Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 458097, кл, Н 03 К 3/20, 197.Шило В,Л,Функциональные аналого-.вые интегральные микросхемы. 1982,с.18-19, рис.1,9.б. Я 01248067 А 1(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительным аналого-цифровым преобразователям отклонения постоянного напряжения и представляет аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, содержащий аналоговый компаратор 1, первый вход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя 2, а выход - с входом регистра последовательного приближения 3, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска - шиной запуска, з выходы соединены с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 и шиной "Конец преобразова 1ния , в который, с целью расширения области применения, введены комбинационный сумматор 4 и делитель напряжения 5, вход которого является 248067шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора1, выходы регистра последовательного приближения 3 соединены с первой группой. входов комбинационногосумматора 4, вторая группа входовкоторого является шинами кода константы, а выходы являются выходнымишинами устройства, а опорный входперемножающего цифроаналоговогопреобразователя 2 является шиной второго преобразуемого сигнала. 1 ил.Изобретение относится к измери, тельным аналого-цифровым преобразователям (АЦП) отклонения постоянногонапряжения и может быть использованов устройствах измерения и непосредственного цифрового управления,Цель изобретения - расширениеобласти применения,На чертеже приведена функциональная схема АЦП последовательного приближения.Аналого-цифровой преобразовательпоследовательного приближения содержит аналоговый компаратор 1, первыйвход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 2, а выход - с входом регистра 3 последовательногоприближения, тактовый вход которогоявляется шиной тактовых импульсов,вход запуска - шиной запуска, а выходы соединены с разрядными входамиперемножающего цифроаналогового преобразователя 2 и шиной "Конец преобразования", комбинационный сумматор 4 и делитель 5 напряжения, входкоторого является Шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналоговогокомпаратора 1, разрядные входы перемножающего ЦАП 2 объединены с первой группой входов комбинационногосумматора 4, вторая группа входов которого является шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами аналого-цифрового преобразователя,опорный вход перемножающего цифроаналогового преобразователя 2 являетсяшиной второго преобразуемого сигнала.Устройство работает следующим 5 образом.Импульс запуска Ц , поступающийна соответствующий вход регистра 3последовательного приближения (РПП),разрешает начало преобразования. Каж -дый цикл преобразования выполняетсяэа одно и то же время, пропорциональное величине разрядности АЦП, т.е.п,Однако входное напряжение Б подается на вход, целителя 5 напряжения, 15 другое входное напряжение Б подаетсяна опорный вход перемножающего ЦАП 2.Выходное напряжение перемножающего ЦАП 22 О 11 11 в .-2 Авых я 2 в где 11, - выходное напряжение ЦАП 2;,Хи - разрядность ЦАП 2;А - разряды цифрового двоичного кода, принимающие значение логического ыОЫ илилогической "1".После завершения цикла преобразования напряжения на входах аналого- ЗО вого компаратора 1 равны между собой.Если Б подавать на первый вход аналогового компаратора 1, минуя делитель 5 напряжения, то после циклапреобраз.ования АЦП справедливо слеЗ 5 дующее равенство2 А,.или Пл42"Отклонение к величины Б относительно величины П определяется из выражения- Беи Бл- 12и левой частей вы Ото получим следуЕсли от правойчесть по единице,ющее равенство;- 12 2 А; - 2 Е 2 А;2 Ц 2 Если на делителе 5 напряжения Б поделить не пополам, а на величи 2 1 Ну 2 лК в, ТО МОЖНО НалИСатЬ 1000 Х:2 А,2 А; - 2О12Двоичным представлением числя н-ЛЕ 2 Аявляется число А, АоА 1 А, А , Определение 8 при двоисол ном представлении числа 2 , являю-щимся константой, выполняется эле.Ментарно на комбинационном сумматоре,Для рассматриваемого примера результат преобразования всегда правильный, если Ь", с П , но при этом получаемая правильная дробь неудоб 3 О на для представления.Если Б л, 2 П , то реэупьтат Ю может быть как отрицательным, так и положительным в одинаковых пределах. Эта же цель достигается и при БлБ , если П, предварительно по делить пополам на. делителе 5 напряжения, а сигнал с выхода делителя 5 напряжения подать на первый вход аналогового компаратора 1. При этом= П = ПЕеыкИ2 Это выражение определяется с помощью комбинационного сумматора 4.Знаменатель в левой части равенства является характеристикой делителя 5 напряжения: для 10 - разрядного ЦАП он численно равен 2,048; для 11 - разрядного - 4,096 и т,д.Результат преобразования удобен для представления, так как уже не является дробью по двоичному знаменателю.При 10-Разрядном преобразовании вес младшего разряда составляет 0,2 Й при 11-разрядном - 0,1 Е и т,д.Умножение двоичного выражения числа .Е2 А; на два выполняется без сдвигового регистра, добавлением к двоичному числу А, А,А одного нулевого младшего разряда. Код АА,Л,О подается на одну группу входов комбинационного сумматора 4. На другую группу входов комбинационного, сумматора 4 подается обратный код двоичного выражения числа 1000. На выходе сумматора 4 получается двоичный код результата, старший разряд которого отображает знак результата. Так как сумматор комбинационный, то дополнительных потерь времени на преобразование практически нет.Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь последовательного приближений, содержащий аналоговый компаратор, первый вход которого соединен с выходом перемножающего цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом регистра последовательного приближения, тактовый вход которого является шиной тактовых импульсов, вход запуска- шиной запуска, а выходы соединены соответственно с разрядными входами перемножающего цифроаналогового преобразователя и шиной Конец преобразования", о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области при, менения, в него введены комбинационный сумматор и делитель напряжения, вход которого является шиной первого преобразуемого напряжения, выход подключен к второму входу аналогового компаратора, разрядные входы перемно" жающего цифроаналогового преобразователя объединены с первой группой входов комбинационного сумматора, вторая группа входов которого являет1248061 Составитель В.МахнановТехред М.Ходанич Корректор Л,Пилипенко Редактор М.Бандура Заказ 4141/58 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва, Ж, Раушская наб,р д, 4/5Подписное Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4 ся шинами кода константы, а выходы являются выходными шинами аналогоциФрового преобразователя, опорный вход перемножающего циФроаналоговогопреобразователя является шиной второго преобразуемого сигнала,