Последовательно-параллельный аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик С Дополнительное к авт. свид(22) Заявлено 03.04.81 (21)3270921/18-21с присоединением заявки Мо.Кл,03 К 13/1 осу рственнын комитетСССРлам изобретенийи открытий публиков 53 УДК 681. 325. Бюллетень М 41 7.11 ата опубликован исания 07.11(72) Авторыизобретения анасьев,лах, В.В.д елорусский ордена Трудового Красного осударственный университет им. В. И,Заявите наме енин ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ода грубого ксперионтяетсяелинейтигаетно-паробразоборкиединен изобретения явлФференциальнойвленная цель до в последовател ого-цифровой пр ий устройство вы ыход которого с Изобретение относится х информационно-измерительной технике иможет использоваться для спектрометри- чееких измерений высокой точности и быстродействия в радиолокации,э ментальной физике, метрологии,к рольно-измерительной технике.Известные последовательно-параллельные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), в которых используют двухшкальный метод кодирования ( 11.Однако эти преобразователи обладают значительной дифференциальной нелинейностью преобразования, что при спектрометрических измерениях вносит большую погрешность в результаты ойытов.Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является последовательно-параллельный аналого-цифровой преобразователь, содержащий устройство выборки и хранения, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления, регистры кпреобразования .2,Известное устройство обладает вы-,сокой диФференциальной нелинейностью,особенно значительной на месте стыкаточной и грубЬй шкал. Этот тип нелинейности является характерным длямногошкальных преобразователей.Данноеобстоятельство не позволяет широкоиспользовать последовательно-параллельные АЦП при спектрометрическихизмерениях. Для уменьшения дифференциальной нелинейности к АЦП 1 предъявляются высокие требования: приведенная погрешность младшего разряда АЦП 1не должна превышать величину младшего разряда АЦП 2 или, другими словами, не должна превышать величиныодного младшего разряда всего преобразователя. Реализация данного требования для АЦП с числом разрядов больше восьми связана с большими.трудностями.Целью умень 25 шение дин ностиПоста с сятем, что ь аллельный .анал е ватель,содержащ и хранения, в о с не972658 30 15 20 25 50 инвертирующим входом операционногоусилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, управляющийвход которого соединен с первым выходом устройства управления,регистры кода грубого и точного преобразования, введены вычитающий счетчик,элемент ИЛИ, коммутирующее устройство, первы 1 вход которого соединенс выходом устройства выборки и хранения, второй вход - с выходом операционного усилителя, а выход - свходом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через вычитающий счетчик соединен с входомцифроаналогового преобразователя,вхоцом регистра кода грубого преобразования и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя и входу регистра кодаточного:преобразования выход элемента ИЛИ соединен с. первым управляющим входом регистра кода грубого преобразования, второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом устройства управления, третий выход которого соединен с управляющими входами коммутирующего устройства и регистра кода точного преобразовання, четвертый выход - с управляющим входом вычитающего счетчика.На Фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма, поясняющая прин- З 5 цип его работы.Последовательно-параллельный АЦП содержит устройство 1 выборки и хранения, коммутирующее устройство 2 аналого-цифровой преобразователь 40 (АЦП) 3, вычитающий счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5,операционный усилитель (ОУ) 6, элемент ИЛИ 7, регистры кодов грубого 8 и точного 9 преобразовании, устройство 10 управленияСигнал с выхода устройства 1 вы" борки и хранения через нормально открытое коммутирующее устройство 2 поступает на АЦП 3. По сигналу 11 устройства управления фиг. 2) позиционный двоичный код с АЦП заносится в вычитающий счетчик 4.По следующему сигналу 12 вычитается единица" из кода записанного в счетчике 4. На третьем этапе командой 13 происходит занесение измененного кода в регистр 8 и коюутация устройства 2, осуществляющего подачу выходного сигнала ОУ б на второй цикл кодирования. За время импульса 14,формируется код младших разрядов и по сигналу 15 заносится в регистр 9 кода. При этом его старший разряд через элемент ИЛИ 7. суммируется с содержимым регистра 8 кода 65 грубого преобразования. 1 аким образом, учитывается "единица", которуювычитали после грубого кодирования.Полученный код на выходе регистров8 и 9 несет информацию об амплитудевходного сигнала.В предлагаемом АЦП используютсясдвоенные интегральные стробируемыекомпараторы, особенностью которых является наличие логической цепи, объе,циняющий выходы отдельных компараторов в соответствии с операциейПРОВОДНОЕ ИЛИ. Это позволяет использовать его для выделения сигнала,попадающего между двумя пороговымиуровнямиКроме того, использование кода Грея,цля перекрытия двухуровневыми зонамивсего диапазона позволило максимальноупростить схему преобразованиякода.Формула изобретенияПоследовательно-параллельный ана-лого-цифровой преобразователь, содержащий устройство выборки и хранения,выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя,инвертирующий вход которого соединенс выходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройствауправления, регистры кода грубого иточного преобразования, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения дифференциальной нелинейности, в него введены вычитающийсчетчик, элемент ИЛИ, коммутирующееустройство, первый вход которого соединен с выходом устройства выборки ихранения, второй вход - с выходомоперационного усилителя, а выходс входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через вычитающий счетчик соединен с входом цифроаналогового преобразователя, входомрегистра кода грубого преобразования и первым входом элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу аналого-циФрового преобразования и входу регистра кода точногопреобразования, выход элемента ИЛИсоединен с первым управляющим входомрегистра кода грубого преобразования,второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом Устройствауправления, третий выход которогосоединен с управляющими входами коммутирующего устройства и регистракода точного преобразования, четвертый выход - с управляющим входом вычитающего счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 588628, кл. Н 03 К 13/17, 1978,2. Бахтиаров Г.Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи. 1980, с.203,оис. 7, 27, б (прототип),972658 ГСоставитель В. Махнанов,Редактор Аг. Шандор Техред Т.Фанта Корректор К. Коста акаэ 8534 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж НИИПИ Государ по делам изо 035, Москва, 959венногетений35, Ра Подписнокомитета СССРоткрытийская наб., д, 4/