Аналого-цифровой преобразователь

(61) Дополнител ое к авт. свид.в 151) М. Кл,"22) Заявлено 30,06.75 (21) 214с присоединением заявкииудастиаиий ящщтЙаат Чае."там ЫЮп дои итобратиниЙя атурцтуЙ(45) Дата опубликования описания 01.) Авторыизобретения Тарасенко, Б. А. Королев, М. И. Гойса и Мазало 1) даявител 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ уть 1 ной жных млад ны к шиаться для коди алоговых сигки кодов их те- енер г. е преобразов ления знака с аналого-цифроо коаналогля омпаратора Однако такие и валяют обнаружива чения аналоговых Наиболее близким насти к изобретению тель, содержащийигн алов,по технической сущявляется преобразовалпаратор, вход котодключе ого сигнапреобразои, а Я-выи Э К-.тригла и вых о-аналогов леи отр льнои полярнос - к К - входа которых Ц - выходы соединены через эле младшихентъ 1 И с а разрядов и вддам и смежных старших р тарших разрядов этих дов, ОтриггеИзобрел ние относится к чмтехнике и может использоврования знакопеременных аепалов, обнаружения и выборэкстремальных значений.Известны аналого-цифровьтели, в которых для опреденала на входе униполярногового преобразователя используютвую схемусосто ящую из усилите ерключей Г 13, образователи не позэкстремальные знаров соедп;.ены с 3 -входами смеших разрядов,-входы подключене ,точ.-:и:к. сигнала сброса и Й -выходк входам дифро аналоговых преобразовалей, Я - зьход триггера управления через гтор импульсов соединен со своим С- входомвым входс.,: элемента "И" и непосредственнвторым ьходом этога же элемента "И".Такой преобразователь не позволяетдировать знакопеременные аналоговые сналы,Цель изобретения - обеспечение кодирования знакопереме:.пп 1 х сигналов и их экстремальных значений.Это достигается введением в предлагаемый преобразователь Т - триггера, однс- разрядного цифро-аналогового преобразователя положительной полярности, П - тригОгера, элементов И-ИЛИ, формирователей импульсов по фронту и по спаду, причем входы первого элемента "И-ИЛИ" соединен соответственно с Ы -выходами и Ц -выходами компаратора и Т -триггера, а выход его подключен к 2 - входу 3 -триггера,С -вход которого подключен к шине сигналов запуска и через формирователь импульсов по спаду - к К -входам всех 3 К - триггеров, а И -выход - к формирователю импульсов по фронту, входы двух других элементов И-ИЛИ соединены соответственнос О - выходами и О -выходами Т- триггераи 1 К -триггеров, С -вход Т- триггера через элемент И соединен с 6 - выходом иС-входом 3 К-триггера страшего разряда,Ц- выход Т -триггера подключен к входу 10цифро-аналогового преобразователя положительной полярности, Я -выход - к )-входу 3 К -ггриггера старшего разряда, а Т -вход Т-триггера - к О -выходу компарагора. 15На чертеже представлена структурнаясхема аналого-цифрового преобразователяна 3 разряда, включая знаковый,Преобразователь содержит компаратор 1,вход которого подключен к выходу источника аналогового сигнала, генератор импульсов 2, элементы И 3, 4, 5 Т-триггер 6,2 К-триггер старшего разряда 7,3 К-триггермладшего разряда 8,3 К-триггер управления9, Ч- входы которых подключены к клемме И10 источника сигналов сброса, а Ц-выходтриггера 6 подключен к входу 11 приемника кодового сигнала знака, одноразрядный цифро-аналоговый преобразователь положительной полярности 12 с весовым током очередного старшего разряда +4 Э, двухразрядные цифрс аналоговые преобразователи отрицательной полярности 13 с весовыми токами - 2 Э,-З, элемент И-ИЛИ 14,элементы И-ИЛИ 15, выходы которых под- З 5ключены к шинам 16 приемника кодовыхсигналов, 1) -триггер 17, С -вход которогоподключен к выходу 18 источника сигналов запуска и через формирователь импульсов по спаду 19 - к К-входам триггеров6 - 9, а О -выход соединен через формирователь импульсов по фронту 20 с входом21 приемника сигнала экстремума, Входомустройства является клемма 22,Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.Знакопеременный ток Э аналогового сигнала с клеммы 22 поступает на вход компаратора 1, где поразрядно сравнивается с токами +4 3, -2 Э,- Э цифро-аналоговыхапреобразователей 12,13. Это происходитвсякий раз, когда на К-входы триггеров6-9 подают сигналы сброса с клеммы 10источника или сигналы запуска с выходаформирователя 19, причем сигналы сбросаЯподают только для установки устройства висходное состояние, а сигналы запускапериодически с частотой, определяемой числом выборок, отражающих форму аналоговогосигнала,При поступлении импульсного сигналана 2-входы триггеров 6-9 они устанавливаются в "О" и отключают токи + 45, - 2 Э преобразователей 12,13, а единичный сигналс Ц,-выхода триггера 9 включает генераторимпульсов 2, Первый тактовый импульс генератора 2 беспрепятственно проходит черезвсе элементы И 3-5 (так кж на Ц-выходахтриггеров 7-9 действует единичный сигнал)и достигает С-входа триггера 6. Спадомкаждого тактового импульса осуществляюткодирование триггера текущего разряда ивключение триггера последующего разряда,причем нулевым сигналом О -выхода включенного триггера запрещается прохождениетактовых импульсов на С -входы закодированных триггеров,Рассмотрим случай, когда ток аналоговогосигнала 30. Тогда после сброса триггеров 6-9 на Я. выходе компаратора 1 формируется нулевой сигнал, и при поступлениипервого тактового импульса в момент егоспада состояние триггера 6 не изменяется,На фход 11 приемника передается кодовыйсигнал знака "0", Одновременно спадом первого тактового импульса устанавливаетсятриггер 7 в "1", при этом включается ток- 2 3 преобразователя 13. В результате сравнения токов - 2 Д на 5-выходе компаратора 1 фиксируется кодовый сигнал "Оф3 1-2 3) 3 или ф 1" Г Э-2 Э)1.При поступлении второго тактового импульса в момент его спада в первом случаетриггер 7 остается в единичном состоянии,а во втором случае переходит в состояниенуля, но в обоих случаях триггер 8 переключается в "1" и включает ток 3 преобразователя 13, Кодирование триггера 8осуществляют при поступлении третьеготактового импульса в момент его спада4в РезУльтате сРавнениЯ токов,1 вх, - 23,-3или ) - Э,причем одновременно триггер 9переключается в "1 ф и нулевым сигналом- выхода отключает генератор 2,На шины 16 приемника сигналов передается через элементы И-ИЛИ 15 прямойкод, отражающий величину выборки аналогового сигнала положительной полярности,Во втором случае, когда ток аналогового сигналами(Опосле сброса триггеров 6-9на Овыходе компаратора 1 формируетсяединичный сигнал,и при подаче первого тактового импульса в момент его спада триггеры 6,7 переключаются.в 1", включаятоки + 4 Э, -2 2 преобразователей 12, 13.В результате сравнения токов - Э , + 4 Э, --2 Э, на выходе компаратора 1 формируетсякодовый сигнал фО" ) +43-Л ,(-23)или "1"Г+д Э- Э -Й)3, При поступлении втмВХрого тактового импульса в момент его спа 5304495да в первом случае триггер 7 остается в единичном состоянии, а во втором случае переходит в состояние нуля, но в обоих случаях триггер 8 переключается в "1" и включает токпреобразователя 13. Кодирование триггера 8 осуществляют при поступлении третьего тактового импульса в момент егс спада в результате сравнения токов - 3 4 + 5,-23, -Д или - 3, + 4 3, -3причем, одновременно триггер 9 переключа ется в "1" и нулевым сигналом Й - выхода отклочает генератор 2, На шины 16 приемника сигналов передается через элементы "И-ИЛИ" обратный код выборки, отражающей величину выборки аналогового сиг нала отрицательной полярности.Обнаружение и выборка экстремальных значений аналогового сигнала осуществляется при помощи импульсов периодического запуска аналого-цифрового преобразо вателя импульсными сигналами с выхода 18 источника, Частота импульсов запуска определяется числом выборки, отражающим форму аналогового сигнала, При нарастании тока аналогового сигнала (Э ) 0) значевхние его в момент очередного запуска по модулю превышает ток, включенный в преобразователе 13 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, на Ц - выходе ком-З 0 паратора 1 фиксируется "О", а на О - выходе - "1, и поскольку триггер 6 при0 находится в состоянии нуля, то на вхЭ - вход триггера 17 через элемент "ИИЛИ" 14 передается нулевой сигнал. Тогда очередной импульс запуска своим фронтом переводит в состояние нуля триггер 17, проходит через формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-цифровой преобразователь. При переходе через мак симум ток аналогового сигнала ( Э0)вх спадает, и значение его в момент очередного запуска становится по модулю меньше тока, включенного в преобразователе 13 45 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, на 3 - выходе компаратора 1 фиксируется "1", а на й-выходе - "О" и поскольку триггер 6 при 3 0 находится в состоянии нуля, то на 3- вход триггера 17 через 50 элемент И-ИЛИ 14 передается единичный1( йсигнал. Тогда очередной импульс запуска своим фронтом переключает триггер 17 в "1", проходит через формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-циф ровой преобразователь. Предварительно, в момент переключения триггера 17 в "1", на выходе формирователя импульсов по фронту 20 формируется импульс, который передается на вход приемника сигнала экстремума. 60 6Импульс экстремума используют для считывания кода выборки, соответствующего экстремальному значению аналогового сиг нала перед очередным запуском устройства.При спадающем токе аналогового сигнала (2 СО) значение его в сумме с тс.вхком +4 5 в момент очередного запуска по модулю меньше тока, включенного в преобразователе 13 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, на О - выходе компаратора 1 фиксируется "1", а на Ц - выходе - "0", и поскольку триггер 6 при 5 4вх0 переключен в "1", то на Э - вход трит гера 17 через элемент "И-ИЛИ" 14 передается нулевой сигнал. Тогда очередной импульсзапуска своим фронтом переводит в состояние нуля триггер 17, проходит через формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-шфровой преобразователь. При переходе через минимум ток аналогового сигнала( 3О ) нарастает и значение его в сумме с током + 4 Эв момент очередного запуска по модулю больше тока включенного в преобразователе 13 в предыдущем цикле кодирования, следовательно, на С - выходе компаратора 1 фиксируется "0", на Ц - выходе - "1", и поскольку триггер 6 при 3,0 переключен в 1", то на Р -вход триггера 17 передается единичный сигнал. Тогда очередной импульс запуска своим фронтом переключает триггер 17 в "1", проходит формирователь импульсов по спаду 19 и запускает аналого-цифровой преобразователь, Предварительно, в момент переключения триггера 17 в "1", на входе формирователя импульсов по фронту 20 формируется импульс, который передается на вход приемника сигналов экстремума.формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь поразрядного кодирования, содержащий компаратор, вход которого подключен к шине аналогового сигнала и выходам цифрь-аналоговых преобразователей отрицательной полярности, а Ц, -выход кэмпаратора к К -входам ЭК - триггеров, в которых Ц, - выходы младшихн Ц разрядов соединены через элементы И с С- входами смежных старших разрядов, О -выходы старших разрядов этих же триггеров соединены с 3 -входами смежных младших разрядов, 2- входы подключены к шине источника сигнала сброса и 0- выходы - к входам цифро-аналоговых преобразователей,5 - выход триггера управления через генератор импульсов соединен со своими и входом, первым входом элемента И и неГ 11 в М 1 посредственно с вторым входе.",11элементаИ, отличаю-и:;с:.Что С ЦЕЛЬЮ ОО 8 СГЖЧЕНЧ КОДИГ,СРЯДУ:1ПЕРЕМЕННЫХ ЯНЗЛОГОВЫХ СИГНЯЛОЗ .": ИХ а;.С-.ремальных еначенийон содер 2 ки 1т,.;, =ОДНОРЯЗРЧДНЫЙ ПИЦРОааНЯЛОГОВЬ 1 ч , лВатель положительной поля",2 нссти. Вд 1. 1 11гер, элементы И-ИЛИ, ,фэрмир:артели;:ПУЛЬСОВ ПО ЦРОНтУ И ПО СПЯС,;, ПР.ГЧЕМ В 1111ды первого злемента И-ИЛИссед" иены соОТВЕтотВЕНРО С О- ВЬУОДЯМИ 1- 2 " ВЬГт 1 Ч;,;Икомпаратора и Т - триггера, а выход е;: сподключен к 2-входу З-триггера, С-вхо: . с .торотЬ подключен к пине сиг.,1 я;.:Ов зя; - уаи через формирователь импульс:сз ло слгдукИ" входам ЭК -триггеров, ЯЯ-ВЬд- .г,