Аналого-цифровой преобразователь

ОПИСАНИЕ 74ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Рмлублик(22) Заявлено 300977 (21) 2526524/18-21 1)М. К неннеч К 13/17 присоед23) Приор явки Ио осударственный иом СССР по дедам изобретен и открытийата опубликования описания 25.068) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ НРЕОБРАЗОВАТЕЛ данного преобразовааличие у сравнивающих араторов) эоны нечувс% о приводит к увеличепреобразования о изобретения яв ешности преобраз Недост теля явля устройств вительнос нию погреш Целью уменьшени ния.комсяком нос анн по ляетсяова 0 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано дляпреобразования двухполярных напряжений и токов в цифровой код,Известно устройство преобразования, состоящее из генератора прямоугольных колебаний, схемы измененияуровня, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и фильтра 11,Недостаток преобразователя - высокая погрешность преобразования исложность устройства. Известен также следящий аналого цифровой преобразователь, состоящий из.двух компараторов, на входе которых стоят резисторы, соединенные по мбстиковой схеме; на выходе компаратФров - логическая схема, реализующая 20 суммирование по модулю два и выполнен. ная на базе логических схем 2 И-НЕ; выход сумматора по модулю два подсоединен ко входу разрешения сложения реверсивного счетчика, вход раэреше ния вычитания которого соединен с выходом сумматора по модулю два через инвертор; реверсивный счетчик соединен также с преобразователем коднапряжение 2), 30 Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий два компаратора, выходы которых соединены с входами элемента 2 И-НЕ, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение, введены два блока формирования зоны нечувствительности, инвертор и два элемента И, причем выход первого блока формирования зоны нечувствительности соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а выход второго блока формирования эоны нечувствительности соединен с прямым входом второго компаратора, который соединен с прямым входом первого компаратора и выходом преобразователя код-напряжение, входы блоков формирования зоны нечувствительности объединены, выход элемента 2 И-НЕ соединен с первым входом первого элементаФормула изобретения 50 55 бО И и через инвертор с первым входомвторого элемента И, вторые входыэлементов И соединены с выходом генератора импульсов, выходы первогои второго элементов И соединенысоответственно с входами сложенияи вычитания реверсивного счетчика.На фиг.1 представлена блок-схема,аналого-цифрового преобразователя;на фиг.2 - диаграммы напряжений,Устройство содержит два блока 1и 2 формирования: зоны нечувствительности, которые подсоединены к инвертирующему входу компаратора 3 ипрямому входу компаратора 4, причемвыходы компараторов соединены совходами элемента 5 2 И-НЕ, выходкоторого соединен со входом инвертора б и одним входом элемента 7 И,другой вход схемы соединен с однимиз входов элемента 8 И и с выходомгенератора 9 тактовых импульсов,Выход инвертора б подключен к другому входу элемента 8, а выходы элементов 7 и 8 соединены соответственнос импульсными входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 10,выходы которого соединены со входамипреобразователя код-напряжение 11,выход преобразователя подключен черездва резистора 12 к инвертирующемувходу компаратора 3 и к прямомувходу компаратора 4, причем входыблоков 1 и 2 через другие два резистора 13 подключены к источнику входного сигнала,С приходом тактирующих импульсов(фиг,2,а) опорное напряжение ,увеличивается ступенчато (фиг,2,6)Онодолжно увеличиваться до тех пор, покане превысит входной сигналВ этот момент должно изменитьсясостояние компаратора. Из-за наличияу компаратора зоны нечувствительности. ЬБн изменение его состоянияпроисходит не в момент 1(Фиг.2,б,точка 1), когда О становится больше, чем ц, а в момент 1(фиг,2,6,точка 1), когда опорное напряжениевыходит из зоны нечувствительности,В этот момент состояние компаратора3 изменяется и на его выходе появляется логическая 1 (Фиг.2,в),так как и преобразуемый сигнал Би опорное напряжение Б 0 положительной полярности, на выходе компаратора 4 - постоянно логическая 1.После инвертора б (фиг.2,д) иэлемента 8 на входе вычитания реверсивного счетчика появляется перепаднапряжения из логического 1 О в11, который заставляет счетчиксработать .на вычитание (фиг.2,д).На входе сложения появляется перепаднапряжения из логической 1 вфО, который не действует на счетчик (Фиг.2,е) .Таким образом по одному тактирующему импульсу счетчик срабатывает 5 10 15 20 25 30 35 45 дважды, один раз на сложение в момент прихода тактирующего импульсаи второй раз через время, определяемое задержками в счетчике в моментизменения состояния компаратора.Следовательно на счетчике остаетсясостояние, бывшее до прихода тактирующего импульса,Ошибка преобразования составляетлх и будет меньше половины шагаквантования с/2. Так как на выходекомпаратора 3 устанавливается логическая 1, то следующий импульсзаставляет счетчик сработать на вычитание. Опорное напряжение И; становится меньше входного сигнала и выходит из зоны нечувствительности(фиг,2,6, точка 1 з) . На выходе компаратора появляется перепад напряжения из логической 1 в О, который проходит через элементы 5 и 7(фиг.2,г) и заставляет счетчик сработать на сложение. Таким образомсчетчик опять по одному тактирующемуимпульсу срабатывает дважды.Если не считать время на установку, счетчик находится в одном состоянии и ошибка преобразования равнаьх,.Если входной сигнал изменяется,то счетчик устанавливается в другоесостояние (см,фиг2,а, точка 1 ц), ноошибка квантования в любом случаебудетЧ/2 (например Ь хц/2), Аналогично происходит работа АЦП, когдасигнал будет отрицательным, Тольков этом случае буд т работать компаратор 4,Технико-зкономический эффект предлагаемого устройства состоит в том,что применение данного изобретенияпозволяет не только ликвидироватьпотерю точности преобразования,возникающую при наличии в сравнивающем устройстве эоны нечувствительности, но и повысить точность преобразования в два раза, без увеличениячисла разрядов. Аналбго-цифровой преобразователь, содержащий два компаратора, выходы которых соединены с входами элемента ф 2 И-НЕ", реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены два блока формирования зоны нечувствительности, инвертор и два элемента И, причем выход первого блока формирования эоны нечувствительности соединен с инвертирующим входом первого компаратора, а выход второго .блока формирования зоны нечувствительности соединен с прямым входом второго компаратора, который соединен с г.римым вхо743191 раж 99 исное аказ 3630/1 И ент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филил - ПП дом первого компаратора и выходомпреобразователя код-напряжение, входыблоков формирования зоны нечувствительности объединены, выход элемента2 И - НЕ соединен с первым входом первого элемента И и через инвертор спервым входом второго элемента И,вторые входы элементов И соединеныс выходом генератора импульсов,выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входамисложения и вычитания реверсивногосчетчика,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1, Патент США 93656152,кл. 340 - 347,. 13.05.68,2. Ж. Радиотехника, Р 8,1976, с. 94-95 (прототип) .