Аналого-цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 03. 04. 81(21) 3300719/18-21 РМ К з с присоединением заявки Йо Н 03 К 13/18, Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 2 Ы 282. Бюллетень Мо 47 Дата опубликования описания 2312. 82ичиЮ.А.Каденко и О.А, Акаткин(71) Заявитель 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 15 20 30 Изобретение относится к преобразователям напряжения в код и можетбыть использовано в измерительных цифровых устройствах и вычислительной технике.5Известен преобразователь напряжения в код, работающий по принципу одновременного сравнения йзмеряемого напряжения с рядом дискретных значений эталонных напряжений. Кодовое значение входного сигнала определяется старшим из сработавших компараторов либо определенной комбинацией этих схем С 13 Недостатком этого преобразователя является то, что с ростом точности преобразования значительно увеличивается количество блоков сравнения и,следовательно, снижается надежность.Известен параллельно-последовательный преобразователь напряжения в код, содержащий ступени грубого и точного преобразования, соединенные с источником измеряемого напряжения,. между управляющим компаратором грубой ступени и входом компаратора точной ступени имеется устройство выделения старшей единицы, переключающий ключ и операционный уси-литель 1 1,Однако наличие этих элементов очень понижает быстродействие преобразователя., При срабатывании компаратора ступени грубого преобразования изме няются величины напряжения порогов срабатывания компараторов ступени точного преобразования. Подобное решение задачи уменьшает количество компараторов, но при этом понижает быстродействие преобразователя за счет наличия ключей и устройства выделениястаршей единицы.Цель изобретения - повышение быстродействия при сохранении точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий блоки грубого и точного преобразований, каждый из которых выполнен на операционном усилителе, делителе и компараторах, первые входы компараторов блоков грубого и точного преобразований соединены с соответствующими выводами соответственно делителей блоков грубого и точного преобразований, а первые выходы соединеныс входами выходного регистра, введен элемент ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами компараторов блока точного преобразования,а выход соединен с инвертирующим входом операционного усилителя блока точного преобразования, выход которого соединен с вторыми входами компараторов грубого преобразования, а неинвертирующий вход соединен с шиной входного сигнала и неинвертиру ющим входом операционного усилителя блока. грубого преобразования, инвер- тирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вто/ рыми входами компараторов блока точйого преобразования.На чертеже представлена функционнальная схема аналого-цифрового преобразователя.Он содержит блок 1 грубого преобразования, блок 2 точного преобразо вания, выходной регистр 3, причем блок 1 грубого преобразования включает операционный усилитель 4; компараторы 5 = 1 -. 5 = и с двумя выхо 25 дами, делитель б и источник 7 эталонного напряжения, а блок 2 точного преобразования включает операционный усилитель 8, компараторы 91 -. 9 =т , делитель 10 эталонного напряжения и источник 11 эталонного напряжения, элемент ИЛИ 12 и шину 13 входного сигнала.Устройство работает следующим образом.Измеряемое напряжение Ох поступа ет на неинвертирующие входы операционных усилителей 4 и 5. Усиленное измеряемое напряжение поступает на первые входы компараторов 5 = 1 ". 5. = = и и 9 = 1 -. 9 = п . В компараторах 40 оно сравнивается с квантовыми значениями эталонных напряжений. В случае равенства компаратор срабатывает и выдает сигнал, напряжение которого через входную логику выходного ре гистра 3 преобразуется в код. Так как величины квантовых эталонных напряжений блока 2 точного преобразования значительно ниже величин квантования эталонных напряжений блока 1 грубого преобразованияОэ.иО),. то с началом преобразования начинают срабатывать компараторы 9 = 1 -.9 =а . По мере возрастания измеряемого напряжения Оизменяется количество сработавших компараторов и, следовательно, код в выходном регистре 3. При превышении измеряемого напряжения величины эталонного напряжения, поданного на вход последнего компаратора 9 =ю блока 60 2 точного преобразования, срабатывает компаратор 5 = 1 блока 1 грубого преобразования. Сигнал срабатывания этого компаратора со второго выхода подается на выходной регистр 65 3, а с первого через элемент ИЛИ 12 на инверсный вход операционного усилителя 8 блока 2 точного преобразования поступает напряжение, равное измеряемому Ц . В результате вычитания из измеряемого напряжения Охкомпенсирующего напряжения на выходе операционного усилителя 8 будет нуль. Компараторы 9 = 1 -. 9 =в снова будут несработавшими и готовыми фиксировать дальнейшее возрастание измеряемого напряжения 0 относительно порогового. В выходном регистре 3 будет лишь код сработавшего компаратора 5 = 1 блока 1 грубого преобразования, так как фиксация результата в момент срабатывания зайрещена, дальнейшее возрастание измеряемого напряжения выше опорного вновь фиксируется компараторами 9 = 1 -. 9 =т блока 2 точного преобразования аналогично изложенному до срабатывания второго компаратора 5 = 2 блока 1 грубого преобразования. При этом на инверсный вход операционного усилителя 8 блоком 1 грубого преобразования через элемент ИЛИ 12 будет подаваться удвоенное напряжение, при срабатывании сле-дующего компаратора 5 = 3 - утроенное и т.д. Одновременно сигналы срабатывания,компараторов 9 = 1 ф 9 =т и 5 = 1 . 5 =и подаются на выходной регистр 3, где код в результа,те преобразования определится как сумма кодов грубого и точного преобразований, либо по другому закону, предусмотренному пользователем.Введение практически непосредственной связи выхода блока грубого преобразования с инверсным входом блока точного преобразования позволяет сохранить высокое быстродействие преобразователя и повысить точность преобразования.Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь, содержащий блоки грубого и точного преобразований, каждый из которых выполнен на операционном усилителе, делителе и компараторах, первые входы компараторов блоков. грубого и точного преобразований соединены с соответствующими выводами соответственно делителей блоков грубого и точного преобразований, а первые выходы соединены с входами выходного регистра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразования, введен элемент ИЛИ, входы которого соединены с вторыми выходами компараторов блока точного преобразования, а выход соединен с инвертирующим входом операционного усилителя984034 Составитель Л. Беляеваедактор В. Лазаренко ТехредЖ.Кастелевич Корректор Е Р 6/75 Ти - ВНИИПИ ГосУД по делам и113035, Москва,аж 959рственногообретений-35, Рауш Подпиомитета СССоткрытийя наб., д. ака лиал ГПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,блока точного преобразования, вы-.ход которого соединен с вторымивходами компараторв грубого преобразования, а неннвертирующий входсоединеГ с шиной входного сигналаи неинвертирующим входом операционного усилителя блока грубого преобразования, инвертируюший входкоторого соединен с общей шиной,а выход соединен с вторыми входами компараторов блока точного преобразования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельсво СССР5 Р 367544, кл. Н 03 К 13/175,25.01.71.2, Авторское свидетельство СССРР 513490, кл. Н 03 К 13/175,08.12.74.