Аналого-цифровой преобразователь

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 924856(22)Заявлено 03.10.80 (2 ) 2988735/18-21 с присоединением заявки РЙ Гооудпрсжииый комитет(23) Приоритет по делам изаоретеиий и открытийщ Ю, И, Бочаров и А. А. Лебедев Московский ордена Трудового Красного Знамен инженерно-физический институт(54) АНАЛОГО-БИф РОБОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к электронной 1техг.ике и используется в составе измерительных и управляющих систем с по ниженной потребляемой мощностью.Известен аналого-цифровой преобразователь, содЕржаший дифференциальный преобразователь напряжение - ток с изменяемым коэффициентом преобразования, дельта - сигма-модулятор, включающий в себя интегратор, компаратор и аналоговые ключи, цифровой процессор, буферный регистр и цифроаналоговый преобразователь с дифференциальным биполярным выходом, Выходы преобразователя напряжение - ток и цифроаналогового преобразователя объединены, причем в каждом плече схемы осушествляется суммирование или вычитание выходных токов циф, роаналогового преобразователя и преобразователя напряжение - ток так, чтобы дифференциальная составляюшая входного тока дельта - сигма-модулятора равнялась разности между днфференщтальными составляющими выходных сигналов преобразователя напряжение - ток и цифроаналогового преобразователя, Преобразовательнапряжение - ток с изменяемым коэффициентом преобразования содержит двакаскада, каждый из которых представляет собой дифференциальный преобразователь напряжение - ток с фиксированнымкоэффициентом преобразования, которыйопределяется преобразуюшим резисторомданного каскада. Входы каскадов объеди Оиены, а выходы каждого каскада черезпереключатели тока подключаются либоко входу дельта - сигма-модулятора ивыходу,цифроаналогового преобразователя,либо к шине питания, В зависимости от т 5положения переключателей тока производится подключение ко входу дельта- сигма-модулятора выхода одного из каскадов и, таким образом, установка одногоиз двух значений коэффициента преобразования входного напряжения в ток 1.тНедостатком данного аналого-цифро. вого преобразователя является малаяэкономичность из-за нерационального4856 35 40 45 3 92расходования мощности цифроаналоговымпреобразователем и преобразователемнапряжение - ток,Пель изобретения - уменьшение потребляемой мощности анлого-цифровогопреобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в известный аналого-цифровой преобразователь, содержаший два источникарежимных токов, первые входы которыхсоединены с общей шиной, преобразователь напряжение - ток, выполненный надвух каскадах, при этом первые и вторые входы первого и второго каскадовсоединены с первым и вторым входомпреобразователя напряжение - ток, которые соединены с входными шинами, авторые и третьи входы первого и второго каскадов соединены соответственнос третьим, четвертым, пятым и шестымвходами преобразователя напряжениеток, а первьй и второй выход первогои второго каскадов - с первым и вторым выходами преобразователя напряжение - ток, которые соединены с первым и вторым входом дельта - сигмамодулятора, выходы которого соединеныс входами цифрового процессора, выходыкоторого соединены с входами буфферногорегистра, введены цифроаналоговый преобразователь с однополярным выходоми три ключа, при этом первые контактыпервого и второго ключей соединены совторыми входами источников режимныхтоков, вторые контакты - с третъимии четвертыми входами преобразователянапряжение - ток, а третьи контакты - спятым и шестым входами преобразователя напряжение - ток и с первым ивторым контактами третьего ключа соответственно, третий контакт которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя с однополярным выходом,входы которого соединены с буффернымрегистром. На чертеже представлена структурная схема аналого-цифрового преобразователя.Аналого-цифровой преобразователь содержит преобразователь 1 напряжениеток, состоящего из каскадов 2 и 3, дельта - сигма-модулятор 4, цифровой процессор 5, буфферный регистр 6, цифроаналоговый преобразователь 7 с однополярным выходом, источники 8 и 9 режимных токов, ключи 10, 11 и 12.Устройство работает следующим образом; 5 1 О 5 20 25 30 4Процесс аналого-цифрового преобразования включает в себя два цикла. В первом цикле при подаче напряжения на первый и второй входы преобразователя напряжение - ток определяются старшие разряды выходного кода аналого-цифрового преобразователя, из которых старший характеризует знак входного напря жения, при этом работает каскад 2 с меньшим значением крутизны преобразования, для чего источники режимных токов, подключаются к третьему и четвертому входам преобразователя 1 напряжение - ток, Во втором цикле определяются младшие разряды выходного кода, При этом работает каскад 3 с большей крутизной, для чего источники режимных токов подключаются к пятому и шестому входу преобразователя 1 напряжение - ток и прекращает работу каскад 6. В зависимости от знака входного напряжения, который определяется в первом цикле, выход цифроаналогового преобразователя подключается к пятому или шестому, входу преобразователя 1 напряжение ток имеющему меньший потенциал, При этом дифференциальная составляющая входного тока дельта - сигма-модулятора равна разности между дифференциальными составляюшйми преобразуемого тока и выходного тока цифроаналогового преобразователя. Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь имеет меньшую потребляемую мощность, так как режимный ток подается только на тот каскад, который определяет коэффициент преобразования, а другой каскад отключен и не потребляет мощность. формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь,содержащий два источника режимныхтоков, первые выходы которых соедииены с общей шиной, преобразовательнапряжение - ток, выполненный на двух,каскадах, при этом первые и вторыевходы первого и второго каскадов соединены с первым и вторым входамипреобразователя напряжение - ток, которые соединены с входными шинами,а вторые и третьи входы первого и второго каскадов соединены соответственнос третъим, четвертым, пятым и шестымвходами преобразователя напряжение -ток, а первый и второй выходы первого924856 1 ИПИ Заказ 2837/74 Тираж 95 одписное ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн и второго каскадов - с первыми и вторыми выходами преобразователя напряжение - ток, которые соединены с пер-вым и вторым входами дельта - сигмамодулятора, выходы которого соединеныс входами цифрового процессора, выходыкоторого соединены с входами буфферного регистра, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью уменьшения потребляемой мошност аналого-цифрового преобразователя, введены цифроаналоговыйпреобразователь с однополярным выходом и три ключа, при этом первые контакты первого и второго ключей соединены с вторыми входами источниковрежимных токов, вторые контакты - стретьими и четвертыми входами преобразоватрля напряжение - ток, а третьи контакты - с пятым и шестым входамипреобразователя напряжение - ток и спервым и вторым контактами третьегоключа соответственно, третий контакткоторого соединен с выходом ци 3 роаналогового преобразователя с однополярнымвыходом, входы которого соединены сбуфферным регистром,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеап аЕ РФаЭСЕ Р.З.ю Ьто -2 вИо иодМаог аь ысО СопчвМ 9 г -1 ЕЕЕ тгатвос.ОопзОп Ст ЕилСЬ сад ЯССЕтз.1978,чЮ.сав-,25, % 7, РР 510-514