Регистр последовательного приближения

чдсед СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 4 ОПИСАНИЕ И ВТОРСИОМУ СВИДЕТИЧЬСТ(54) (57) РЕГИСТР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГОПРИБЛИЖЕНИЯ, содержащий Т-триггер иячейки, каждая иэ которых состоитиз первого и второго Р-триггеров,элемента ИЛИ и, кроме первой и последней ячеек, элемента И, причем Свход второго Р-триггера каждой нечетной ячейки соединен с инверсным, акаждой четной ячейки, кроме последней, с прямым выходом Т-триггера,Т-вход которого является тактовымвходом регистра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения регистра за счетобеспечения воэможности работы егопервого разряда в течение двух тактов, прямой выход первого 0-триггеракаждой ячейки соединен с первым входом элемента ИЛИ данной ячейки, инверсный выход второго Р-триггера каждой ячейки, кроме последней, соединен с С-входом первого Р-триггера и вторым входом элемента ИЛИ данной ячейки, а С-вход первого Р-триггера и . второй вход элемента ИЛИ последней ячейки соединены с прямым выходом Т-триггера, 0-вход первого 0-триггера каждой ячейки, кроме последней, является первым управляющим входом регистра, Р-вход первого Р-триггера последней ячейки является вторым управляющим входом регистра, выход элемента ИЛИ первой ячейки является одним информационным выходом регистра, а выход элемента ИЛИ каждой ячейки, кроме последней, соединен с первым входом элемента И данной ячейки, второй вход элемента И соединен .с прямым Евыходом второго 0-триггера предыдущей ячейки и с 0-входом второго Р- триггера данной ячейки, а выходы элементов И являются другими информационными выходами регистра, прямой выход второго 0-триггера предпоследней ячейки соединен с С-входом второго 0-триггера последней ячейки, выход элемента ИЛИ последней ячейки соединен с К-входом второго Р-триггера данной ячейки, прямой выход .которого соединен с К-входом второго Р-тригге-, ра каждой ячейки, 0-вход второго Р- триггера первой и последней ячеек является входом логической единицы, 1149791Изобретение относится к областивычислительной .техники и предназначено для использования в аналогоцифровых преобразователях (АЦП).Известен регистр последовательногоприближения, входящий в состав аналого-цифрового преобразователя. Этотрегистр обладает высоким быстродействием, но сложен и потребляет значи Отельную мощность.Наиболее близким:.по техническойсущности к предложенному является регистр, содержащий инвертор, Т-триггер, элемент ИЛИ-НЕ и ячейки, каждая 15из которых содержит первый и второйЫ- и ПКЗ-триггеры и элемент И, каж-,дая разрядная ячейка, кроме первой ипоследней, содержит элемент ИЛИ и ввторой элемент И, тактовый вхоц второго ВКБ-триггера каждого разряда соединен е выходом инвертора, выход которого соединен с тактовым входомпервого КВ-триггера каждой ячейки.Недостатком этого регистра является низкое быстродействие. Другим недостатком известных регистров является снижение быстродействия АЦП последовательного приближения из-за того,что время цикла преобразования 30Т С,(И+ 1),где И - число разрядов;- период тактовой частоты, оп,ределяемой временем установления первого (старшего) Разряда цифроаналогового преобразователя (ЦАП) .Так как время установления старшего разряда из-за наибольшего его веса превышает время установления лю Обого из последующих разрядов, то вреия Т получается завьшенным, чтоснижает быстродействие АЦП и сужаетобласть применения регистра.Целью изобретения является расширение области применения регистра засчет обеспечения воэможности работыего первого разряда в течение двухтактов.Поставленная цель достигается тем,что в регистре последовательного приближения, содержащем Т-триггер иячейки, каждая из которых состоит изпервого и второго В-триггеров, элемента ИЛИ и, кроме первой и последнейячеек, элемента И, причем С-вход второго 0-триггера каждой нечетной ячей-ки соединен с инверсным, а каждойчетной ячейки, кроме последней, с прямым выходом Т-триггера, Т-вход которого является тактовым входом регистра, в отличие от прототипа прямой выход первого П-триггера каждой ячейки соединен с первым входом элемента ИЛИ данной ячейки, инверсный выход второго П-триггера каждой ячейки, кроме последней, соединен с С-входом первого П-триггера и вторым входом элемента ИЛИ данной ячейки, а С-вход первого П-триггера и второй вход элемента ИЛИ последней ячейки соединены с прямым выходом Т-триггера, 0-вход первого 0-триггера каждой ячейки, кроме последней, является первым управляющим входом регистра, П-вход первого 0-триггера последней ячейки является вторым управляющим входом регистра, выход элемента ИЛИ первой ячейки является одним информационным выходом регистра, а выход элемента ИЛИ каждой ячейки, кроме последней, соединен с первым входом элемента И данной ячейки, второй вход элементаИ соединен с прямым выходом второго П-триггера предыдущей ячейки и с В-входом второго 0-триггера данной ячейки, а выходы элементов И являются другими информационными выходами регистра, прямой выход второго 0-триггера предпоследней ячейки соединен с С-входом второго П-триггера последней ячейки, выход элемента ИЛИ последней ячейки соединен с К-входомвторого П-триггера данной ячейки,прямой выход которого соединен сК-входом второго В-триггера каждойячейки, П-вход второго 0-триггерапервой и последней ячеек являетсявходом логической единицы,На фиг.1 представлена структурнаясхема регистра на фиг.2 - временнаядиаграмма работы схемы.Регистр содержит Т-триггер 1, разрядные ячейки 2, 3, 4, каждая из которых содержит первый 5 и второйбВ-.триггеры, элемент ИЛИ 7 и, кромепервой и последней, элемент И 8, Регистр имеет первый 9 и второй 10 управляющие входы, тактовый вход 11 ивыходы 12, 13.Регистр работает следующим образом,В исходном состоянии на входе 10 -логическая единица, на прямых выходахП-триггеров 6 всех разрядов, кромепоследнего, - также логическая единица, а на выходе П-триггера последне3 114979 го разряда - логический ноль, так как на его К-вход поступает логическая единица с выхода предпоследнего разряда, 0-триггеры 5 всех разрядов, кроме последнего, находятся в режиме хранения предыдущей информации, так как на их С-входах - логические нули, поступающие с инверсных выходов Р-триггеров 6 тех же разрядов, причем 1 О эта информация через элемент ИЛИ в первом разряде и через элементы ИЛИ , и И сохраняется на информационных выходах. С приходом логического нуля на вход 10 триггер 5 последнего разряда по тактовому сигналу С. устанавливается в состояние логического нуля, по тактовому сигналу С на выходе элемента ИЛИ 7 устанавливается логический ноль и на выходе 0-триггера Ь 20 последнего разряда устанавливается логическая единица, которая переводит ., по К-входам Р-триггеры Ь всех предыдущих разрядов в состояние логического нуля. Появление логической едини цы н инверсном выходе 0-триггера 6 первого разряда переводит 0-триггер 5 того же разряда в следящее положение и через элемент ИЛИ 7 устанавливает на информационном выходе первого ЗО разряда логическую единицу, а на информационных выходах остальных разрядов устанавливается логический ноль, так как на входе элемента И 8 появляется логический ноль с прямого выхода Р-триггера 6 предыдущего разряда. 4да, установленний в единичное состояние сигналом С, с выхода элемент ИЛИ 7, по К-входу устанавливается в состояние логического нуля, однако состояние Р-триггеров Ь остальных разрядов не изменяется, так как на их входах - либо логический нуль, ;либо они тактируются следующим тактом. С окончанием второго тактового импульса появляющаяся "единичная фаза сигнала С устанавливает 0-триггер 6 первого разряда в состояние логической единицы, что переводит 0- триггер 5 первого разряда в режим хранейия и устанавливает через элемент И следующего разряда логическую единицу на его информационном выходе. Таким образом, онробование первого старшего разряда, ЦАП продолжается в течение двух тактовых импульсов и, если, как было предположено выше, Бс а,бк = Снап то а= О и сохраняется до конца преобразования . Допустим, что Б а, П + ац = 13 мп, где а - код второго разряда, а Б - напряжение ЦАПа, соответствующее второму разряду. Тогда в пределах третьего тактового импульса на вход 9 поступает логическая единица, которая должна оставить триггер 5 второго разряда в состоянии логической единицы, что соответствует коду а = 1.При работе регистра в аналогоцифровом преобразователе последователь- кого приближения напряжение, соответствующее логической единице первого разряда цифроаналогового преобразователя, Б, сравнивается с измеряемым напряжением П . Если ПП,п, где Юнлп - напРЯжение, постУпавй 1 ее на компаратор с цифро-аналогового преобразователя, то на выходе комнаратора появляется логическая единица, если П ( Унлп на выходе - логический ноль.Допустим, что У с аУ, = Бнмгде а - код первого разряда регистра, тогда на выходе компаратора (входе 9 регистра) будет сигнал логического нуля, который устанавливает Р-триггер 5 первого разряда в состояние логического нуля, что соответствует коду а, = О.С окончанием первого тактового импульса 0-триггер 6 последнего разряДалее с приходом 4-го тактовогоимпульса триггер 6 второго разрядаустанавливается в состояние логичес О кой единицы, на тактовый вход 0-триггера 5 второго разряда поступает сигнал,логического нуля, Р-триггер 5 переходит в режим хранения и логическая.единица с его выхода через элемент 45 ИЛИ 7 и элемент И 8, на втором входекоторого сохраняется логическая единица от Р-триггера 6 первого разряда,устанавливается на информационномвыходе второго разряда.После установки кода в младшемразряде на тактовый вход Р-триггераЬ последнего разряда поступает логическая единица, и триггер 6 снова устанавливается в единичное состояние, бб процесс преобразования повторяется.Если до окончания цикла преобразова.ния сигнал на входе 10 получает еди ничное значение, то триггер 6 последнего .разряда остается в нулевом сос% Вход еиейщаф йЛге 7Выход ароегеф" Лог.7 Вход Ю ыход т оегсВыход злененолг ФлЮ 76 савиа лриегв Окон ф Выхадэленента Ф нли 7Вфиадьее тита ФЮВыло гера Х Фиг,НИИПИ Заказ 55 Тираж 5 П но роизв,-по тоянии, и на выходах регистра сохраняется предыдущая информация.1 Повышение быстродействия происхо 5 дит из-эа того, что в предлагаемом регистре для установления первого (старшего) разряда ЦАП. отводится время, равное двум длительностям периода тактовой частоты, а сама тактовая 10 частота может быть выбрана, исходя из времени установления 2-го разряда, которое может быть в 2 раза меньше, чем установления старшего разряда. 91 6Время преобразования при применении предложенного регистраТп) щ й (И + 2)где- время установления второгоразряда ЦАП.Тогда при С = 2,= 2 время преобразования, например для 10-и разрядного регистра Т= 12, а у из" вестных регистров Тр = 22.Таким образом,предложенный регистр может использоваться в ЦАП и АЦП повышенного быстродействия, что расширяет область его применения .Ужгород, ул. Проектная