Двухканальный аналого-цифровой преобразователь

(22) Заявлено 31.07.73 (21) 1954211 присоединением заявки Ъе осударственный кочете овета Мнннстрав СССР по делач изобретений 23) Приорите 3) УДК 681.325(088,8) Опубликовано 15. етень Ме 22 тнрыт ата опубликования описания 19,07 72) Авторы изобретения А, И. Гадзевич емов 71) Заявитель2 Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах.Известен двухканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) поразрядного уравновешивания, содержащий в каждом канале устройство сравнения, делитель напряжения, входы которого соединены с ключами, и триггерный регистр, выходы которого соединены с входами ключей, а нулевые входы - с элементами совпадения.Недостатком известного АЦП является низкое быстродействие.Целью изобретения является повышение оыстродействия АЦП.Зто достигается тем, что в предлагаемый АЦП введены дополнительные элементы за. прета, а в каждый его разряд - дополнительный триггер, два элемента запрета, элемент ИЛИ и дополнительный элемент совпадения, причем единичный вход дополнительного триггера подключен к соответствующему выходу одного из триггеров данного разряда, а нулевой - к выходу дополнительного элемента совпадения, входы которого соединены с единичными выходами триггеров смежного младшего разряда, выход дополнительного триггера подключен к первым входам элементов совпадения и запрета данного разряда, вторые входы которых соединены попарно и подключенык выходам дополнительных элементов запрета, своими входами подключенных к выходамустройств сравнения, третьи входы элементов5 запрета соединены с единичными выходамисоответствующих триггеров данного разряда,а выходы через элемент ИЛИ - с единичными входами триггеров смежного младшего разряда.10 На фиг. 1 показана функциональная схемаописываемого АЦП; на фиг, 2 - диаграммаего работы.Двухканальный АЦП содержит два регистра, один из которых выполнен на триггерах 1,15 другой - на триггерах 2, дополнительные триггеры 3, два блока формирования компенсационных напряжений, состоящих из ключей 4, 5и делителей 6, 7 напряжения соответственно,устройства 8 и 9 сравнения измеряемого н ком 20 пенсационного напряжений, элементы 10, 11совпадения на нулевых входах триггеров соответствующих регистров, элементы 12, 13 запрета, элемент 14 ИЛИ и элемент 15 совпадения в каждом разряде АЦП и дополнительные.25 схемы 16, 17 запрета.Преобразуемое напряжение, поступающеена вход 18 устройства, подается на первыевходы устройств 8 и 9 сравнения, вторые входы которых подключены к выходам делителей30 6 и 7 напряжений соответственно, 517997Входы ключей 5 на входах делителя 7 соединены с единичными выходами триггеров 1 одного регистра, входы ключей 4 на входах делителя 6 - с нулевыми выходами триггеров 2 второго регистра, Единичные входы дополнительных триггеров 3 подключены к единичным выходам триггеров 2, нулевые входы - к выходам элементов 15 совпадения, входы которых соединены с единичными выходами триггеров 1 и 2 смежного младшего разряда регистра. Единичный выход триггеров 3 соединен с первыми входами элементов 10 - 13. Вторые входы элементов 10 и 12 соединены с вы ходом элемента 17 запрета, вторые входы элементов 11 и 13 - с выходом элемента 16 запрета. Третьи входы элементов 12 и 13 подключены к единичным выходам триггеров 1 и 2 соответственно. Выходы элементов 10 и 11 соединены с нулевыми входами триггеров 1 и 2 соответственно, выходы элементов 12 и 13 - с входами элемента 14, выход которого подключен к единичным входам триггеров 1 и 2 смежного младшего разряда. Входы элементов 16 и 17 соединены с выходами устройств 8 и 9 сравнения. Сигнал запуск поступает на вход 19 устройства и единичные входы триггеров 1 и 2 старшего разряда регистров, сигнал сброс - на вход 20 устройства и нулевые входы всех триггеров.Работа устройства осуществляется следующим образом.В исходном состоянии, устанавливаемом импульсом (фиг, 2, а) поступающим на вход 20, компенсационное напряжение на входе устройства 9 сравнения равно нулю, а компенсационное напряжение на входе устройства 8 сравнения - максимальному компенсационному. Во время преобразования компенсационные напряжения изменяются противофазно. Преобразуемое входное напряжение У опступает на вход 18.Импульсы сравнения, появляющиеся на выходах устройств сравнения, поступают в логические цепи управления ключами компенсационных напряжений через элементы 16, 17 запрета, исключающие возможность одновременного поступления этих импульсов в те моменты времени, когда компенсационные напряжения обоих компараторов близки по амплитуде к преобразуемому. С поступлением на вход 19 импульса (фиг. 2, б) запуска триггеры 1, 2 старшего разряда устанавливаются в положение 1, при котором на выходе делителя 6 напряжения образуется отрицательный, а на выходе делителя 7 напряжения - положительный перепады напряжения, по амплитуде равэтные " (фиг, 2,в). Триггер 3 старшего раз 2ряда сигналом с единичного выхода триггера 3 устанавливается в состояние, при котором появляются разрешающие сигналы на входах элементов 10 - 13 данного разряда.В зависимости от соотношения преобразуемого и компенсационных напряжений разре 45 5 О 5560 65 5 10 15 20 25 зо 35 40 шающий сигнал появляется па выходе либо элемента 16, либо элеменга 17 при l,.( срабатывает устройство 9 и разрешающий сигнал снимается со схемы 17).При этом срабатывает лишь один из триггеров 1 или 2 и измсняется лишь одно из компенсационных напряжений, Так, при У(2триггер 1 сбрасывается в исходное состояние,отключая компенсационное напряжение, равУэ,нос ", Триггер 2 при этом остается в еди 2пичном состоянии, и компенсационное напряжение на входе устройства 8 остается равным эт2Изменение компенсационного напряжения приводит к изменению состояния соответствующего компаратора и снятию запрета с элементов 12, 13 запретя. В зависимости от состояния триггеров 1 и 2 элементом 12 или 13 из перепада напряжения на выходе компаратора формируется сигнал (фиг. 2,г, д), который через элемент 14 ИЛИ поступает па установ в 1 триггеров 1 и 2 соседнего младшего разряда, Сигналы с единичных выходов этих триггеров через элемент 15 совпадения устанавливают триггер 3 соседнего старшего разряда в исходное состояние.В процессе поразрядного уравновешивания напряжения на выходах делителей 6 и 7 напряжения приближаются по амплитуде к величине напряжения У, и в последнем такте уравновешивания становятся равными этому напряжению с погрешностью, не превышающей величины младшего разряда компенсационного напряжения.Таким образом переход к следующему такту преобразования осуществляется автоматически после установления переходных процессов на данном такте преобразования. Формула изобретения Двухканальный аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания, содержащий в каждом канале устройство сравнения, делитель напряжения, входы которого соединены с ключами, и триггерный регистр, выходы которого соединены с входами ключей, а нулевые входы - с элементами совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дополнительные элементы запрета, а в каждый его разряд - дополнительный триггер, два элемента запрета, элемент ИЛИ и дополнительный элемент совпадения, причем единичный вход дополнительного триггера подключен к соответствующему выходу одного из триггеров данного разряда, а нулевой - к выходу дополнительного элемента совпадения, входы которого соединены с единичными выходами517997 О триггеров смк:юго младшего разряда, выход дополнительного триггера подключен к первым входам элементов совпадения и запрета данного разряда, вторые входы которых соединены попарно и подключены к выходам дополнительных элементов запрета, своими входами подключенных к выходам устройств сравнения, третьи входы элементов запрета соединены с единичными выходами соответствующих триггеров данного разряда, а выходы 5 через элемент ИЛИ - с единичными входамитриггеров сменного младшего разряда.517997 Составитель Л, ДарьинаРедактор И. Петрашень Техред Е. Подурушина Корректо лова Подписи Заказ 1558,:6 ЦСССР ИИП ипография, пр. Сапуио Изд.1452 Государственногэ по делам изоб 113035, Москва, М Тираж омптета Совета, етений и открыти 5, Раушская наб 10241 инистройд. 4/5