однако такие способ и устройфство недостаточно быстродейственны, а устройство сложно.Цель изобретения - повышение быстродействия, точности способа и упрощение устройства.Это достигается тем, что по предложенному способу Формируют зону чувствительности каждого разряда из эталонных напряжений данного и предыдущего разрядов, сравнивают одновремен но раэностный сигнал с зонами чувствительности всех разрядов и используют сигнал о нахождении данного разностного сигнала в зоне для получения компенсирующего напряжения отрицателЬ- ой обратной связи.В устройство для осущспособа по п.1, содержащэталонных уровней,компарвый компаратор и диффереусилитель, введены блок вдуля и разрядные Формирочувствительности, выходыдинены с информационнымит первый и второй входы совыходами блока эталонныхданного и предыдущего ра ивходы - с выходом дифференциального усилителя. Входная шина устройства через блок Формирования модуля соединена со вторым входом дифференциального усилителя.В устройстве для осуществления способа по п.2, разрядные формирова тели эон чувствительности содержат два компаратора и элемент Пирса. Выходы компараторов через элемент Пирса соединены с выходной шиной разрядных формирователей зон чувствительности. 10 Инвертирующий вход первого компаратора, инвертирующий вход второго компа ратора и объединенные инвертирующий и неинвертирующий входй первого и вто-; рого компараторов соединены соответ- ц ственно с тремя входными шинами разрядных формирователей зон чувствитель" ности,Способ аналого-циФрового преобразования осуществляется следующим 29 образом.Формируется зона чувствительности каждого разряда из эталонных напряже ний предыдущего и данного разрядов согласно следующему неравенству:О= р о, - ц,О(ц 0) - разностный сигнал вне зоны чувствительности;Ц , - эталонное напряжение данэ 4ного разряда;Ц, - эталонное напряжение пре- фЗ 1дыдущего разряда;И р.с - разностный сигнал, равный алгебраической сумме входного и компенсирУющего сигналов обратной связиЧисло эон равно числу требуемых 4 О разрядов в т,е, потребной точности преобразования,Далее одновременно сравнивают, каФ-,кому иэ йеравенств (1), описывающих 45в зон чувствительности, соответствуетразностный сигнал, Полученный сигНало том, что данное неравенство выполняется, запоминается и служит основойдля получения компенсирующего наприжения отрицательной обратной связиКомпенсирующий сигнал суммируетдя свходным, При этом получается новоезначение разностного сигнала и циклповторяется до получения разностного усигнала, меньшего чем младший разряд,Структурная электрическая схемаустройства, реализующего способ, приведена на чертеже,Аналого-цифровой преобразовательсодержит разрядные формирователи 1зон чувствительности, компаратор старшего разряда 2, ЦАП 3, дифференциальный усилитель 4, блок 5 эталонныхуровней, блок 6 формирования модуляи знаковый компаратор 7. 65 Разрядный формирователь эон чувствительности содержит компараторы 8 и 9 и элемент Пирса 10.Разрядные формирователи 1 Формируют зону согласно неравенству, в пределах которого работает данный формирова-. ,тель. ЦАП 3 образует цепь обратной связи и преобразует двоичный код в аналоговый компенсирующий сигнал, который, суммируясь в дифференциальном усилителе 4 с входным напряжением, образует разностный сигнал, который одновременно, подается на входы разрядных Формирователей 1Формула изобретенияСпособ аналого-циФрового преобразованияОснованный на поразрядном уравновешивании компенсирующим сиг- налоМ отрицательной обратной связи входного сигнала и сравнении разностного сигнала, равного алгебраической сумме компенсирующего и входного напряжения, с эталонным напряжением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения быстродействия и точности, формируют зону чувствительности каждого разряда из эталонных напряжений данного и предыдущего разрядов, сравнивают одновременно разностный сигнал с зонами чувствительности всех разрядов и используют сигнал о нахождении данного раэностного сигнала в зоне для получения компенсирующего напряжения отрицательной обратной связи.2. Устройство для осуществлениЯ способа по п.1, содержащее цифро, аналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с первым входом комнаратора, старшего разряда, выход которого-соединен с входом старшего разряда цифро-аналогового преобразователя, второй вход компаратора соединен с входом старшего разряда блока эталонных уровней, а входная шина устройства соединена с входом знакового компаратора, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блок выделения модуля и разрядные Формиро" ватели зон чувствительности, выходы которых соединены с информационными входами: цифро- аналогового преобразователя, первый и второй входы соединены с выходами блока эталонных уровней данного и предыдущего разрядов, третьи входы соединены с выходами дифференциального Усилителя, а входная шина устройства через блок Формирования модуля соединена со вторым входом дифференциального усилителя.3. Устройство для осуществления способа по п.2, о т л и ч а ю щ е е632078 6ми разрядных формирователей зон чувствительности. Составитель А.ТитовТехред А.Алатырев Коррек Утехин чинска Редак Тираж 1044 сударственного комитета Сов по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушска7Г 366 НИИ одписноеистров СССР аказ та Мирыти д.4/5 фПатентф, г.ужгород, ул, Проект иал 5с я тем, чторазрядные формирователи зон чувствительности содержат ,два компаратора и элемент Пирса, причем выходы компараторов через элемент1 Фирса соединены с выходной шиной разрядных формирователей зон чувствитель,ности, инвертирующий вход первого компаратора,инвертирующий вход второго компаратора и объединенные инвер.тирующий и неинвертирующид входы первого и второго компараторов соединены соответственно с тремя входными шинаО Источники инФормации, принятыево внимание при экспертизе: 1. Смолов В.Б. Полупроводниковые; кодирующие и декодирующие преобразователи напряженийф М Энергия 1967, с. 128-142.2, Авторское свидетельство СССР 9 291335, Н 03 К 13/02, 1967.