Следящий аналого-цифровой преобразователь

(51) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВ К:АВТОРСКОМ.(56) Авторское свидетельство СССР .9 1102031, кл. Н 03 М 1/48, 1983Полупроводниковые кодирукщие и . декодирущцие преобразователи напряжения(Под ред, В.,Б,Смолова, - Л, ф Энер гия, 196 7, с. 1352ретения - повьшгение точности - дости:гается за счет. введения в устройство, содержащее генератор 4 тактовыхФимпульсов, реверсивный счетчик 1,преобразователь 2 код-напряжение,компаратор 3, элементаИ 6, элементаИЛИ 7, элемента 8 задержки и буферного регистра 5, При этом частотазаписи информации в буферный регистр5 производится с частотой дискретизации меньшей, чем тактовая частота работы аналого-цифрового преобра зователя, Если в такт, следукщий затактом записи, значение входного сиг, нала возрастает, то производитсякорректировка записанногов буферныйрегистр значения, 3 ил,. цифровым преобразователям и можетбыть использовано в связи, вычислительной и .измерительной технике, системах обработки информации и в циф"ровых системах автоматического управления,Целью изобретения является повыше ние точности преобразования, 10На фиг, 1 представлена функциональ ная схема следящего аналого-цифрового преобразователя АЦП ; нафиг.2 - диаграмма поясняющая эффектснижения точности следящего АЦП при 15регулярном прореживании; на фиг, 3 "диаграмма, поясняющая работу преобразователя,Следящий аналого-цифровой преоб"разователь содержит реверсивный счетчик 1, преобразователь 2 код-напряжение, компаратор 3, генератор 4 тактовых импульсов, буферный регистр 5,элемент И б, элемента ИЛИ 7, элемент8 задержки, входную шину 9, шину 10 25частоты дискретизации, выходнуюшину 11, шину 12 считывания информации,Следящий аналого-цифровой преобразователь работает следующим обра" 30зом,/ Входной сигнал Б с максимальной .частотой % , .поступающий на шинус макс 35 9, сравнивается компаратором 3 ссигналом, поступакщим с преобразователя 2Компаратор 3 вырабатывает сигнал рассогласования, который подается на вход направления счетчика счет-чика 1, С поступлением с генератора 4 импульса тактовой частоты насчетный вход счетчика 1 значение счетчика увеличивается или уменьшается на единицу в зависимости от сигнала ком 45 паратора 3, что приводит к изменению напряжения на выходе преобразователя 2 на один квант Ь, При достаточной величине тактовой частоты Р генератора 4 скема преобразователя обеспечивает непрерывное выравнивание напряжений, подаваемых на входы компаратора 3, и код на выходе счетчика 1 фпропорционален величине входногоеигнала Б .Одним из определенных факторов вы 55 бора т актовой частоты ген ер атор а сл едящего АЦП является допустимый уровень динамических искажений преобразуемого сигнала, Тактовая частотаР выбирается из соотношенияР=г 2 Р л,С макГ где Рак- верхняя граничная частотасигнала;Н - количество разрядов АЦП;Рт - тактовая частота;Из выражения видно, что Р значительно превышает Р ;,. В большинствес факсслучаев для преобразования аналогового сигнала без искажений достаток:но брать выборки согласно теоремеКотельникова с частотой дискретизации Р 4 равный или несколько больше2 Р ас. Это приводит к необходимостис саксопрореживания выборок, поступакщихсо следящего АЦП с частотой Р, Нопри любом регулярном прореживании(взятие выборок с частотой Р, обладающей постоянным, периодом) точность преобразования уменьшается вдва раза, т,е, происходит ухудшениеразрешающей способности АЦП,Потеря разрешающей способностипри регулярном прореживании выборокявляется характерной для следящегоАЦП, Это.связано с тем, что текущему значению аналогового входного сигнала соответствуют два соседних отсчета АЦП, различающиеся на единицумладшего разряда, На фиг,2 показанэффект снижения точности следящего АЦП при регулярном прореживании,При переходе с одного уровня слежения на другой происходит переворотфазы сигнала рассогласования компаратора 3 на 180 , Это означает, чтопри организации регулярной выборкис частотой Р , кратной Р , моментвзятия выборок в отличающихся позначению сигнала уровнях слежениябудет приходиться на противофазныезначения сигнала рассогласования,Если в предыдущем уровне слежения настроб РА попадало меньшее из двухсоседних значений счетчика 1, то теперь приходится большее,А эти значениялибо равны между собой, либо отличаются на два кванта, Таким образом, навыходе АЦП код либо остается прежним,либо изменяется на два кванта сразу,хотя входной сигнал и в том и в другом случае изменился всего на одинквант Ь, Данный эффект, приводящийк снижению точности преобразования5 5946следящего АЦП в два раза, при регулярном прореживании показан на фиг,2на выходе условного цифроаналоговогопреобразователя, подключенного к вы 5ходу АЦП,На фиг.З представлена диаграмма,поясняющая работу предлагаемого АЦП,Принцип действия АЦП аналогичен опи".санному ранее с той лишь разницей, 10что моменты взятия с выхода АЦПвыборок синхронизированы по фазес сигналом рассогласования, В качестве прореженных выборок с АЦПберется всегда большая из двух сосед 15них, Для записи в буферный регистрдостоверной информации формируетсядополнительный импульс записи, позволякщий скомпенсировать возникающуюрасфазировку при переходе с одногоуровня на другой,,Запись текущей выборки в регистр 5осуществляется в момент поступленияимпульса частоты Рд с шины 10 навход записи буферного регистра 5 через элемент ИЛИ 7 без каких-либо условий, Если в момент действия Р знаксчета будет соответствовать единицесчет на.увеличение), то последующее .значение счетчика будет заведомо боль- ЗОше предыдущего и оно будет записанов буферный регистр 5 импульсом Рд,проходящим через элемент И 6, элемент8 задержки на один такт Рд и элемент ИЛИ 7Если знак счета в моментдействия Р будет нулевым (счет науменьшение), то корректировка информации в буферном регистре 5 не производится,88Таким образом, в регистре 5 окончательно фиксируется всегда большаяиз двух соседних выборок в данномуровне слежения, Для уровней слежения,отличащцихся на один квант, выборки,находящиеся в буферном регистре 5 после момента поступления повторного импульса записи, также отличаются наодин квант,Формула изобретения Следящий аналого-цифровой йреобраэователь, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых им" пульсов, реверсивный счетчик, преобразователь код - напряжение и ком" паратор,второй вход которого является входной шиной, а выход соединен с входом управления счетом реверсивно го счетчика, о т л и ч а ю щ и й . с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены буферный регистр, элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки, причем информационные входы буферного регистра соедине ны с соответствующими выходами ре- . версивного счетчика, вход разрешения считывания данных является шиной считывания информации, а вход записи подключен к выходу элемента ИЛИ, пер вый вход которого через элемент задержки подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен к выходу компаратора, а второй вход объединен с вторым входом элемента ИЛИ и является шиной частоты дикретизации, а выходы буферного регистра являются выходной шиной,издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,Лроизводств Гу 0107001070701 Заказ 2838 Тираж 6683 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж 35 р Раушская н одписноекрытиям при ГКНТ СССд. 4/5