Реверсивный аналого-цифровой преобразователь

ТСКИХИЧЕСКИ ОЮЗ 9) 111) 0 СПУБЛИ 51) 4 Н 03 г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 75-76.о СССР 1979. ске и фейс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к влительной и измерительной техниможет быть использовано в инте ных устроиствах, а также устройствах долговременного хранения аналоговых сигналов в цифровом видеИзобретение позволяет повысить точность преобразования и расширить область его применения. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий . цифроаналоговый преобразователь 1, компаратор 2, усилитель 6, ключи 9 и 10, блок 8 управления и коммутаторы 11 и 5, введены два дополнительных ключа 15 и 6, .позволяющие использовать усилитель совместно с масштабирующим резистором как в про-. цессе аналого-цифрового, так и цифроаналогового преобразования. 1 з.п ф-лы,ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1136Изобретение относится к вычисли-тельной и измерительной технике иможет быть использовано в интерфейсных устройствах систем с аналоговым. и цифровым представлением информации, а также для долговременного хранения аналоговых сигналов в цифровомвиде.Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения реверсивного аналого-цифровогопреобразователя.На чертеже представлена функциональная схема преобразователя,Реверсивный аналого-цифровой преобразователь содержит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 1, компаратор 2, два встречновключенных диода3.1 и 3.2, регистр 4 последовательных приближений, первый коммутатор 5кодов, усилитель 6, шину 7 аналогового сигнала, резистор 8, первый 9 ивторой 10 ключи, второй коммутатор11 кодов, шину 12 цифрового входногосигнала, регистр 13, первую выходнуюшину 14, третий 15 и четвертый 16ключи, шину 17 аналогового входногосигнала,.блок 18 управления, содержа-.щий шину 19 задания режима, триггер20, генератор 21 импульсов, инвертор22, шину 23 "Пуск".В процессе аналогб-цифрового преобразования на шину 19 задания режима реверсивного аналого-цифровогопреобразования поступает сигнал,обеспечивающий подключение выходоврегистра последовательных приближений 4 через коммутатор 5 к входамЦАП 1 и через коммутатор 11 к входамрегистра 13. В указанном режиме посигналам управления с входа и выходаинвертора 22 замыкаются ключи 15 и 9и размыкаются ключи 1 О и 16. Усилитель 6 обращается в повторитель напряжения, поступающего через замкнутый ключ 15 с шины 17. Входное напряжение преобразуется с помощью резистора в ток 1= Ц /К, где В. - сопротивление резистора 8. Этот токуравновешивается током ЦАП 1, используемого для выработки компенсирующего воздейсгвия.Процесс аналого-цифрового преобразования начинается по сигналу запуска, поступающему на вход триггера 20и устанавливающему его в состояние,при котором разрешена работа генератора 21 и регистра 4 последователь 17 О2 ных приближений. Генератор 21 начинает генерировать последовательностьтактовых импульсов, поступающих нарегистр 4 последовательных приближений. Выходные сигналы регистра 4 последовательных приближений в соответствии с алгоритмом поразрядного уравновешивания управляют в каждом тактеподключение разрядных токов ЦАП 1,Сравнение входного и компенсирующеговоздействия осуществляется с помощьюкомпаратора 2, причем диоды 3 ограничивают перепады напряжений на еговходах. Результат сравнения (логический нуль или единица) заносится в регистр 4 последовательных приближений,По окончании преобразования выходной ток ЦАП 1 Тцд с точностью до единицы младшего разряда равен входному току 1. Позавершении и-разрядного преобразования регистр 4 последовательных приближений вырабатывает сигнал, который поступает на вход триггера 20 и на (п+1)-й вход коммутатора 11. Этот сигнал возвращает триггер 20 в исходное состояние, а такжеобеспечивает запись кода результата преобразования с информационных выходов регистра 4 последовательных приближений в регистр 13. С изменениемсостояния триггера 20 его входнойсигнал запрещает генерацию тактовых импульсов генератором 21, а также работу регистра 4. Код результата присутствует на выходной шине 14 устройства. Преобразование на этом до поступления следующего сигнала запускаФпрекращается. В режиме цифроаналогового преобразования на шину 19 поступает сигнал,имеющий инверсное по отношению к сигналу в режиме аналого-цифрового преобразования значение. При этом ключи 15 и 9 размыкаются, а ключи 1 О и 16 замыкаются Усилитель 6 начинает выполнять функции преобразователя ток - напряжение, диоды 3 запираются нулевым потенциалом, а компаратор 2 исключается из работы устройства. С помощью коммутатора 5 от входов ЦАП 1 отключаются выходы регистра 4 последовательных приближений и подключаются выходы регистра 13. Коммутатор 11кодов отключает от входов регистра13 выходы регистра 4 последовательных приближений и подключает к нимшину 12 устройства, а также вход 21.По сигналу запуска, поступающему на вход 23, входной цифровой код, присутствующий на шине 12, записывается в регистр 13 и через коммутатор 5 поступает на входы ЦАП 1, который преобразует код в ток 1. ДалееНа 1этот ток преобразуется с помощью усилителя 6 и резистора 8 в напряжение, которое подается на шину 7. Напряже ние на аналоговом выходе равно 01 = = 1ца.В типичных применениях (например, при использовании предлагаемого уст. - ройства для хранения аналоговых сиг налов в цифровой форме) вначале производится преобразование входного напряжения в цифрвую форму, а затем через некоторый интервал времени - преобразование полученного кода в 20 напряжение, Полагая при этом 1 цап =Ца 11ПОЛУЧаЮт, Чтс СИГНаЛ На аиалоговом выходе определяется как У= = Би не зависит от сопротивления резистора 8. 25 В этом случае точность сопротивления резисторов не является фактором, ограничивающим точность реверсивного ЦАП, Использование одного и того же масштабирующего элемента в обоих режимах работы позволяет существенно уменьшить погрешность коэффициента передачи устройства. При этом его реализация на современной элементной базе упрощается. Формула изобретения 1. Реверсивный аналого-цифровой 40преобразователь, содержащий цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первыми выводами первого и второго токоограничивающих элементов, выполненных на диодах, 45 включенных встречно, и первым входом компаратора, второй вход которого объеДинен с вторыми выводами первого и второго диодов и является шиной ну-, левого потенциала, а выход соединен с первым управляющим входом регистра последовательных приближений, информационные выходы которого соединены с соответствующими и-входами первой группы информационных входов первого и второго коммутаторов кодов, и-входов второй группы информационных вхо;дов первого коммутатора кодов соединены с соответствующими выходами рео 4гистра и являются первой выходной шиной, и-входов второй группы информационных входов второго коммутатора кодов являются шиной входного цифрового сигнала, и-выходов соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы первого коммутатора кодов соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, а управляющий вход еое динен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с информационным входом регистра последовательных приближений, третий выход - с управляющими входами второго коммутатора кодов и первого ключа, а четвертый выход соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с входом первого ключа и с инвертирующим входом усилителя, выход которого объединен с выходом первого ключа и первым выводом токоограничивающего элемента, выполненного на резисторе, второй выводорезистора объединен с входом второго ключа и соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, введены третий и четвертый ключи, выход третьего ключа объединен с входом четвертого ключа и соединен с неинвертирующии входом усилителя, выход которого является второй выходной шиной, вход третьего ключа является шиной входного аналогового сигнала, а выход четвертого ключа является шиной нулевого потенциала, (и+1)-й вход первой группы информационных входов второго коммутатора кодов объединен с первым входом блока управления и соединен с11 выходом "Конец преобразования регистра последовательных приближений, (и+1)-й вход второй группы информационных входов второго коммутатора кодов объединен с вторым входом блока11 1 управления и является шиной Пуск (и+1)-й выход соединен с управляющим входом регистра, третий и четвертый вьгходы блока. управления соединены с управляющими входами третьего и четвертого ключей соответственно, а пятый выход - с вторым управляющим вхо- дом регистра последовательных приближений.2, Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я танк, что блокСоставитель И.РомановаТехред М.Дидык Корректор М.Максимишинец Редактор П.Гереши Тираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 6303/56 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1 управления выполнен на генераторе импульсов, триггере и инверторе, вход которого является шиной задания режима и является четвертым и первым выходами блока, выход инвертора является третьим выходом блока, вторым 36 17106выходом которого является выход генератора импульсов, вход которого соединен с выходом триггера и является пятым выходом блока, первым и вторым входами которого являются установочные входы триггера