Аналого-цифровой преобразователь

(45) Дата опубликования описания 05,11,76 51) М. Кл. Н 03 К 13/1 осударотванныи комит Соната Иииистроа ССС ко делам изоорвтеннйн открытий К 681.325(72) Авторы изобретен Б. Г. Вальский В. Островерхов 71) Заявител 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1 вр = Ьтт от тавл Изобретение относится к области изме=рительной и вычислительной техники и может быть использовано при кодированиислучайных сигналов,Известен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который содержит, схемусравнения, преобразователь кода в напряжение, устройство управления, логическиесхемы и триггерный регистр, построенныйпо схеме реверсивного счетчика )11. Работа етого устройства в каждом циклепреобразования построена на использованиикак поразрядного кодирования, так и следящего преобразования,Наиболее близким по технической сущности является аналого-цифровой йреобра-зователь, содержащий сравнивающее устройство, преобразователь кода в напря.кение, связанный с устройством управления, реверсивный счетчик, соединенный со вторым преобразователем кода в напряжение, выход которого через устройство стробирования подключен к одному входу аналогового сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого преобразователя кода в напряжение 2 ).Недостатком известных аналого-цифровых преобразователей как и любых других, параметры которых, например длительность такта (время преобразования ) или число разрядов, постоянны, является сушесч- венное увеличение погрешности преобразования с ростом частотного спектра кодируемого сигнала.Погрешность преобразования изменяющихся во времени входных сигналов определяется выражением где 6 о - статическая сос яюшая погреш 1ности; ттЬОЯ- составляющая погрешности от инерционности аналоговых цепей АЦП;1 - постоянная времени установления525240 6АЦП работает до выполнения равенства ,5), которое определяется устройством 8, При частотном спектре, равном Йд и принятой длительности такта т погрешность АЦП(б равна Ь . В устройстве 9 происходит сравнение предыдущего и полученного значений погрешности. Так как 5го сигнала и ат оритма функционированияАЦП,В момент выполнения равенства (4),определяемый устройством 8, на устройство 9 сравнения и запоминания состоянияреверсивного счетчика, поступает сигнал,по которому производится сравнение коровых эквивалентов установившегося значеФния напряжения Яуаи на- м циклеитерации с предществукхцим; значение которого хранится в устройстве 9. При этомустройство 9 выдает следующие сигчалыХ 1 в,логическую схему 1 О;1, если И 1 усиЮ(,-)1 сп,л,6)Логическая схема 1 О вырабатываетсигналы 1 , воздействующие на устройство11, управления параметром, которое и производит требуемое изменение параметра навеличину+Ь Если Х= 1, то зцак шага40 остается таким же как был установленв конце предшествующего периода работы,т, е,ври ьИ,= ыци ЛОВ)Л) ,Если же Х; = О, то знак приращения параметра изменяется на противоположныйвфп ь 1 =- йр ьЯ,После соответствующего изменения пара- З 0 метра Д.,1 весь период работы многократно повторяется, При этом вторая итерационная процедур, оызьиаюшая изменение параметра Я;, происходит до тех пор, пока не установится его оптимальное значение, при ко- ;ц тором обеспечивается минимальная ошибка преобразования:и ц=43 апЦопп)а.мин цдопф)лещВ установившемся режиме оптимальная величин. параметра находится в пределах й ЯПри изменении частотного спектра входного сигнала происходит ав олатическая перестройка соответствующего ар;.метрад АЦП, обеспечивающая минимальную ошибку преобразования.Рассмотрим в качестве примера работу йредлагаемого АЦП для случая, когда перес граиваемым параметром является длитель Ность тактамиПредположим,;то на вход АЦП поступает входи 1 сигнал с частотным спектром 1 и в резуьтате предыдущей работы устанавливается значение =т, опкоторое соот- б 5 ветствует погреш:ости Ь (см, фиг. 2). Затем частотный спектр входного сигнала возрастает я становится равным. АЦП начинает адаптацию. В результате первойитегяциошой процедуры при т Ьтоп " 60 21 Ц 71 цси17(-)1 усп 1 ,то в соответствии с (6) Х = О и знак Я .), меняется на противоположный,Поскольку не известно, какой был знакЬ 1 в предыдущем цикле, будем рассматрйвать худший из вариантов, ПустьЮтогдая. Увеличение длительности такта в результате цикла итерации приводйт. к увеличениюпогрешности АЦП 1 Йа 1а следовательно Х = О, и знак М меняется на противопол ожный,Очевидно, что в результате последующих итераций длительность тактауменьшается, пока уменьшается суммарная погрешность Йпр АЦП, а по достижении1 аона начинает колебаться около это.тапаго значения, так как 1 т опт определяетиминимумом функцииЬп =(С,)/У,Таким образом, в рассмотренном АЦПпутем автоматического изменения параметра 1 тдостигается минимум суммарной погрешности преобразования,формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий сравнивающее устройство, преобразователь кода в напряжение, связанный с устройством управления, реверсивный счетчик, соединенный со вторым преобразователем кода в напряжение, выход которого ,через устройство стробирования подключен к одному входу аналогового сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого преобразователя кода в напряжение, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования случайных сигналов, вего введены устройство сравнения и запоминания состояния реверсивного счетчика, устройство определения установившегося режима преобразования, логическая схема и устройство управленияФпараметром, выход которого соединен с одним из входов устройства управления, а входы - с выходами логической схемы, вход которой подключен к выходу устройств сравения и запомшалия состояния реверсиии825240 лндр,р Мауому аеак фщ хщ,у т.опт хет г ФЪс Ясоставитель Ю. Рюжинредактор Г. Мозфсечкова Техред А. Демьянова Корректор,С, Шекмар 1029 Подписное комитета Совета Минно речений, и открытий Раушская наб., д. 4/8 Заказ 8148/868 ЦНИИПИ Гос Тираж арствени ого делам изоб ква, Ж, в ССС 13038, Мос филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го счетчика, один вход которого соединенс выходом реверсивного счетчика, а другойвход - с выходом устройства определения;установившегося режима преобразования,первый вход которого подключен к выходусравнивающего устройства, а второй входк одному из выходов устройства управления,соединенному также с управляющими входа-. 8ми устройства стробирования и реверсивного счетчика.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св.139622, М. кл. Н 03 К, 13/17, 24,07,68.2, Авт. св.321941, М, кл. Н 03 К 13/02, 08.04.70 (прототип).