Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

Соеоз Советскиз Социалистических Республик(5 Ф)М. КлР с присоединением заявки йо Н 03 К 13/17 Госуяарствеиимй комитет СССР ио ямам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 15.04. 81(72) Авторы изобретения И. Я. Билинский и Р. Ф, Немировский 71) Заявител электроники и вычислительной те АН Латвийской ССР н ПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ьсно ннезова ойства - уз н преобразо Изобретение относится к импул йтехнике.Известен адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий блоки сравнения, резистивный делитель,источник эталонного напряжениясобственно аналого-цифровой преобразователь, элементы, И, элемент ИЛИ,инвертор, триггеры, совокупностькоторых представляет собой логический блок, аналоговые ключи и резисторы - эквивалент цифроаналоговогопреобразователя, и генератор стробимпульсов 1.Недостаток устройства - низкоебыстродействие.Известен также адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь считывания, тактовый вход которого соединен с первым выходомгенератора импульсов, второй вход .,которого подключен к тактовому входупервого регистра, последовательносоединенного с цифроаналоговым пре-.образователем 2 ,Недостаток устр кий ди-,намический диапаэо ваниясигнала. Цель изобретения - расшире динамического диапазона преобра ниясигнала,Указанная цель достигается тем,что в адаптивный аналого-цифровойпреобразователь, содержащий аналого-цифровой преобраэователь считывания, генератор импульсов, регистр,цифроаналоговый преобразователь,введены сумматор, дополнительныйрегистр, блок сравнения кодов, двавычитающих устройства и мультиплексор, причем аналого-цифровой преобраэователь считывания, сумматор, дополнительный регистр и блок сравнениякодов соединены последовательно,выход сумматора подключен к второмувходу блока сравнения кодов, первому входу мультиплексора и к входамвычитающих устройств, выходы которыхподключены соответственно к второмуи третьему входам мультиплексора,четвертый вход которого подключенк выходу блока сравнения кодов, авыход соединен с входом регистра,вы.ход которого подключен к второмувходу сумматора, выход цифроаналогового преобразователя соединен суправляющим входом аналого-цифрового преобразователя.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройстваАдаптивный аналого-цифровой преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь 1 считывания, сумматор 2, регистр 3, блок 4 сравнения кодов, регистр 5, цифроаналоговый преобразователь 6, генератор 17 импульсов, вычитающие устройства 8 и 9, мультиплексор 10Основная цель адаптивной процедуры - создать эФфект слежения за сигналом, который позволит. расширить динамический диапазон преобразова. - ния без увеличения разрядности АЦП считывания.Для этого осуществляется сравнение отсчетов, полученных на данном такте и на предыдущем, определяется знак производной (приращения) сиг-нала и с учетом знака и значения отсчета на данном такте прогнозируется величина сигнала на следующий такт. Адаптация осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом: т.е. лц: к -- + - 9 ъп (4 -Х ) к+1 к Я 2 Ф к1 ф код на выходе аналого-цифрового преобразователя 1 дчисло уровней, на которыеквантуется сигнал (в в . разрядность);код предсказанной части сиг-,нала для момента времени Ф;,где и Я:2И ак лХ =а +п- результат преобразования К К ксигнала в код в момент времени С;а - код предскаэываемой частиК+1сигнала к моменту времениСчРеализацию алгоритма (1) проиллюстрируем для некоторого момента времени СК, т.е. после осуществления к-го такта дискретизации и квантования сигнала импульсом от гене- Ар тора 7. В этот момент времени наравляющий вход устройства действуец акц-аналоговый эквивалент величи.ны ак(ц - величина кванта). Диа- , паэой преобразования устройства равен (аК+В)п. Значение ак находится в регистре 5 и поступает на второй вход сумматора 2. В качестве второго слагаемого на сумматор 2 поступает величина п - результат квантования. Сумматор 2 Формирует значение отсчета сигнала хк=ак+пк. Эта величина поступает на вход ре гистра 3, но не меняет его состояния до поступления тактового импульса (задержанного) со второго выхода генератора 7, В регистре 3 сохраняется записанная на предыдущем такте величина 1 1 в -а+1+п. Эт величина совместно с величиной ХК=,=а+и с выхода сумматора 2 поступает на вход блока 4, Блок 4 долженвыдать один из. трех сигналов аХ= (О =(-Х, 1)ъО; аХСО нли аХ - О, причемпрнближейность равенства означает,что оно должно выполняться не только при точном равенстве отсчетов, но и в некотором диапазоне значений абсолютной величины приращения, т.е. производной сигнала.Из анализа алгоритма (1) следует, что при аХ 0; (2) прн. 6 Х(0; (3) при аХ=О. (4)ак+пкакм =ак+пк На =а+и- М.+11В уСтройстве все три процедурыдля сокращения затрат времени выполняются параллельно соответствен яо сумматором 2 и вычитающими устройствами 8 и 9, результаты одновре- .менно поступают на входы мультиплек-.сора 10, на выход которого поступает один из результатов в соответЗ 0 ствии с сигналом блока 4, Пусть вкакой-то момент времени С на выходеблока 4 имеет место сигнал аХ 0.;Сам по себе этот результат означает,что в интеРвале вРемени (ск-ск) 35 сигнал нарастает и крутизна его достаточно велика, т.е. можно предположить, что выполняется неравенствоХк+1Хк. ТогДа чеРез мУльтиплексоР10 проходит величина (ак+пк) и поступает на вход регистра 5. При появлении тактового импульса со второговыхода генератора 7 (через интервалвремени, необходимый для выполненияперечисленных операций) в регистр 3записывается величина а+пк, и в 45 регистр 5 в даннгм случае записывается ак+ =а+п=Хк. Эта величинапреобразуется с йомощью цифроанало"гового преобразователя б в аналоговую Форму - йц и подается на уп равляющий вход аналого-циФровогопреобразователя 1. Следовательно,значение сигналов интервала времени(ск+1-ск) может возРасти на величину Н 1. Если же в момент С К на вы ходе блока 4 имеет место. сигналаХ О, го это означает, что в интервале (Ск-Ск 1) сигнал Уменьшаетсй ислеДУет ожиДать, что Хк 1(Хк. Навход регистра 5 поступает величинаа+. После записи в регистры 3 и 5 ф 0 и йреобразования эта величина поступает,на управляющий вход аналого-цифрового пресбразователя 1, Это означает, что к моменту Ссигнал можетуменьшиться на величийу Н, без наруб 5 шения режима слежения. Прй ЬХ=О пред822349 0 Формула изобретения див 3 Составитель А. ХитРедактор М. Циткина Техред Т.Маточка орректор М. Коста каз 1893/83 Тираж 988 ВНИИПИ Государственного комик по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушскаисное ета СССРкрытийя наб., д, 4/ атент роектная, 4 иал П город,сказываемая часть сигнала определяется в соответствии с (4). Следовательно, процедура слежения не нарушается, если сигнал к моменту С+изменяется в любую сторону на.Иа и по лозину диапазона аналого-цифревого, преобразователя 1.Таким образом, при количестве компараторов, равном 0 2 , динамический диапазон преобразования устрой-. ством в целом расширяется за счет адаптации до величины (И+а )мак Адаптивный аналого-цифровой пре образователь, содержащий аналогоцифровой преобразователь считывания, тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соеди нен с тактовым входом регистра, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, о т - л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью расширения динамического диапа" 1 25 зона преобразования сигнала, введе" ны сумматор, дополнительный регистр,блок сравнения кодОв, два вычитающих устройства и мультиплексор, причем аналого-цифровой преобразовательсчитывания, сумматор, дополнительный регистр и блок сравнения кодовсоединены последовательно, выходсумматора подключен к второму входублока сравнения кодов, первому вкоду,мультиплексора и к входам вычитающихустройств, выходы которых подключены соответственно к второму и тре"тьему входам мультиплексора, четвертый вход которого подключен к выходублока сравнения кодов, а выход соеди.нен с входом регистра, выход которого подключен к второму входу суммато.,ра, выход цифроаналогового преоб разователя соединен с управляваямвходом аналого-цифрового нреобразователя. Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе 1. АзторскОе свидетельство СССР В 525241, кл, Н ОЭ Е 13/17, 1975.2. Авторское свидетельство СССРВ 439019 кл. Н 03 К 13/14, 1973