Двухступенчатый аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСН СО 1.1 ИАЛИСТИЧ"24 2, Авторское св 809543, кл. Н 03прототип). тельство СССР13/02, 1977 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54)(57) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий параплельный аналого-цифровойпреобразователь, выходы которогочерез первый цифроаналоговый преоб.разователь соединены с первым входомблока аналогового вычитания, второйвход которого соединен с входом параллельного аналого-цифрового преобразователя, а выход - с входомпоследовательного аналого-цифровогопреобразователя, выходы которого соединены с первыми адресными входамиблока памяти, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с цельюповышения точности преобразования, в него введеныаналоговый переключатель и второйцифроаналоговый преобразователь,входы которого подключены к шинамэталонного кода и входам записи блока памяти, а выход - к первому входу. аналогового переключателя, второйвход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход - с входомпараллельного аналого-цифрового преобразователя, при этом вторые адресные входы блока памяти подключены квыходам параллельного аналого-цифрового преобразователя, а выходы - сшинами выходного кода,Изобретение относится к аналогоцифровым преобразователям и может быть использовано в технике физического эксперимента, в частности в ядер ной электронике, а также в вычисли-. тельной технике, гидролокации, радиолокации и технике связи.Известно устройство аналого-цифрового преобразования, содержащее два параллельных аналого-цифровых преоб- О разователя (АЦП 1, цифроаналоговый преобразователь ЦА 11 и блок аналогового вычитания И .Недостаток:, такого устройства - малая точность преобразования.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухступенчатый аналого-цифровой преобразователь, содержащий параллельный АЦП, блок аналогового вычи тания, последовательный АЦП, коммутатор, блок памяти и сумматор, выходы которого соединены с выходной шиной, первые входы - с выходом блока памяти, а вторые входы в . с выходами последо ьательного АЦП и первыми входами блока памяти, вторые входы которого соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого соединены с первыми входами цифроаналоговогс коммутатора и первымвходом последовательного АЦ 11, второй вход которого соединен .с выходом аналогового вычитателя, первый вход которого соединен с входнойшиной ивходом параллельного ЛЦ 1,а второй вход - с выходом ЦАП,35 .вторые входы которого соединены с выходами параллельного АЦП и первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены с шинами эталонного40кода 23Недостаток этого устройства - невысокая точность коррекции погрешностей двухступенчатого АЦП в целом, так как коррекции подвергаются только погрешности ЦАП. Погрешности параллельного АЦП, блока аналогового вычитания и последовательного АЦП в этом устройстве не могут быть скорректированы и проявляются на выходе50 устройства.Целью изобретения является повьгшение точности преобразования.ФПоставленная цель достигается тем, что в двухступенчатый аналого-цифро вой преобразователь,содержащий параллельный ЬЦП,выходы которого через первый ЦА 1 соединены спервым входомблока аналогового вычитание, второй вход которого подключен к входу параллельного АЦР, а выход - к входу последовательного АЦП, выходы которого соединены с первыми адресными входами блока памяти введены аналоговый переключатель и второй ЦАП, входы которого подключены к шинам эталонного кода и входам записи блока памяти, а выход - к первому входу аналогового переключателя, второй вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход - с входом параллельного АЦП, при этом вторые адресные входы блока памяти подключены к выходам параллельного ДЦП, а выходы - к шинам выходного хода.На чертеже представлена функциональная схема двухступенчатого АЦП. Устройство содержит параллельныйАЦП 1, первый ЦАП 2, блок 3 аналогоного вычитания, аналоговый переключатель 4 последовательный АЦП 5, блок6 памяти, шина 7 входного сигнала,второй ЦАН 8, шины 9 эталонного кода, шины 1 О выходного кода.Выходы АЦП 1 с разрядностью.Б через первый ЦАП 2, разрядность которого также равна Ы 1, соединены с входомблока 3 аналогового вычитания, второй вход которого подключен к входупараллельного АЦП 1 и одновременнок выходу аналогового переключателя4, выход блока 3 аналогового вычитания соединен с входом последовательного АЦП 5 разрядностью М 2, выходы которого соединены с первыми адресными входами блока 6 памяти,его вторые адресные входы соединеныс выходами параллельного АЦП 1, первый вход аналогового переключателя4 соединен с шиной 7 входного сигнала,.а второй его, вход - с выходом второго ЦАП 8, имеющего разрядность 03= Ы + О 2 + 1, причем его входы соединены с шинами 9 эталонного кода ивходами записи блока 6 памяти, выходы которого подключены к шинам 10,выходного кода двухступенчатого АЦП.Двухступенчатый АЦП работает следующим образом,В режиме калибровки с шин 9 эталонного кода кодовые слова по".тупаютна входы .второго. ЦАП 8, выходное напряжение которого через аналоговыйпереключатель 4 поступает на входпараллельного МНи одновременно1591 б 3на вход блока 3 аналогового Ъычитания, в котором выделяется разностьвыходных напряжений второго ЦАП 8 иперного ЦАП 2, причем выходное напряжение первого ЦАП 2 является аналаговым эквивалентом цифрового слона,поступившего на него с параллельногоАЦП 1,Разность ныходных напряжений второго ЦАП 8 и первого ЦАП 2 кодируется Опоследовательным АЦП 5 и в качествекодов младших разрядов поступает напервые адресные входы блока 6 памяти.На вторые адресные входы блока 6 па-мяти в качестве кодов старших раэрядов поступает цифровое слово с выходов параллельного АЦПОдновременно на входы записи блока6 памяти поступают кодовые слова эталонного кода, Запись .этих кодовых 20слов по установленному адресу происходит сразу же после изменения состояния младшего разряда последовательного АЦП 5,Таким образом, двухступенчатый АЦП 25в целом калибруется точным ЦАП 8. Такая калибровка проводится периодически но время работы, чтобы учесть нетолько неточность отдельных элементов, но и их температурную нестабильность, причем быстродействие вто-,.рого ЦАП 8 может быть существенно ниже быстродействия преобразователя вцелом, что значительно облегчает егоразработку.В рабочем режиме сигнал с шины 735входного сигнала через. аналоговыйпереключатель 4 поступает одновременно на вход параллельного АЦП 1 и на второй вход блока 3 аналогового вычитания, в котором выделяется разность входного сигнала и выходного напряжения первого ЦАП 2, Это выходное напряжение является аналоговым эквивалентом цифрового слова, поступа- . вшего на первый ЦАП 2 с параллельного АЦП 1.Сигнал с выхода блока 3 аналогового вычитания кодируется последовательным АЦП 5 и поступает на первый адресный вход блока 6 памяти в качестве кодов младших разрядов. На вторые адресные входы блока 6 памяти в качестве кодов старших разрядов поступает цифраное слава с выходов параллельного АЦП . Цифровое слово с выходов считывания. блока б памяти является выходным сигналом двухступенчатого АЦП и поступает на шины выходно-., го кода 10. Технико-экономический эффект заключается в там, чта в рабочем режи" ме в качестве выходного кода используется его более точный эквивалент. определенный в режиме калибровки. Это позволяет уменьшить нелинейность преобразователя до уровня младшего разряда второго ЦАП 8, т,е. да половины младшего разряда АЦП в целом. Например, если разрядность. двухступенчатого АЦП равна 12, второй ЦАП 8 должен иметь 13 разрядов, нелинейность АЦП в целом в этом случае не превышает 0,0122, в то время как двухступенчатый АЦП той же разрядности с корректировкой "только .характеристики,ЦАП имеет нелинейность 37.1159161 Составитель И. РомановаТехред Л,Микео Корректор Л. Пилипен Редактор М, Цит Заказ 3608/56 Тираж 872 Подлисное ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,