Аналого-цифровой преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ еЯ А РЕСПУБЛИ И 4 Н 03 М 1/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСН) Иэобретени ельной техни ности, в цифровых бретение позволяе ойчивость. Это до юл. Уин и Л88.8)Г. ИнтЭнерги,Матвеев ральные схем 1978, с.59 ведения12 реаливой преа счет 7052,и У 2 7, 19 ром состав араллельантов изГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРА ТЕЛЬ пользовано, в час осциллографах. Из повысить помехоус тигается тем, что компаратора 11 и зован сложный ана образователь (АЦП ляющие его малора ные АЦП 6, 9 имею вания, в 2 раза б вестных АЦП. 2 ил умматорого-цифв котрядныеинтервльший,через один, так что интервалы квантования внутри малоразрядных АЦП 6и 9 вдвое выше результирующего интервала квантования.Выбор величин сопротивлений резис торов осуществляется следующим образом.Первые резисторы 10 обеспечиваютсмещение шкал малоразрядных АЦП.Так как в устройстве величина смещения (как было показано) равна д, аинтервал квантования внутри малоразрядных АЦП равен 2 Ь, то сопротивление первого резистора 10 равно 1/2К-половине сопротивления одного резистора К из делителя напряжения13 малоразрядного АЦП (всего в делителе 2 таких резисторов, К - числоразрядов малоразрядного АЦП) .25Для обеспечения равенства квантовпреобразования внутри всех составляющих малоразрядных АЦП суммарные сопротивления всех параллельных реэисторных цепей (каждая такая цепь содержитделитель малоразрядного АИП и первые .ф и вторые резисторы), включенные между шиной эталонного напряжения иобщей шиной, должны быть одинаковыми.Делители всех малоразрядных АЦПодинаковы, поэтому суммарные сопро тивления первого и второго резисторов во всех цепях также должны бытьодинаковы.Поскольку максимальная величинапервого резистора (как показано) не 40превышаетН. то сумма сопротив 2ления первого и второго резисторовможет быть взята равной Р. Тогда в 45рассматриваемом устройстве величинывторых резисторов составят К 4 К,В.8=1/2 ВВеличина П напряжения на шине 2Эгэталонного напряжения выбирается 5 О равной (2 " +1) д и, где К - числоразрядов малоразрядного АЦП; и - количество малоразрядных АЦП; д - ре зультирующий интервал квантования. 1 130Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в цифровых осциллографах.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.На фиг. приведена функциональнаясхема устройства для 4-х разрядов выходного кода; на фиг.2 - распределение уровней квантования между малоразрядными параллельными аналогоцифровыми преобразователями (АЦП).Устройство содержит шинувходного сигнала, шину 2 эталонного напряжения, общую шину 3, второй токоограничивающий элемент 4, выполненный на резисторе, вторые входы 5 АЦП,малоразрядный параллельный АЦП 6,первые входы 7 АЦП, второй токоограничивающий элемент 8, выполненныйна резисторе, малоразрядный параллельный АЦП 9, первый токоограничивающий элемент 10, выполненный нарезисторе, компаратор 11, сумматор12, каждый малоразрядный параллельный АЦП 6, содержащий делитель 3напряжения, выполненный на резисторах, и блок 14 компараторов кодирующей логики,Рассмотрим работу устройства 4-хразрядного АЦП, составленного издвух 3-х разрядных АЦП. Пусть необходимо производить квантование входного сигнала с интерваломквантования д . Полный набор уровнейквантования, обеспечивающий преобразование входного напряжения в 4-хразрядный код с интервалами квантования д, показан на шкале 1 фиг.2,Распределение этих уровней междуделителями малоразрядных АЦП 6 и 9показано соответственно на шкалах2 и 4,На фиг.2 видно, что при распределении уровней квантования появилсяуровень, величина которого равна д(шкала 3), он образован первым резистором 1 О. Для компарирования этого уровня и необходим компаратор 11.В рассматриваемом примере уровняквантования АЦН 9 смещены относительно уровней квантования АЦП 6.В малоразрядном АЦП 6 осуществляется квантование входного сигналауровнями 2 ь, 4 д, 6 ь 14 д,В малоразрядном АЦП 9 - уровнямиЗд, 5 д, 7 д15 й. Таким образом,все уровни квантования, обеспечиваю 0635 2 щие преобразование входного сигнала в 4-х разрядный код с интервалом квантования д распределены между АЦП 6 и АЦП 9 (с компаратором 11) Это напряжение распределяетсяследующим образом: часть напряженияЦ - (1 = 2" д и приходится наэфъ 5-9делитель малоразрядного АЦП, втораячасть напряжения Б ,равным д и,5 4различающимися на величину ь , а вданном устройстве опорные напряжения, различающиеся на этот квант преобразования, формируются нЕ в одномАЦП, а в делителях разных малоразрядных АЦП. Поэтому помеха, возникающаяпри срабатывании компаратора, будетвнешней по отношению к остальным малораэрядным АЦП, где формируютсяопорные напряжения, отличающийся отопорного напряжения сработавшего компаратора на ь,Правильная разводка цепей питания,фильтры в цепях, питающих и эталонных напряжений, поступающих на микросхему каждого малоразрядного АЦП,позволяют ограничить действие помехи одного малоразрядного АЦП, гдесработал компаратор, на другие АЦП. 130063 В делителях каждого малоразрядного АЦП уровни квантования разнесены на величину 2 Ь и помехи с амплитудой а не достаточно для возникновения ложного срабатывания компарато- ров данного малоразрядного АЦП, для этого потребуется уже помеха с амплитудой 2 ь, т.е. в 2 раза помехоустойчивость предлагаемого устройства превышает помехоустойчивость известных устройств. Аналого-цифровой преобразователь, содержащий два малоразрядных параллельных аналого-цифровых преобразователя, первый вход первого малоразрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя соединен с общей шиной непосредственно, а первый вход второго малоразрядного параллельного аналого-цифрового преобразователя через соответствующий первый токо- ограничивающий элемент, выполненный на резисторе, вторые входы малоразрядных параллельных аналого-цифровых преобразователей через соответствующие вторые токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах, подключены к шине эталонного напряжения, третьи входы малоразрядных параллельных аналого-цифровых преобразовате-. лей объединены и являются шиной входного сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены сумматор и компаратор, первый вход которого является шиной входного сигнала, вто-. 55 Помеха с амплитудой д вызывает ложное срабатывание только у компараторов с опорными напряжениями,приходится на дополнительные резисторы.Для обеспечения согласования шкалрезисторы 4,8 и 1 О выбираются такогоже класса точности, как и резисторыР делителей малоразрядных АЦП.Выходной код любого параллельного АЦП есть представленное двоичным кодом число уровней квантования,превышенным входным сигналом. В устройстве уровни квантования распределены между АЦП 6 и 9 не подряд, ачерез один, учесть все уровни кван -тования, превышенные входным сигналом во всех малоразрядных АЦП и компаратором позволяет сумматор. Поэтому выходы всех малоразрядных АЦП идополнительных компараторов соединены с соответствующими входами сумматора. Например, при использовании 20сумматора 133 ИМЗ выходы АЦП 6 подключаются к первым входам трех младших разрядов сумматора (фиг.1), вы -ходы А 1 Д 9 - к вторым входам тех жеразрядов, выход компаратора 11 соеди нен с входом переноса.Кодирование входного сигнала осуществляется одновременно всеми малоразрядиыми АЦП.Например, при кодировании входного сигнала У величиной 7 ь с Бе 8 дв АЦП 6 будут превышены 3 уровняквантования (фиг.2)и код на выхо-Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я де АЦП 6 соответствует числу 3.В АЦП 9 также превышены три уровня и код на выходе АЦП 9 соответствует числу 3; на выходе компаратора 11 - единичный сигнал. На выходе сумматора (выход устройства) кодсоответствует числу 7=3+3+1. 40Таким образом, в устройстве вотличии от известных уровни квантования, отстоящие друг от друга навеличину д , формируются не в одноми том же, а в разных малоразрядных 45АЦП; внутри же одного малоразрядногоАЦП соседние уровни квантования различаются на величину 2 а . Помеха величиной д, возникающая от срабатывания компаратора внутри малоразрядного АЦП в известном устройстве вызовет ложное срабатывание соседнихкомпараторов. Эта же помеха в предлагаемом устройстве не вызовет ложное срабатывание.15 1300635орой вход объединен с первым входом соединены с соответствующими информавторого малоразрядного параллельного ционными входами сумматора, вход аиалого-цифрового преобразователя, переноса которого соединен с выходом выходы малоразрядных параллельных коммутатора, а выходы сумматора яваналого-цифровых преобразователей 5 ляются выходными шинами. аде Фажа 8 ЖР 7 УСоставитель А.Титехред А.Кравчук рректор С.Иекм дактор И.Сегля аказ 1160/56 Тираж 902 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра