Аналого-цифровой преобразователь

Союз Советскик Социалистических Республикьиое к авт, св 22) Заявле 13 с присоеди (23) ПриориОпубли судавстеенный квантет СССР но делаи пзобретеннй н открытий(71) Заявитель 54) АНАЛО ФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Изобретение относится к аналогоциФровым преобразователям н можетиспользоваться в ядерной электронике.Известны аналого-циФровые преобразователи, механизм преобразованиякоторых построен на линейном (ступенчатом) разряде или заряде конденсатора 111. К недостаткам таких преобразователей можно отнести большоевремя, требуемое на преобразование,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является преобразователь, содержащий генератортактовых импульсов, два ключа, генераторы грубых и точных ступеней, регистры старших и младших разрядов,блок сравнения и входное устройство,в которйх для умейьшения временипреобразования исПольэуют .нелинейное кодирование,основанйое на последовательном грубом и точном измерении амплитуды исследуемогосигнала (23,Однако в таких преобразователях 25возникают трудности,обеспечение .необходимых соотношений между величинами грубой и точной ступенек, нарушение которых приводит к появлениюдиФФеренциальной нелинейности, 30 Цель изобретения - уменьшение диФФеренциальной нелинейности,.Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен непосредственно с входом регистра старших разрядов и через геНератор грубых ступеней с первым входом сумматора, а выход второго элемента И соединен нЕпосредственно с входом регистра младших разрядов и через генератор точных стуйеней с вторым входом сумматора, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом входного устройства, дополнительно введены два триггера, третий элемент И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса генератора точных ступеней, первый вход элемента Илй соединен с выходом первого триггера, входом геиератора тактовых импульсов и входом сброса генератора грубых ступеней, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом блока сравненияр счетным ВХОдом второгО5 О 15 20 25 ЗО 35 Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь,содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента Исоединен непосредственно с входомрегистра старших разрядов и через:генератор грубых ступеней с первымвходом сумматора, а выход второгоэлемента И соединен непосредственно 55 с входом регистра младших разрядови через генератор точных ступеней свторым входом сумматора, выход которого соединен с одним входом блокасравнения, другой вход которого соединен с выходом входного устройства,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения дифференциальнойнелинейности в него дополнительновведены два триггера, третий элемент 65 И и элемент ИЛИ, выход которого сотриггера и первым входом третьегоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента Ивыход входного устройства соединен спервьжи установочными входами первого и второго триггеров, вторые установочные входы которых соединенысоответственно с выходами третьегоэлемента, И и регистра младших раз-рядов, первый и второй входы второго триггера соединены соответственнос вторыми входами первого и второгоэлементов И, а выход генератора точных ступеней подключен к управляющему входу генератора грубых ступенейеСтруктурная электрическая схемапредлагаемого аналого-цифрового преобразователя показана на чертеже.Преобразователь содержит входноеустройство 1, первый триггер 2, генератор З.тактовых импульсов, второйтриггер 4, первый, второй и третийэлементы Й, 5, б и 7, генератор 8грубых ступеней, генератор 9 точныхступеней, регистрь 1 10 и 11 старшихи младших разярдов, сумматор 12,блок 13 сравнения, элемент ИЛИ 14.Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.Преобразуемые импульсы приходятна вход входного устройства 1. Напряжение, равное амплитуде входного импульсЖ, подается на вход блока 13сравнения. Импульс начала преобразования с управляющего выхода входного устройства устанавливает триггер2 в положение ф 11, а триггер 4 вположение 0 ф. При этом генератор3 тактовых импульсов открывается,импульсы с его выхода через элементИ 6 поступают на вход генератора 9точных ступеней и регистр 11 младшихразрядов, Переключение регистра 1111переводит триггер 4 в положение 1(открывается элемент И 5 и закрывается элемент И б), причем на выходегенератора 9 точных ступеней к этому моменту образуется напряжение,равное по абсолютной величийе и знаку амплитуде грубой ступени, Это напряжение подается на управляющий входгенератора 8 грубых ступеней, темсамым задается амплитуда грубой ступеньки.Импульсы с элемента И 5 поступаютна вход генератора 8 грубых ступеней и на вход регистра 10 старшихразрядов, На выходе сумматора каскада 12 появляется ступенчато-изменяющееся напряжение, амплитуда которогоравна (Б + 1) ь 1, где Н - число импульсов в регистре 10 старших разрядов; Ь 1 - амплитуда грубой ступени,При превышении. напряжения на выходе сумматора 12 над преобразуемымнапряжением срабатывает блок 13 сравнения, импульс которого перебрасывает триггер 4 в положение фОф ичерез элемент ИЛИ 14 сбрасывает генератор 9 точных ступеней. При этомамплитуда напряжения на выходе сумматора 12 соответствует количествуимпульсов в регистре 10 старшихразрядов. Вновь открывается элементИ б (элемент И 5 закрывается), и импульсы с генератора 3 тактовых импульсов поступают на вход генератора 9 точных ступеней и регистра11 младших .разрядов (начинаетсяточное определение амплитуды входного импульса),На выходе сумматора 12 напряжение нарастает с меньшей скоростью,чем при грубом определении амплитуды, Амплитуда на выходе сумматора12 равна (И.1 + и а 2), где и - число импульсов в регистре 11 младшихразрядов; 6 2 - амплитуда точной ступеньки. В момент определения амплитудного значения входного импульсасрабатывает блок 13 сравнения, синхронизированный тактовыми импульсами, поэтому на выходе элемента И 7возникает импульс окончания преобразования, который устанавливает триггер 2 в положение 0, Тактовыеимпульсы с генератора 3 прекращаются,В регистрах 10 и 11 старших и младшихразрядов записан код, пропорциональный амплитуде выходного импульса,Применение аналого-цифрового преобразователя, выполненного по предлагаемой схеме, существенно уменьшает дифференциальную нелинейность его,что снижает требования к наСтройкеи регулировке. Кроме того, в начальной части спектра время преобразования его меньше, это значительно 40 уменьшает мертвое время преобразователя,738145 Составитель И.Стомедактор Т. Рыбалова Техред А,Щепанская Корректор Е, Папп Подписноекомитета СССРи открытийокая наб., д, 4/5 37 Тираж 995 ИИПИ Государственног по делам изобретени 5, Москва, Ж, РаушЗакаэ 282 130 лиан ппп ф патент , г.ужгород, ул.проектная,4 единен с входом сброса генератораточных ступеней, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом первоготриггера, входом генератора тактовыхиМпульсов и входом сброса генераторагрубым ступеней, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом блокасравнения, счетным входом второготриггера и первым входом третьегоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И,выход входного устройства соединенс первыми установочными входамипервого и второго триггеров, вторыеустановочные входы которых соединены соответственно с выходами третьего элемента И и регистра младшихразярдов, первый и второй. выходывторого триггера соединены соответственно с вторыми входами первого.и5 второго элементов И, а выход генератора точных ступеней подключен куправляюшему входу генератора грубыхступеней,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Х 11 Ыпвоп Э.Н. Ргос. СваЬгМгеРМ 1, Яос 1950, 9 46, р.508.2. Приборы и техника эксперимента, 1959, Р 3, с,156 (прототип).